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

星期二 , 6, 12 月 2022 Leave a comment

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

chem_tim@yahoo.com.tw

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

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發現問題

研究與規劃

1.教師教導文獻蒐集暨學術倫理

2.訓練學生閱讀理解

1.教師引導後學生自由選擇相關主題。

2.擬定本學期的研究計畫並滾動修正。

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論證與建模

表達與分享

1.分析生活常見天然化學物質。

2.實際操作基礎實驗技能。

1.同學分組設計實驗關卡。

2.闖關海報解說科學原理。

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成果發表海報製作(個人)

成果發表海報製作(團體)

(實驗數據、研究流程)

(期末線上課程發表)

高市科學展覽(團體)

高市科學展覽(個人)

(多元適性發展:應用科學類)

(多元適性發展:資訊科學類)


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. 科學不一樣 – YouTube

  2. 流言追追追 (pts.org.tw)

(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: ntu87@yahoo.com.tw

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: ntu87@yahoo.com.tw

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。
4.沈慶珩(2004)。資訊科技融入教學之概念、應用與活動設計。教育資料與圖書館學42(1),139-155
5.蔡德祿(2003)。淺談 e-LearningSCORM標準。2007年3月13日,取自
  http://www.iii.org.tw/ICmagzine/cs276/cs2761.htm
6.吳美美(2004)。數位學習現況與未來發展。圖書館學與資訊科學30(2),92-106。
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

課程名稱:

中文名稱: 3C白袍魔法科學家

英文名稱: magic scientist of white robes

授課年段:

高一

學分總數: 2

課程屬性:

專題探究、跨領域/科目專題、實作(實驗)

師資來源:

校內化學科師資(主要)+跨科諮詢(物理、地科、生物)

核心素養:

A自主行動: A2.系統思考與問題解決 

B溝通互動: B1.符號運用與溝通表達 B2.科技資訊與媒體素養 

  C社會參與: C2.人際關係與團隊合作

學生圖像:

團隊合作、解決問題、科學素養

學習目標:

(一)透過主題式教學,引導學生認識及了自然科學的相關議題的相互關聯及影響。

(二)期末成果發表會:學生上台報告,給予評分展現整體學習成果與學生創意。

(三)教師與學生能從課程參與中,共同學習成長並獲得更多相關知識技能。

(四)同學藉由課程各項活動與實作,獲得更多人生經驗,得以探索自我定位。

學習評量

(成績比例):

▓學生個人/分組行為評量:10%     ▓課堂參與:10%     ▓學習單:20%

▓上臺報告(小論文):30%     ▓書面報告(小論文):30%  

對應學群:

數理化、醫療衛生、生命科學、生物資源

備註:

(雲端)隨身碟一個(必備):每人、平板(手機)或筆電(非必備):各組一台

個人或分組作業線上繳交:google classroom或任課老師e-mail

週次

單元/主題

內容綱要

第一週

課程介紹

授課內容與評分方式

第二週

基礎科學知識(I)

教授基礎科學知識

第三週

基礎科學知識(II)

教授基礎科學知識

第四週

基礎科學方法(I)

基本電腦技能

第五週

基礎科學方法(II)

數據分析處理

第六週

基礎實驗技能(I)

實驗或儀器操作

第七週

第 1 次定期考週

教師彈性時間

第八週

基礎實驗技能(II)

實驗或儀器操作

第九週

基礎實驗技能(III)

實驗或儀器操作

第十週

小論文撰寫(I)

分組活動並選定主題

第十一週

小論文撰寫(II)

分組活動並選定主題

第十二週

參考文獻apa格式

中學生網站(小論文專區)

第十三週

小論文修正

中學生網站(小論文專區)

第十四週

第 2 次定期考週

教師彈性時間

第十五週

分組發表與回饋(I)

第一組~第四組

第十六週

分組發表與回饋(II)

第五組~第八組

第十七週

分組發表與回饋(III)

第九組~第十二組

第十八週

成果發表會

書面資料整理及專題海報製作

第十九週

期末報告

每位同學撰寫一份心得報告

第二十週

第 3 次定期考週

教師彈性時間

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

百分制分數區間

(95)內的值為中間值

等第
(Grade)

教學與學習目標的定義

90~100(95)

A+

所有目標皆達成且超越期望

85~89(87)

A

所有目標皆達成

80~84(82)

A-

所有目標皆達成,但需一些精進

77~79(78)

B+

達成部分目標,且品質佳

73~76(75)

B

達成部分目標,但品質普通

70~72(71)

B-

達成部分目標,但有些缺失

67~69(68)

C+

達成最低目標

63~66(65)

C

達成最低目標,但有些缺失

60~62(61)

C-
(及格標準)

達成最低目標但有重大缺失

40~59 (50)

F

所有目標皆未達成

X

X

因故不核予成績

 

資料來源:國立台灣大學等第制成績定義與等第績分表.pdf (ntu.edu.tw)

 

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