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疫情下線上化學實驗和探究與實作課程:
探究與實作、實驗與專題研究之設計
雄女3C白袍魔法科學家
呂雲瑞
高雄女中化學科
■前言
面對108新課綱規劃的探究實作課程,得知科學的學習成效與學生本身的動機有很大關聯性。如果將日常生活與學科知識相互鏈結,應可大幅提高學生的興趣,進而自發性的閱讀思考,跳脫傳統教科書的窠臼,正呼應了目前教育改革的首要目標—自主學習。
冀望培養聽、說、讀、寫科普基礎人才,使科學、原理及意涵等艱澀知識,藉由影音、圖像或文章寫作等創意方式,變成社會大眾容易閱讀吸收的資訊。提升科普人力素質及科普文章品質,落實科普傳播之推動與發展。以淺顯易懂的文字敘述,將多種化學原理融合在主題事件中,期望啟發學生的好奇心和求知慾,並能將課堂或書本中獲得的化學知識,應用在觀察各種日常現象,養成正確的推理思考習慣。主題的編排方式循序漸進,從學生既有的知識技能,提供符合邏輯並較為多面向的思考模式。在每次的課程裡,開放式的問題設計可讓學生討論,教師從中發現不同學生差異性,一點一滴地體認自然科學的奧秘,培育學生具有正確的科學素養。
當課程進行一定段落後,建議教師可參與學生討論,修正或補強其相關基本概念,利用網路科技搜尋連結相關事件,此種開放式多元化的編寫精神,是本課程較為特別之處,期待這類科普小論文實作課程,可作為E世代學子多元選修之參考範例(如圖1所示)。
圖1 課程主軸概念圖
課程說明與規劃
(一)本課程3C精神
Curiosity~永保好奇探索之心;Creativity~具備創新與創造力;Culture~營造喜愛閱讀之文化。藉由高中自然科學各領域的部分重疊性,設計出有效提升學生科學素養、培養學科興趣並能積極參與科學活動的特質。本課程將拓廣潛在課程,奠定學生科學知識的基礎、強化學生實驗操作的能力、加強學生對相關課題探究、執行的能力(見表1)(課程實施規劃請見附錄)。
(二)基本知能為發展目標,強調跨領域交流的學習
以108新課程為基準,學程模式為主的設計概念。藉由教師引導規範,培育學生科學素養與倫理,完成自然科學的實踐觀察與創意研究方法。將合科之課程拓廣,以奠定學生科學知識的基礎、強化學生實驗操作的能力。
(三)以高一必修化學課程為主軸,設計螺旋式合科課程
普及科學教育的精神、培養相關領域之興趣,並積極參與科學性質的活動和服務學習。加強學生對相關課題探究、執行的能力,期望培育出未來具有創新思考與國際視野的台灣本土的科學家。
■課程實行現況
(一)先進行基礎能力的教學,再進入師生相關主題的討論
教師根據近三到五年內科普時事或新聞議題,自行編製講義教材或是課外讀本。運用教學經驗,設計相關主題或概念,讓學生將問題點提出作討論,藉以提升學生高層次的思考及解決問題的能力。
教授內容如下
1.科學知識:主要偏重於加深、加廣學生們在基礎化學暨自然學科,以補充教材或是課外閱讀來建立學生吸取科普知識的習慣。
2.科普推廣:身處科技生活的現代,每個人都需要具備基本科學常識,教師選取相關報導或文獻導讀,培育學生獲取科普知識的習慣。
(二)結合時事及生活議題的領域研究
讓學生根據自己的興趣與能力,從發現問題、產生疑問、蒐集資料、設計問題、進行研究,最後再利用科學方法,歸納、推論而得到一個屬於個人或小組獨特新穎的結論、發現或發明的新知識。
執行方式如下:
1.科學小實驗或演示:透過實驗操作,訓練學生們在實作方面的能力及技巧,授予他們對實驗應有的正確態度及觀念。
2.專題探討研究:根據學生的興趣學科,選擇研究之主題,訂定計畫,有效地蒐集相關文獻資料後,須與教師討論出適當的研究方法。後續實驗操作與數據資料分析,進而形成執行研究的能力。
表一 3C課程實施情況
■線上課程設計與評量的調整方式
由於新冠肺炎的影響,109下學期第二次段考舉行後,全國各級學校大停課,老師需要立即使用網路教學;在沒有空間的限制下,本實作課程需要利用多媒體的影像·圖片·聲音讓學生在自家的環境下學習科學;每週課程開始前,授課教師從網路找尋上合適教材做成簡報,三天前放到雲端硬碟或學校提供的網路空間提供給學生下載預習。課程內容需即時錄製成影片,並後製提供網路連結播放。此外,不定時進行師生互動問答模式,讓她們即時理解主題內容,這樣就能測試學生上課情況,因為他們能明白老師問的是什麼問題,再作出相應的回答;每次下課前,指派簡單的學習單(心得)繳交或下次論流各組小論文進度報告,利用電子郵件或google classroom交作業非常方便,並建立師生的line群組,相關訊息可以直接交流,不至於讓學生有一週就上這次網絡課程而已。
■學期成績計算修改方式:分組成績(60%)+個人成績(20%)+期末報告(20%)
3C課程成績評分表
分組成績以教師成績為主,可搭配同儕互評,評分表由授課教師自行設計。先以等第評分(A~X,相關說明見附錄),再依據個人貢獻程度與適當比例調整
(一)分組成績(60%):小論文完稿(最多三人,授課教師依據同組學生貢獻比例調整修正)
1.書寫格式規定:
(1)舊制: (110學年度之前)
內容包括:壹、前言,貳、正文,參、結論,肆、引註資料
(2)新制:(110學年度以後)
內容包括:壹、前言,貳、文獻探討,叁、研究方法,肆、研究分析與結果,伍、研究結論與建議,陸、參考文獻
2.這學期若無法完成的小論文,請以研究計畫或創意說明書方式撰寫(參考格式)
內容包括:研究題目、研究動機、研究目的、研究方法、參考資料。
表二 小論文完稿格式暨未完成的研究計畫書
(引自全國高級中等學校小論文寫作比賽格式說明暨評審要點)
參考網址: (1)全國高級中等學校小論文寫作比賽格式說明暨評審要點_110.pdf
(2)pta_14399_1631670_58508.pdf
(二)個人成績(20%):教師搜尋網路科普影片,請同學自行觀賞
分享影片連結網址(複製連結):
(1)寫出600~1200字心得(可包含標點符號/A4單面)
(2)未來想要往哪一學科(類別)的專題研究(數學/物理/化學/生物/工程/人文科學:擇一論述)
其原因或哪位人事物影響了妳?(可包含標點符號/A4單面)
(3)文件格式: 中文:標楷體;英文:Times New Roman
邊界2cm、單行間距、頁碼置中(10ppt 寬度1cm)。
(4)電子檔名: 信件名稱:相關科普主題心得(專題研究類別:學科) 須按照規定格式~請注意唷
班級/座號/姓名(例: 110/01/呂胖胖) e-mail繳交: [email protected]
deadline:06/28/am12:00 (以免信件遺漏~請留下個人寄件備份)
表三 網路科普影片
參考網址: 科學不一樣 – YouTube、流言追追追 (pts.org.tw)
3.期末報告(20%):同學可分組或個人完成
主題:最有效(或方便)的居家防疫方法(可加入自己的創意或改良方法~)
圖四 醫師票選七大防疫方法
圖片來源:https://med-net.com/cmscontent/Content/802
繳交方式:兩者擇一即可
(1)直接錄製3~5分鐘影片(格式:mp4)
(2)5~10張投影片(須加旁白並轉成格式:mp4,請參考投影片轉檔)
http://aries.dyu.edu.tw/~lhuang/class/Camtasia/ppt_record.htm
上傳到個人雲端硬碟或youtube或資料庫,將其網址連結(分享)寄到老師e-mail即可
格式如下:
信件名稱: 最有效(或方便)的居家防疫方法
信件內文:
(1)網址連結(分享)
(2)(班級/座號/姓名(例: 110/01/呂胖胖))
e-mail繳交: [email protected]
須按照上述規定~請注意唷
deadline:06/28/am12:00 (以免信件遺漏~請留下個人寄件備份)
結語
一、教師主題式教學
教導學生學習及應用以化學為主軸,融入物理與生物相關議題的探究式課程。根據筆者實際執行經驗,發現高一學生需強化其先備知識,不同學科融入的議題有限。建議授課教師協同融入部分如下: 物理學科:能量學、近代物理。生物學科:分子生物學、生態學 。地球科學:颱風、地震、天文學。
(參考附錄:課程規畫表第二~三週,教師自我評估學校教學環境設備與學生學習狀況,自然科教師協同教學或共同擬定教授主題(每學期一至三個跨(合)科,結合時事議題即可)
二、學生小論文寫作與心得報告
了解日常生活議題論及的科學概念與相關報導形成的關係,提升學生的批判思考及媒體識讀能力。訓練學生運用證據資料形成科學主張,具有基本的文書處理能力(word編排與excel作圖)。最後以科學概念與科學原理作為依據,進行科學論述與寫作活動。
三、藉由大學參訪或學者演說,獲得更多人生經驗,得以探索自我,自我定位(期末彈性時間)
與畢業學生或校友(就讀鄰近大學,支付鐘點費或獎助金),建立專題課程或科普活動的師徒制穩定關係。利用108課綱的彈性或社團時間,回母校協助帶領相關課程活動;本課程與當地大學建立合作關係(中山大學),藉由學有專精教授的指導或演說,結合大學部分儀器學術資源,誘發學生對自我能力的肯定與發展。
■參考文獻
1.朱延平(1999)。多媒體在教育上的應用。資訊與教育雙月刊,72(8),15-25。
2.李心緻、鍾孰捐(2000)。新世紀的閱讀趨勢。PC WORLD,135。
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5.蔡德祿(2003)。淺談 e-Learning 與SCORM標準。2007年3月13日,取自
http://www.iii.org.tw/ICmagzine/cs276/cs2761.htm
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7.許天威(2001)。行為改變之理論與應用。彰化市:復文出版社。
附錄
課程規劃表