台南市九十一学年度国教辅导团国民小学自然与生活科技

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1、台南市九十一學年度國教輔導團國民小學自然與生活科技學習領域九年一貫課程與教學研究需求表編號：學習領域召集人：西門國小．劉國正校長研究者姓名學校：林勇成（台南市西門國小）、葛慈陽（台南市西門國小）聯絡電話及郵件：06-3914141#17、0938810252、sunny@mail.tn.edu.tw傳真號碼及地址：06-3915889、台南市安平區古堡街87號研究計畫名稱：網路實驗室融入五年級自然領域教學之研究問題背景：本研究之所以建置網路虛擬實驗室，並探討網路虛擬實驗室學習環境在國民小學自然領域教學之學習成效的影響，是基於以下的原因：一、自

2、然科學課程有必要提供科技支援，輔助學生學習二、資訊科技融入自然領域教學是未來科學教育的新趨勢三、嘗試以設計架構一個跨越作業平台的虛擬實驗室學習環境四、探討學習型態對虛擬實驗室學習成效之驗證研究目的：一、了解網路虛擬實驗室對國小自然領域教學之學習成效影響。二、了解不同學習型態的學生在使用網路虛擬實驗室之後對其學習成就的影響。三、了解學生在接受自然科網路實驗室教學之感受意見。研究期間：工作項目1月2月3月4月5月6月１．成立研究小組２．收集、閱讀國內外相關文獻３．教材活動設計編寫４．網路實驗室設計建置５．資訊融入自然領域教學６．進行測驗及訪談７．

3、資料分析與撰寫研究報告經費預估及來源：25,000元研究人員之條件：本研究之研究人員均為自然與生活科技學習領域教師，目前擔任台南市自然與生活科技輔導員。台南市九十一學年度國教輔導團九年一貫課程與教學研究計畫書一、研究計畫名稱：網路實驗室融入五年級自然領域教學之研究二、研究主旨：本研究旨在進行國民小學自然科網路虛擬實驗室之建置，並探討網路虛擬實驗室學習環境在國民小學五年級自然領域教學之學習成效的影響。三、背景分析：近幾年來，資訊科技不斷的創新，其進步的幅度足以影響教育的變革，許多教師與專家學者也相信，資訊科技可以促進教育改革，對傳統教學帶來革新

4、(Dexter,Anderson&Becker，1999)。因此，九年一貫創新教學課程，不但將「運用科技與資訊」列為「自然與生活科技」的學習領域之中，也將「資訊教育」列為六項重大議題之一。教學創新九年一貫新課程中並未將資訊教育獨立為一個學科來教學，而是強調資訊融入各學習領域中，使得資訊科技成為一個跨領域、跨學科的重要主題。資訊融入教學的基本意義係指教師運用資訊科技於課堂教學上或課後活動中，以培養學生“運用科技與資訊”的能力和“主動探索與研究”的精神，並進一步養成學生“獨立思考與解決問題”的能力。自然科學課程中充滿了複雜且抽象的概念(White

5、，1993)，甚至學習者早已存有錯誤概念(misconception)，因而成為眾多學者的研究焦點；其中，蘊涵豐富知識的國小自然科學習領域，一方面是教師教學最感困難的部分(台灣省國民教師研習會，民77)，另一方面則有許多研究指出科學概念的學習受到空間能力、實驗操作、模型操作的影響(陳政瑜，民83)，這些因素都是目前的教學方法力有未逮之處，可見其學習之不易，實有必要提供科技支援，輔助國小自然科學的學習；因此，積極發展「資訊科技融入自然科教學」將是未來科學教育的新方向、新趨勢。在傳統網路技術下要設計高互動操作學習的活動環境是相當困難的，所以傳統的

6、網路教學資源依使用媒體的型式大部份是以「文字」為平台的教學設計及以「影像」為平台的教學設計(楊家興，民90)，前者以文字為主體來引導教學活動的發展，而後者特別著重影像，以串流的視訊來引導教學活動的發展；物件導向設計為目前國際潮流趨勢，為支援實施資訊科技融入國小自然科教學，本研究所建立的「網路虛擬實驗室」採用物件導向概念，以JAVA語言結合全球資訊網相關技術，分析實驗教材元件、架構一個跨越作業平台的虛擬實驗室學習環境。此外，利用物件導向概念建立規則庫管理系統核心，將規則的樣板定義為規則類別（ruleclass），建構虛擬實驗室的管理及控制功能，

7、以達到資源再利用、縮短實驗室系統開發的時間、提高虛擬實驗室品質。本研究探討資訊科技融入自然科教學發展的新方式，並完成可遠距操作之自然科學虛擬實驗室，學生可於遠端操作各項實驗工具，並觀察實驗過程，系統則記錄所有操作過程，並進行分析與提供建議，以更正學生錯誤的學習過程(不只是重視結果的正確性)；因此本研究所建立的國小自然科學虛擬實驗室的目的不是在提供完備的學習參考資料庫，而是希望能藉由適當資料的引導，開拓學生思維想像的空間，並分析實驗歷程，看是否有缺失，以便給予正確的指引，而不只看實驗結果。教師、學習者於虛擬實驗室中可以在人機互動的架構下對虛擬實

8、驗室進行示範及練習，而且系統能依據對象的不同提供適度的資料，引導學生整理後建構自我的知識體系，達成學習的目的。四、研究方法與步驟：為探討本研究是否能有效幫助國小學童