108課綱中的科學課程，其中一個重點是探究能力的培養，這部分也很明確地寫在了課綱的學習表現中。然而關於何謂探究能力或探究能力要教什麼這件事情，大多數的科學老師可能直覺想到的就是所謂的「科學方法」。想到「科學方法」，或許許多老師跟我一樣，直覺想到的就是變因控制這類型的研究法，也就是有操縱變因、應變變因、控制變因，每次的實驗改變一個操縱變因，並觀察應變變因會不會受到影響，並從這些實驗結果去判斷什麼因素會影響應變變因，如何影響等等的。
這當然是一個重要且廣泛應用的研究法，然而這當然也不是唯一一種研究法。有許多的科學知識，要轉成探究式的教學時，可能會發現格格不入，好像這個科學知識不適合使用探究教學法，但有可能只是因為套用了錯誤的研究法到教學設計中，才感覺窒礙難行。
舉例來說，國小課本有一段是談論到植物葉片生長的相對位置可分為輪生、對生、互生等不同的葉序。例如薄荷是對生的，榕樹是互生的，黑板樹或軟枝黃蟬是輪生的。
薄荷的葉片葉序是對生的
這樣的課程內容，顯然不適合定位成用講述法來進行的，結構化科學知識的課程。如果把這些葉片型態的名稱整理出來，舉幾個相關例子，看一下圖片，然後要學生背起來。然後出個四選一的選擇題：
下列何者不是葉子葉序的型態 (1) 互生 (2) 對生 (3) 輪生 (4) 亂生
或是
下列哪一種植物的葉序是屬於「互生」的 ? (1) 薄荷 (2) 榕樹 (3) 黑板樹 (4) 軟枝黃蟬
大家應該很明顯的會感受到，這一段課程如果做成知識記憶類型的課程，是很奇怪的。我們好像沒有道理期待國小學生應該要把這些東西背起來。 所以這一部分不應該歸類在知識記憶的課程。
那如果用科學探究的角度來設計課程呢？大家一看也就會知道如果用變因控制的研究套用進來，顯然會變成不倫不類的課程。但如果這一段用「描述性研究」的角度來切入，就很適當。
描述性研究主要目的在於觀察現象、描述現象，將有興趣的自然事物精確的描述出來，不去探究相關或因果，可以用觀察、調查或個案研究等等方式來完成。
以「觀察」為例，在課程設計上就要去思考，需要培養學生哪些能力？光是把葉子搜集起來放到學生面前讓他看，其實常常是不得要領的。學生看是看了，但未必能夠有系統有方法的看到老師希望學生看到的東西。
所以在讓學生觀察葉子時，最開始的第一步，當然可以完全開放的讓學生自由觀察，請學生說說看他看到什麼？學生可能看到葉子是綠色的，薄荷的葉子有香氣，葉子邊緣是鋸齒狀的等等。這是初步的，比較沒有聚焦沒有目標的觀察。作為課程的開始，目標是先框定一個課程的大範圍，也就是認識植物。
接下來教師就可以根據課程需求，將焦點放在葉序上，讓學生針對葉序做：
觀察、記錄、察覺差異、歸納、分類或發現模式
觀察與紀錄：先針對重點特徵，也就是葉序進行觀察與紀錄，或許可以用手繪的方式將特徵重點繪製出來。這邊的觀察，目標是呈現重點特徵的差異。
察覺差異，歸納與分類：接著根據葉序的型態，看看能不能察覺哪些植物的葉序有類似的特徵，哪些植物的葉序有不同的特徵。並且根據特徵的差異，進行分類。不同的學生，或許會依照自己的方式，做出不同的分類，老師不用急著評斷學生的分類是錯是對，而是要學生去說出自己分類的依據，並檢視自己分類的依據有沒有自我矛盾，或是無法涵蓋手邊的植物，或是會有一些模糊無法分類的情況。
表達和分享：最後當然希望學生有能力，使用各種媒體素材來說出自己的發現。可以的話，運用科學語言來描述觀察結果，分享自己的發現。
老師可能會覺得，這些能力太難了，學生年紀這麼小，我的學生做不到。要做到像生物學家那樣針對上千種植物來進行分類，精準的描述特徵當然是困難的，但若是要學生針對眼前的七八種植物，用自己的方式做出合理的分類，就沒有那麼難。
其實觀察差異，進行分類這樣的能力，在2-7歲就會有初步的能力了。他們會區分有生命、無生命，會區分兩隻腳的動物與四隻腳的動物，也會依照顏色或形狀或大小，區分不同的積木。到7-12歲就更有能力進行分類和序列排列。
所以一般的小學生對於觀察、比較、分類的基礎認知能力是具備的，在課堂上就可以運用辨認葉序的差異與分類，來讓這些能力能進一步提升。但當我說我認為學生應該可以做到，不代表我認為這是一件可以輕鬆快速正確完成的任務，要仔細觀察，察覺差異，歸納與分類，並能有條理的應用詞彙分享自己的想法，每一段都是要非常充足的時間才能達到學習的效果。
如果老師評估學生的能力真的還沒有辦法做到，也可以用一種退階的方式來設計課程（課程設計都應該要有一些進退階的方式，學生能力比預期中的好，就增加一點難度深度，反過來就把難度條低點）退階的其中一個方式，就是先幫學生把植物分好。例如說編號123一類，456一類，78一類。請學生觀察葉序，看看這是用什麼樣的方式來分類的。這樣也可以達到原本設定的目標，只是強度比較低，未來慢慢再找其他主題加強難度。
最後一個問題是，如果學生分類的方式，跟課本寫的不同該怎麼辦？其實只要在最後，老師用講述法告訴學生，目前課本提到的分類方式是這樣這樣，分類的名稱是什麼，這樣就可以了，或是快速用前面提到的降階方式再快速跑一次也可以。由於前面已經經過非常充分的觀察與思考，這邊就可以用很短的時間把課內想提到的知識交代清楚。
當然老師們也可以思考
「學生把葉序的名稱和定義記熟」
和
「觀察、記錄、察覺差異、歸納、分類或發現模式」
那一種是更應該在小學中學階段，讓學生學會的？作為課堂上決定課程策略取捨的思考。
前面還有一個「發現模式」還沒有提到，我認為在觀察葉序的課程中，不太有機會進入到發現模式。如果要觀察的現象，會有模式產生的話，其實就很有機會往「相關性研究」的方向來設計課程。
依照不同的科學主題和學生的學習階段來挑選研究法，並用研究法來設計對應的探究課程，培養對應的探究能力，我覺得是一條可行的課程設計思考。
