《臺灣化學教育》第六十四期（2026年6月）

目  錄

 

■ 主編的話

• 第六十四期主編的話／周金城〔HTML｜PDF〕

■ 本期專題【專題編輯／鍾曉蘭】

• 雙語融入科學之探究式教學 ／ 鍾曉蘭〔HTML｜PDF〕
• 雙語融入科學之探究式教學： CLIL理論導向的雙語科學桌遊教學設計 ／ 鐘建坪〔HTML｜PDF〕
• 雙語融入科學之探究式教學：建模導向雙語週期表課程設計 ／ 曹雅萍〔HTML｜PDF〕
• 雙語融入科學之探究式教學： 結合AI與PBL的化學雙語教學實踐：以武陵高中「週期表 – 元素方塊」為例 ／ 吳德鵬、張明娟〔HTML｜PDF〕
• 雙語融入科學之探究式教學： 高中雙語教學在化學科的實踐示例：查理定律—尋找絕對零度 ／ 游珮均〔HTML｜PDF〕
• 雙語融入科學之探究式教學： 高中探究與實作創新實踐-雙語教學之微型實驗 ／陳佩琪〔HTML｜PDF〕
• 雙語融入科學之探究式教學： 探究教學中適切融入雙語之實踐：以高中化學醛酮單元為例 ／ 洪炘燕、張明娟、吳德鵬〔HTML｜PDF〕
• 雙語融入科學之探究式教學： 探究式雙語教學在光合作用科學史的課程設計—以光反應初期研究為例 ／ 李貞苡〔HTML｜PDF〕

■ 教學教法／化學新知【專欄編輯／林瑋慈、羅尹悅】

• 以在地化元素拉近諾貝爾化學獎與化學課的距離 ／ 林瑋慈、羅尹悅〔HTML｜PDF〕

■ 化學實驗／化學實驗室【專欄編輯／廖酉鎮】

• 跟著科學史的脈絡做電化學活動： 從賈法尼的青蛙到微型鋅銅電池 ／ 廖酉鎮〔HTML｜PDF〕

第六十四期 主編的話

周金城

國立臺北教育大學自然科學教育學系

ccchou62@tea.ntue.edu.tw

■ 前言

近年來，雙語教育逐漸成為臺灣中小學課程發展的重要方向，其推動有賴各級學校逐步合作與教學現場持續實踐。教育部國民及學前教育署於 2025 年 5 月 19 日發布「114學年度教育部國民及學前教育署補助高級中等學校校園雙語生活化學習計畫」，補助全國高級中等學校推動校園雙語與英語文教學活動。該計畫包含英語文課程全英語授課、部分領域課程雙語教學、國外校際合作線上教學，以及提升職場英語文能力等四類子計畫；其中「部分領域課程雙語教學計畫」每校經常門補助額度為 30 萬至 50 萬元，可作為高中推動化學與自然科學等領域雙語教學的重要政策與經費支持來源。

對科學教育而言，雙語教學的挑戰不只是語言的轉換，更在於如何在不削弱學科理解的前提下，善用英語作為溝通、探究與表達的工具。尤其在化學、生物等自然科學課程中，許多概念本身已具抽象性，若能透過適切的語言鷹架、探究活動、實驗設計與數位工具，將英語自然融入學習歷程，便能讓學生在理解科學知識的同時，逐步培養科學溝通能力與國際視野。本期內容即以「雙語融入科學之探究式教學」為專題，收錄多篇來自教學現場的實踐案例，呈現教師如何依據學生程度、課程內容與教學情境，設計可操作、可調整且具學科深度的雙語科學課程。此外，本期專欄亦從科學新聞在地化與科學史實驗教學出發，進一步展現科學教育在知識轉譯、學習興趣與實作體驗上的多元可能。

■ 本期專題

本期專題共有七篇文章，本期邀請專題新北市立新北高級中學化學教師鍾曉蘭博士協助擔任客座主編，專題主題為雙語融入科學之探究式教學，其中六篇科學內容為化學、一篇為生物，都是有實際教學過的設計，具有相當高的參考價值。第一篇為雙語科學桌遊教學設計，收錄新北市立錦和高級中學國中部教師鐘建坪博士之文章《CLIL理論導向的雙語科學桌遊教學設計》。本文以 CLIL 理論為基礎，並以元素卡牌遊戲「Who is different?」為例，說明如何透過科學桌遊、英文句型鷹架與分組互動，引導學生在遊戲情境中學習元素概念並練習英語表達。此設計展現科學桌遊作為雙語科學教學媒介的可行性，也有助於促進科學理解與語言運用的整合。

第二篇為建模導向雙語化學課程設計，收錄臺北市立中山女子高級中學曹雅萍老師之文章《建模導向雙語週期表課程設計》。本文以週期表作為科學模型為核心，透過類比牌卡、科學史連結與元素族探究任務，引導學生從觀察、分類、建立規律到預測未知，理解週期表的建構歷程與預測功能。課程採取「學科理解優先，英語作為任務與表達鷹架」的原則，展現雙語教學與建模導向化學課程結合的實踐方式。

第三篇為 AI 與 PBL 融入化學雙語教學實踐，收錄桃園市立武陵高級中等學校吳德鵬老師、張明娟老師之文章《結合AI與PBL的化學雙語教學實踐：以武陵高中「週期表－元素方塊」為例》。本文以「週期表－元素方塊」雙語單元為例，引導學生分組選擇元素，運用 ChatGPT、Gemini 等 AI 工具進行資料蒐集與統整，並製作雙語解說影片與課堂發表。此課程結合專題式學習、AI 工具與多媒體製作，有助於提升學生化學理解、英語表達自信與科學傳播能力，展現數位科技融入雙語化學教學的實踐可能。

第四篇為高中化學雙語教學實踐示例，收錄桃園市立內壢高中游珮均老師之文章《高中雙語教學在化學科的實踐示例：查理定律—尋找絕對零度》。本文以「查理定律」教案轉化為雙語課程為例，採用沃土模式，秉持「學科為主、語言為輔」原則，透過建模法、PhET 模擬器與 AI 輔助數據處理，引導學生從微觀視角理解氣體運動並探究絕對零度。課程也結合分組合作、數位平台即時回饋與多模態語言支持，展現高中化學雙語教學中兼顧學科理解與英文運用的實踐方式。

第五篇探討雙語教學中的綠色化學微型實驗，收錄新北市立樹林高級中學陳佩琪老師《高中探究與實作創新實踐—雙語教學之微型實驗》，分享「雙語綠色化學」教學實踐。針對傳統濾紙層析耗材過大與廢液問題，課程融入綠色化學原則，設計低耗材的微型實驗，並以精心設計的雙語學習單引導學生。在四週雙語探究課程中，學生以英語理解科學概念，運用工程思維大幅減少溶劑用量，實踐綠色化學的減量與預防。此模式不僅提升環境意識，也強化探究操作的精細度，展現雙語學習單在科學與語言學習融合中的重要支持。

第六篇探討高中化學中雙語融入探究教學，收錄桃園市立中壢商業高中洪炘燕老師與武陵高中張明娟、吳德鵬老師的文章《探究教學中適切融入雙語之實踐：以高中化學醛酮單元為例》。以醛酮單元為例，結合歸納法與 POEC 探究策略，透過 IUPAC 命名法介紹與實驗探究，幫助學生理解醛類與酮類結構及反應特性。雙語部分以簡單英語句型、關鍵字標註，並開放中文回答學習單，降低英語焦慮。學生普遍認為探究導向學習促進思考與記憶，但英語詞彙掌握仍有進步空間。

第七篇探討光合作用科學史的探究式雙語教學，收錄新北市立新莊高中李貞苡老師文章《探究式雙語教學在光合作用科學史的課程設計—以光反應初期研究為例》。課程以「沃土模式」為框架，在探究式教學流程中善用 5E 教學模式。老師透過簡潔的英語提問，或以中英並行的方式呈現問題或矛盾結果，引導探討方向。學生在 CER 論證架構下，用英語嘗試解釋，並鼓勵思考如何將所形成的解釋應用於新的情境或問題。此設計引發學生對科學研究的興趣，並深化學科理解。

本期專題聚焦雙語融入科學探究式教學，從化學到生物，展現不同場域的創新實踐。這些文章共同凸顯：雙語教學並非單純語言轉換，而是透過精心設計的鷹架、探究活動與數位工具，幫助學生在理解科學概念的同時，提升英語表達與思考能力。在這樣的雙語教學路徑中，學生不僅更能連結科學與日常，也更有信心在全球化環境中探索未來。

■ 本期專欄

本期專欄收錄兩篇文章。第一篇為化學教育與科學傳播研究，收錄世新大學傳播管理學系林瑋慈與羅尹悅之研究，《以在地化元素拉近諾貝爾化學獎與化學課的距離》，探討如何透過在地化科學新聞報導，拉近諾貝爾化學獎與化學課堂之間的距離。本文指出，台灣科技媒體中心（Science Media Center Taiwan）的成立，是臺灣科學新聞轉譯的重要轉折；其核心目標在於搭建科學家與記者之間的橋梁，使媒體報導科學議題時，能更即時取得本地專家的觀點與詮釋。研究顯示，這種在地化校正機制有助於提升報導的解釋深度，並使諾貝爾化學獎更貼近臺灣學生的學習脈絡，成為可連結化學課程的重要教學資源。

第二篇為電化學實驗教學設計，收錄雲林縣立麥寮高中廖酉鎮老師之教學實踐文章《跟著科學史的脈絡做電化學活動：從賈法尼的青蛙到微型鋅銅電池》介紹一套以科學史脈絡為主軸的國中電化學活動設計。本文從賈法尼青蛙實驗出發，依序安排「人體青蛙」、伏打電堆、硫酸銅彩繪與微型鋅銅電池等實作活動，讓學生從生物電、金屬電到氧化還原與電池原理，逐步理解電化學概念。此設計將抽象內容轉化為具體可操作的科學體驗，凸顯動手做實驗的趣味與重要性，亦有助於吸引學生學習化學的興趣，展現科學史融入實驗教學的可能性。未來若能進一步進行教學成效分析，將更有助於驗證此活動設計對學生學習的影響。

■ 結語

無論是雙語融入科學探究教學，或是科學傳播與科學史導向的實驗設計，皆展現化學教育持續創新的多元樣貌。本期專題中的七篇文章共同指出，雙語科學教學的重點不在於將課程全面英文化，而在於依據學生程度與學科需求，適切運用語言鷹架、學習單設計、探究活動、建模任務與數位工具，使學生能在理解科學概念的基礎上，逐步發展英語表達與科學溝通能力。這樣的教學實踐也呼應教育部國民及學前教育署推動高中校園雙語生活化學習的方向，強調英語應自然融入學習情境，而非成為學生理解科學的阻礙。

本期專欄則從科學新聞在地化與科學史實驗教學兩個面向，提醒我們科學教育不僅是知識的傳授，也包含知識如何被轉譯、理解與實作。從諾貝爾化學獎報導的在地詮釋，到電化學發展脈絡中的動手實驗，皆有助於拉近學生與科學之間的距離。期待本期文章能提供教師在課程設計、雙語融入、探究實作與科學傳播上的具體參考，也鼓勵更多教師持續分享課堂中的創新嘗試與教學成效。

■ 參考文獻

教育部國民及學前教育署（2025，5月19日）。教育部國民及學前教育署補助高級中等學校校園雙語生活化學習計畫。https://www.k12ea.gov.tw/Tw/Common/BulletinDetail?filter=F2D5843B-1693-4DAF-9E85-CF815E9606F8&id=cf05f47f-50f0-4bd7-b4a6-78fe952b6d7c

雙語融入科學之探究式教學

鍾曉蘭

新北市立新北高級中學
chshirley2007@yahoo.com.tw

摘要：本文探討臺灣雙語教育的發展背景、理論基礎及其融入科學探究教學的實踐方式。自「2030雙語國家政策」推動以來，教育部透過雙語學校、師資培育及課程資源建置，逐步將英語融入各學科教學，期望學生在真實情境中運用英語學習知識。文章介紹雙語教學的重要理論，包括CLIL（內容與語言整合學習）發展理論，並說明沉浸式教學、CLIL模式、沃土模式、漸進式雙語教學、協同教學及EMI等常見融入模式。其中，沃土模式強調學科優先、語言支持，特別符合臺灣科學教育現場需求。在科學探究教學方面，雙語融入可透過語言鷹架、視覺鷹架、任務導向學習及漸進式輸入等策略，兼顧學科理解與語言發展。文中並介紹七篇中學生物與化學雙語教學案例，展現探究、建模、數位科技及AI工具在雙語課程中的應用。最後指出教師專業能力、學生程度差異、教材資源不足及評量設計等挑戰，並提出建立教師社群的共備機制、發展資源庫及善用AI等未來發展方向。

臺灣雙語教學的緣起

近年來，臺灣積極推動雙語教育政策，以提升國際競爭力及培養學生跨文化溝通能力。自行政院提出「2030雙語國家政策」以來，教育部透過雙語重點學校、雙語教師培育及課程資源發展等措施，逐步將英語融入各學科教學，期望學生能在自然情境中運用英語學習知識，而非僅將英語視為一門考試科目。

雙語教學具有多項優勢。首先，學生能在學科學習過程中自然接觸英語，提高語言理解與溝通能力。其次，雙語學習有助於培養國際視野與跨文化素養，使學生能更適應全球化社會的需求。研究亦指出，雙語學習可能促進認知彈性、問題解決能力及多元思考能力的發展。此外，雙語環境能提升學生接觸國際資訊與未來升學、就業的競爭力(陳錦芬，2023)。

目前臺灣雙語教育已在各縣市逐步推展，許多學校採取部分領域雙語教學、英語融入課程或國際教育課程等方式實施。雙語教學的推動也面臨不少挑戰。首先是師資不足問題，許多學科教師具備專業知識，但英語教學能力有限；而英語教師則未必熟悉各學科內容。其次，學生英語能力差異較大，若教學設計不當，可能造成學科理解不足或學習落差擴大(梁福鎮，2022)。

本專刊簡述雙語教學常用的理論、融入模式、並邀請7位中學教師分享個人或共備團隊設計的教案，有些附上實施後的反思與建議，期望給予科學教師融入雙語教學一些方向或想法。

• 雙語教學的理論與融入模式

雙語教學的理論基礎主要來自內容與語言整合學習（Content and Language Integrated Learning, CLIL）。CLIL強調學生同時學習學科內容與語言能力，透過真實情境中的語言使用，提升學習動機與語言應用能力( Coyle et al., 2010)。此外，學者Cummins所提出的雙語能力發展理論認為，學生的母語能力與第二語言能力能相互支持，良好的母語基礎有助於第二語言的習得，因此雙語教育並非取代母語，而是在維持母語優勢下發展第二語言能力(Cummins, 2000)。

臺灣近年推動雙語教育（Bilingual Education），依據學校資源、教師能力及學生程度發展出多種融入模式。以下為目前臺灣常見的雙語教學融入模式：

一、沉浸式教學模式（Immersion Model）

沉浸式教學源自加拿大，透過大量使用英語作為教學媒介，使學生在自然情境中習得語言與學科知識。特點為英語使用比例高（50%以上），教學、討論、作業皆大量使用英語，並強調語言自然習得。優點為語言學習效果顯著及有助於培養英語溝通能力。其挑戰則為學科教師英語能力要求高與學生可能因語言門檻影響學科理解(UpToGo，2006/02/05)。

二、CLIL模式（Content and Language Integrated Learning）

目前臺灣雙語教育最主要的推動模式。特點為同時重視「學科內容」與「語言學習」， 不以英語取代學科，而是透過英語支持學習。 強調4C架構(圖1)： Content（內容）、 Communication（溝通）、 Cognition（思考）、Culture（文化）。其優點為兼顧學科知識與語言能力與符合108課綱素養導向精神。但挑戰為教師需具備學科與語言整合能力與課程設計耗時(Coyle et al., 2010)。

圖1  CLIL 課程的 4C 要素 (Coyle et al., 2010)

三、沃土模式（Bilingual Education Fertile Ground Model）

    由臺灣學者林子斌教授提出，作為本土化雙語教育推動架構。核心概念是雙語教育如同植物成長，需要適合的「沃土」。四大面向:教師專業成長、行政支持系統、課程教學設計、學習環境營造。特點為強調循序漸進、不追求全英語授課及重視學生學習理解。優勢是符合臺灣教育現場需求與降低教師推動壓力(林子斌，2024）。沃土模式特別適合臺灣目前推動的雙語科學教學，因為它兼顧了學科深度、學生理解與語言發展三者的平衡。以高中化學課為例，沃土模式強調：學生先理解化學概念，再逐步接觸英語術語； 教師可運用圖像、實驗操作與學習單作為語言鷹架:關鍵概念可採中英並用（如 oxidation-reduction reaction／氧化還原反應）:評量重點仍以化學素養與科學探究能力為主，而非英語文法正確性。

四、漸進式雙語教學模式（Gradual Bilingual Model）

臺灣多數高中職及國中採用的模式。特點為以中文為主體，逐步增加英語輸入，關鍵字詞、活動指令、學習單採雙語呈現。常見做法有學科專有名詞英語化、雙語簡報或雙語實驗操作說明等。優勢為學科理解不受影響與適合英語程度差異大的學生(簡雅臻等人，2024)。

• 協同教學模式（Co-teaching Model）

由學科教師與英語教師共同授課。特點為學科教師負責內容知識與英語教師提供語言鷹架（Scaffolding）。優點是降低學科教師英語授課壓力、提升學生理解度。挑戰則是需充足人力配置與備課時間增加。

• EMI模式（English as a Medium of Instruction）

主要應用於高等教育。特點為全英語授課及英語作為知識傳遞媒介。

• 雙語如何融入探究式教學

科學教育中的雙語融入策略以高中化學課為例，可採用：

一、語言鷹架（Language Scaffolding）: 如concentration（濃度）、reaction rate（反應速率）、 catalyst（催化劑）等單字庫。並搭配句型「The reaction rate increases because the temperature becomes higher.」等，以幫助學生逐步建立科學表達能力。。

二、視覺鷹架（Visual Scaffolding）: 由於學生的英語能力差異較大，教師需提供適當支持，如流程圖、實驗圖示、概念圖等。

三、任務導向學習（Task-based Learning）: 科學本質強調觀察、實驗與證據推論，因此雙語課程可結合探究與實作，如英語實驗紀錄、小組討論、科學簡報等。

四、漸進式輸入: 如教師可依「3-3-4原則」，30%英語指令、30%關鍵概念英語與40%中文支持。

本刊中7位中學教師分享個人或共備團隊設計的教案，其中六篇科學內容為化學、一篇為生物。第一篇作者為錦和中學鐘建坪老師，以CLIL理論為基礎，探討科學桌遊融入雙語科學教學之設計，並以元素卡牌遊戲「Who is different?」為例，說明其雙語化教材轉換、英文句型鷹架及課堂應用流程。第二篇作者為中山女中曹雅萍老師，同樣以CLIL理論為基礎，以「週期表的發展」為主題，並以建模教學為策略，透過類比牌卡活動、科學史連結與元素族探究任務，引導學生從觀察、分類、建立規律到預測未知，重新理解週期表的建構歷程。第三篇作者為武陵高中吳德鵬與張明娟老師，課程結合「專題式學習」與多媒體影音製作，引導學生深入探究化學元素特性，廣泛運用ChatGPT、Gemini等AI工具進行文獻回顧與資料分析，並搭配Ondoku文字轉語音軟體製作英文旁白等，成果是產出雙語解說影片並上傳至YouTube。

第四篇作者為內壢高中游珮均老師，採用「沃土模式（FERTILE Model）」，秉持「學科為主、語言為輔」原則，並利用建模策略與PhET模擬器，透過數位融入教學克服實物操作限制，引導學生從微觀視角探索氣體運動並尋找「絕對零度」，使學生能專注於學科知識，同時增進雙語教學的樂趣。第五篇作者為樹林高中陳佩琪老師，發展「雙語綠色化學」教學模組，嘗試以極低耗材的方式，引進綠色化學原則，將「綠色化學微型實驗」融入高中雙語探究與實作課程。

第六篇第一作者為中壢商高的洪炘燕老師，結合「歸納法」與「POEC」（預測、觀察、解釋、比較）探究策略，並融入雙語教學模式，旨在引導學生掌握醛類與酮類的命名規律及化學性質差異。第七篇作者為新莊高中李貞老師(生物教師)，以「沃土模式」為框架，應用 5E 學習環與 CER（主張、證據、推理）論證模式，引導學生在探索光合作用之科學史的過程中深層理解學科本質。

• 雙語教學面臨之挑戰

教師們所面臨的挑戰以及所需的專業知能，以及出雙語教師專業發展的可行建議如下(羅文杏，2021):

一、教師專業能力不足

許多科學教師具備學科專業，但英語教學經驗有限，而英語教師則可能缺乏科學背景。因此教師常面臨：英語授課信心不足、科學專業英文掌握不易及雙語教材設計耗時等。

二、學生程度差異大

部分學生可能同時面臨：科學概念理解困難、英語能力不足，有可能形成「雙重認知負荷」（Double Cognitive Load），影響學習成效。

三、教材與資源不足

目前適合高中科學雙語教學的教材仍有限，教師需自行編製雙語講義、學習單、評量工具，增加教師們備課負擔。

四、評量方式待發展

教師需兼顧：科學概念理解、探究能力及英語表達能力，因此如何設計兼顧內容與語言的評量標準，仍是設計雙語教學的重要課題之一。

未來科學雙語教學可朝以下方向發展：建立跨領域教師共備機制、發展科學雙語教材與數位資源庫、結合AI工具協助語言鷹架與即時翻譯、推動探究與實作導向的雙語課程及建立兼顧學科內容與語言能力的評量模式，以減輕現場教師們對雙語教學的焦慮與負擔。

• 結語

隨著全球化趨勢與「2030雙語國家政策」的推動，雙語教育已逐漸成為臺灣教育發展的重要方向。然而，雙語教學的核心目的並非追求全英語授課，而是在兼顧學科學習品質的前提下，透過適切的語言支持，培養學生運用英語獲取知識、表達觀點及參與國際交流的能力。對科學教育而言，雙語教學更應以科學概念理解與探究能力培養為優先目標，讓語言成為促進學習的媒介，而非額外的學習負擔。

從本專刊所介紹的各項理論與教學案例可以發現，無論是CLIL模式、沃土模式，或是結合建模、POEC、5E學習環與專題式學習等策略，皆強調在真實且有意義的學習情境中整合語言與內容學習。透過關鍵詞彙、句型鷹架、視覺化教材及探究任務的設計，學生不僅能逐步建立科學知識架構，也能提升科學英語的理解與表達能力。此外，AI工具、數位模擬平台及多媒體資源的導入，更為雙語科學教學開啟新的可能性，使教師能降低教材開發負擔，並提供更具互動性與個別化的學習支持。

然而，雙語教育的推動仍面臨師資培育、教材資源、學生能力差異及評量機制等多重挑戰。未來除了持續強化教師專業成長與跨領域協作外，也應建立共享教材與數位資源平台，發展兼顧學科素養與語言能力的評量模式，並透過行政支持與校本課程規劃，營造有利於雙語學習的教育環境。

展望未來，雙語融入探究式教學不僅是語言政策的實踐，更是培養學生科學素養、批判思考、問題解決能力與全球競爭力的重要途徑。唯有在「學科為本、語言為用」的理念下穩健推動，才能培育兼具科學探究能力、跨文化溝通能力與國際視野的新世代人才，迎向全球化與科技快速變遷的挑戰。

• 參考文獻

林子斌（2024）。雙語教育—沃土模式在臺灣教學現場之實踐經驗。臺北市：元照出版有限公司。

梁福鎮（2022）。臺灣雙語國家政策實施的現況、問題與對策。教育科學期刊，21(2)，67-85。

陳錦芬（2023）。111學年度推動國民中小學部分領域課程雙語教學實施計畫期末報告。台北：教育部。

簡雅臻、羅美蘭、田耐青、王宏均、周宜佳、劉述懿、吳國誠、鄭子翊、周秋惠、蔡佩舒、龔慧懿、林明佳、林翠 英、洪月女、戴雅茗、李翠玉（2024）。雙語教學課堂實踐指南。臺北市：書林出版有限公司。

羅文杏（2021）。在臺灣國小實施雙語教學所面臨的挑戰及教師專業發展之可行建議。教育研究月刊，321期，78-97。DOI:10.3966/168063602021010321006

Coyle, D., Hood, P., & Marsh, D. (2010). CLIL: Content and language integrated learning. Cambridge University Press.

Cummins, J. (2000). Language, Power and Pedagogy ([edition unavailable]). Multilingual Matters. Retrieved from https://www.perlego.com/book/571666/language-power-and-pedagogy-bilingual-children-in-the-crossfire-pdf (Original work published 2000)

UpToGo(2006/02/05)。揭開沉浸式教學是什麼？超越單純背單字的雙語認知與大腦開發革命。網址：揭開沉浸式教學是什麼？超越單純背單字的雙語認知與大腦開發革命 – UpToGo

雙語融入科學之探究式教學：

CLIL理論導向的雙語科學桌遊教學設計

鐘建坪
新北市立錦和高級中學國中部
hexaphyrins@yahoo.com.tw

摘要：本文以內容與語言整合學習（CLIL）理論為基礎，探討科學桌遊融入雙語科學教學之設計，並以元素卡牌遊戲「Who is different?」為例，說明其雙語化教材轉換、英文句型鷹架及課堂應用流程。文章首先指出，CLIL 強調內容、溝通、認知與文化之整合，而科學桌遊具備互動性、情境性與任務導向等特性，有助於學生在遊戲中同時學習科學概念與運用英文。接著介紹教學目標，包括辨識元素基本粒子、描述元素性質、使用英文句型進行表達，以及理解同儕描述，並判斷何者持有不同元素卡。操作策略為說明語言任務與遊戲規則、教師示範與學生試玩、先備知識與關鍵詞彙練習、分組進行正式遊戲。作者認為科學桌遊可作為雙語科學教學的媒介，但其成效有賴於教師提供明確的語言任務、適切的鷹架支持與活動後回饋，方能促進學生科學學習與語言發展之整合。

前言

全球化與知識經濟的浪潮下，雙語教育已成為臺灣提升國家競爭力的重要政策。行政院在 2030 雙語國家政策中，強調培養具備國際視野的英文溝通人才，尤其鼓勵在學科教學中逐步融入英文。在眾多學科中，因學生對自然科學內容理解的困難性，成為推行雙語教學(Bilingual Education)不易著手的切入點。

傳統課室教學上若偏重教師單向講授，學生多以背誦科學術語和概念為主，缺乏語言應用的情境與實踐機會。這種方式不僅難以有效提升學生的學術語言能力 (Academic Language)，也容易讓學習過程變得枯燥乏味，從而降低學生對科學的學習參與。

為促進學生能在科學學習中使用英文的機會，本文聚焦於內容和語言整合學習(Content and Language Integrated Learning , CLIL)理論如何指導雙語科學桌遊的設計、選擇與實施。藉由引入原子結構為主題的科學桌遊(Science Board Games)作為核心教學媒介。透過桌遊內建的遊戲化（Gamification）機制，能為學生打造出一個高度沉浸式(Immersive)與情境化(Contextualized)的學習環境。透過桌遊連結科學內容與目標語言—英文，創造語言輸出的機會，讓學生在遊戲中學習科學內容並使用目標語言，文末同時說明語言鷹架的安排，及教學實施上的限制。

• CLIL理論

CLIL理論指內容與語言整合學習，此策略是當前雙語教學受到推崇的教學取向之一，其核心是語言應作為學習的工具，而不是學習的目標本身。它主張將學科內容教學與外語教學整合，讓學生在學習真實學科內容的過程中，自然地習得目標語言。

CLIL 的主要目標圍繞著內容(Content)、溝通(Communication)、認知(Cognition)、與文化(Culture)( Coyle et al., 2010)等原則。其中內容指學習特定的學科知識；溝通說明在特定的學習環境中使用目標語言進行交流；認知旨在培養學生的認知技能，以便分析和解釋內容；文化主要在於提升學生的跨文化意識。

CLIL 的教育價值在於它能為學生提供有意義的溝通機會，增加他們接觸外語的時間。同時，研究已證實此策略能夠增強學生的語言、認知和後設語言能力(Mattheoudakis et al., 2014)，並且培養其自主性、積極性和自信心(Mattheoudakis & Alexiou, 2017)。

• 科學桌遊在雙語教學中的應用

一、桌遊的基本定義與組成

桌遊是一種透過規則、情境與實體配件進行互動的遊戲形式，通常包含背景主題、流程規則、實體配件及其他次要組成元素。其中，背景主題用以建構遊戲的故事情境，幫助玩家融入特定脈絡；流程規則則涵蓋初始設置、物件運用、回合進行方式、階段機制及勝利條件等內容；實體配件則是玩家在遊戲中實際接觸與操作的物件，例如卡牌、遊戲板、機會命運卡與骰子等（鄭秉漢等，2019；鐘建坪、鐘君瑋，2023）。

二、桌遊在雙語教學中的價值

桌遊被視為將 CLIL 策略融入現代課堂環境的有效工具(Alexiou & Karasimos, 2024)。在 CLIL 課堂中，桌遊具有多重教學應用價值。首先，桌遊能提升學生的參與程度與創造力，並作為建構具有創意之學習活動的重要媒介。其次，桌遊能整合多元學科內容，涵蓋文學、歷史、神話、地理、化學、物理及數學等領域，有助於學生在遊戲情境中同時進行內容學習與語言學習。此外，桌遊亦有助於培養學生的專注力、記憶力、觀察力與分析思維，並促進其口語表達與聽力理解能力的發展。再者，桌遊可作為促進溝通與合作的工具，因其能創造有趣且具明確溝通目的的學習環境，使學生在互動中自然運用語言。最後，桌遊亦可作為多元評量的實施情境，使教師得以從學生的參與表現、互動歷程及問題解決中，進掌握學生的學習成果(Alexiou & Karasimos, 2024)。

三、科學桌遊的特殊性

科學桌遊則是將科學概念或相關機制融入桌上遊戲中的形式，其目的不僅在於提供娛樂，也期望玩家能在遊戲過程中理解其中所涉及的科學內容(Cheng et al., 2019)。相關研究顯示，學生透過參與科學桌遊，能以遊戲化方式投入互動學習，這不僅有助於科學概念的理解與學習，也能進一步提升學生的學習興趣與動機(鐘建坪、鐘奕勳，2025; Jong, 2025; Lin et al., 2019)。

四、科學桌遊在雙語教學中的應用

Antonopoulou 和 Karasimos(2024)分析「密室逃脫」類的科學桌遊後指出，此類桌遊能在 CLIL 策略下有效整合學科內容與語言學習。這類遊戲通常建構於具體的科學情境之中，例如：劇本《The Formula》涉及化學實驗室與血清搜尋，而《Squeek and Sausage》則融入數學與生物學概念。學生在遊戲過程中，必須閱讀英文線索、理解任務指示、與同儕討論解題策略，並運用相關科學知識推進情節，例如計算角度、判斷光的反射原理，或分析其中的邏輯關係，以完成解謎與逃脫任務。在此過程中，語言不僅是學習內容本身，更是達成任務的重要工具；而科學知識也不再停留於概念理解層次，而是被實際應用於問題解決之中。因此，此類桌遊能具體展現 CLIL 課程中內容與語言整合、任務導向學習，以及互動溝通等教學特性。

• 元素卡牌遊戲之雙語教學目標

本雙語科學桌遊之教學目標，在於引導學生於遊戲互動中同時發展科學內容理解與英文表達能力。就科學內容而言，學生需能根據元素卡牌上的資訊，辨識並說出元素的基本粒子資訊，如原子序、質子數、電子數、中子數或質量數，或是描述至少一項與該元素相關的物理性質或化學性質。就語言學習而言，學生需能運用教師所提供的指定英文句型，描述元素特徵與相關事實，例如以數量比較句型說明粒子數量，或以性質描述句型表達元素在常溫下的狀態、反應性或用途。透過此類活動設計，學生學習的並非只是零散的英文詞彙或句型，而是嘗試以英文作為媒介，組織並表達科學知識。

此外，本活動亦旨在培養學生於任務情境中的語言理解、互動溝通與推理判斷能力。在遊戲過程中，學生不僅需要聽懂同儕對元素性質的描述，還需根據他人提供的語言線索進行比較、分析與判斷，以推測何者持有不同元素卡。換言之，學生需在遊戲任務中運用英文進行互動與推理，而非僅止於背誦句子或被動回答問題。同時，透過活動後的回饋與反思機制，學生亦能檢視自己在遊戲中是否正確使用關鍵詞彙與指定句型、是否理解同儕發言內容，以及是否能將科學概念與語言表達有效結合。

• 元素卡牌遊戲之雙語化教材設計

一、選擇科學桌遊

    避免教學活動引起版權爭議，雙語桌遊選擇採用本文作者先前所研究發表之新式週期表卡牌「Who is different?」(鐘建坪、鐘君瑋，2023)。每張卡牌提供元素的原子結構、物理與化學性質。卡牌的遊戲規則修改自熱門的「狼人殺」遊戲。主要藉由玩家分別說出手持元素卡牌的一項特徵，再由所有玩家判別哪一位玩家與其他玩家持有不同的元素卡牌。若持有不同元素的玩家能持續存活而不被找出，則能持續獲得分數，過程中玩家需要記憶、整理，及判斷不同玩家提供的元素訊息內容。

科學桌遊不僅需要能夠引起學生的興趣，尚且需要讓學生能夠學習相關的科學概念。鐘建坪與鐘君瑋(2023)先前即針對此份科學桌遊設計六個面向的李克氏七點量表，包括：遊玩卡牌時的愉悅程度、卡牌設計規則易學程度、卡牌融入科學概念的程度、卡牌設計的創意程度、卡牌能夠協助預習/複習科學概念的程度、對於卡牌遊戲整體評價。結果顯示，所設計的新式週期表卡牌遊戲，在各個方面均獲得學生正面評價，充分展現此份卡牌遊戲在促進化學學習的潛力。

二、熟悉遊戲規則

    遊戲規則主要採用自鐘建坪、鐘君瑋(2023)。如果學生對於英文規則不易熟悉，建議可先以中文說明遊戲規則，練習幾次中文卡牌之後，再開始以英文卡牌進行。說明如下：

(一)確認玩家與主審

    每組共有 6 張卡牌，包括 5 張元素卡(其中4張相同，1張不同)與 1 張主審卡。抽到主審卡，當局擔任裁判。裁判在遊戲一開始需查看所有玩家的卡牌，確認哪一位玩家所持的元素卡與其他人不同。

圖1 確認玩家與主審

(二)發牌

每回合每位玩家1開始皆會有1張元素卡與2張特殊卡。元素卡牌背面附有該元素的相關性質。特殊卡牌背面附有如何使用與使用時機。

(三)決定順序

玩家以擲骰子點數大小決定發言順序，由點數最高者開始，並依順時針方向進行。

(四)說明自己持有元素的性質

實際持有元素卡的玩家，皆須輪流說出 1項與自己所持元素相關的事實，內容可參考卡牌上提供的元素性質。在遊戲過程中，玩家不得說謊。此外，同一局內，只要有玩家已說過某項事實，其他玩家便不得重複陳述相同內容。每位玩家需根據其他人的敘述，暗中判斷其他玩家所持的元素是否與自己相同。

圖2 元素卡英文版 (原子結構圖片取自維基百科-「氧」(2026))

(五)判斷哪位玩家的元素不一樣

待所有玩家都說完元素性質後，主審宣布：「請判斷誰不一樣。」接著，5 位玩家各自指出自己認為持有不同元素的玩家。之後，主審公布被指出次數最多的玩家，並說明該玩家是否真的與其他人不同。除非其他玩家判斷正確(規則六)，否則不需將被指稱的玩家底牌翻開(規則七)。

(六)判斷正確

若被最多人指出的玩家，經主審確認後，確實是持有不同元素的人，則表示本回合判斷正確，該回合立即結束。此時：判斷正確的玩家各加 1 分，判斷錯誤的玩家各扣 1 分。主審完成本回合計分後，即可重新開始下一局。

(七)判斷錯誤

若被最多人指出的玩家，經主審判定後 並非持有不同元素者，則表示本次判斷錯誤。此時：判斷錯誤的玩家各扣1分，被誤指的玩家不公開底牌，並將卡牌蓋牌，且被誤指的玩家，不能再參與下一回合。遊戲持續進行，直到真正持有不同元素的玩家，被最多數玩家指出為止。

(八)持有不同元素的玩家持續存活

在此過程中，持有不同元素的玩家每成功躲過一回合，即可加1分，並於該局結束後由裁判統一加分。

(九)特殊卡使用

每位玩家在遊戲開始時，皆持有 1 張特殊卡。特殊卡的使用時機，依卡牌上的說明為準，可能包括說明元素性質時、進行判斷時等不同階段。特殊卡一旦使用後，即視為失效，並須放回特殊卡牌堆中。

圖 3 特殊卡英文版舉例 (卡牌圖片取自免費圖庫Shutterstock)

(十)獲得特殊卡條件

每局自第二回合起，玩家可獲得一次抽取新特殊卡的機會。玩家需先擲骰子，且點數達4 點以上，才能再取得1張新的特殊卡；若擲出的點數為3點以下，則不得獲得新的特殊卡。

三、使用AI工具進行英文翻譯

    原先之中文卡牌先以生成式 AI 工具—ChatGPT4o協助初步翻譯中文卡牌內容，再由作者檢核科學術語、句型難度與語意清晰度，必要時進一步修訂，使其更符合學生英文程度與教學使用情境，例如：週期(period)、原子序(atomic number)等。同時，需要考量所翻譯的英文內容是否能讓玩家理解，因此除了科學的專用英文之外，盡可能使用現在簡單式進行翻譯。

圖4 「Who is different?」卡牌。左：中文卡牌；右：英文卡牌 (原子結構圖片取自PhET)

四、搭配英文句型鷹架

搭配的英文句型鷹架為玩家陳述所持有元素性質的句子。玩家在描述自己所持有的元素性質時，可以使用數量比較句型與性質描述句型(見表1)。例如，在說明電子數、質子數、中子數或質量數時，可使用 “The number of electrons is more than two.” 或 “The number of protons is less than one hundred.” 這類句型；在說明元素的物理或化學性質時，則可使用 “One physical property of the element is that it is colorless.” 或 “One chemical property of the element is that it does not react easily with other substances.”。以氦元素為例，玩家可以說 “My element is a gas at room temperature.”、“My element is inert.” 或 “The mass number is less than ten.”。透過這些句型，玩家可以根據元素卡上的資訊描述自己的元素特徵，並幫助其他玩家進行判斷。

表1 性質陳述句型

基礎句型 My element is a gas. My element is colorless. My element does not react easily. 進階句型 l   ______________  is less/more than  __________. The number of protons is less than ten. The number of electrons is more than two. l   The physical/chemical property of the element is __________. One physical property of the element is that it is colorless. One chemical property of the element is that it supports combustion. The chemical property of the element is to generate hydrogen gas when it reacts with hydrochloric acid.

• 課堂實施流程建議

為使雙語科學桌遊活動不僅停留於遊戲操作層次，而能真正兼顧科學內容理解與英文表達練習，教師在課堂實施時可採取循序漸進的方式進行。整體而言，本活動之課堂實施流程可分為下列四個步驟：說明語言任務與遊戲規則、教師示範與學生試玩、先備知識與關鍵詞彙練習、分組進行正式遊戲。 透過此一流程安排，學生較能在明確的學習目標與語言任務引導下參與活動，並將遊戲中的互動歷程轉化為具體的雙語學習經驗。

一、說明語言任務與遊戲規則

教師說明本次活動的語言任務與遊戲規則，讓學生了解本活動除了完成遊戲目標外，也需使用指定英文句型進行描述、提問與判斷。教師可明確說明學生在活動中需根據元素卡牌資訊，以英文說出元素的粒子資訊或性質，並鼓勵其於遊戲過程中盡可能使用目標語言進行互動。透過此步驟，學生能清楚理解本活動不僅是一項競賽性遊戲，也是一項結合科學內容與英文表達的雙語學習任務。

二、教師示範與學生試玩

在正式分組遊戲前，教師須先透過示範數回合帶領學生熟悉整體流程，例如：如何輪流描述元素性質、如何根據其他玩家的敘述進行判斷，以及主審如何執行判定與計分。必要時可考量學生認知負荷，教師先以中文輔助說明規則，讓學生以中文熟悉遊戲規則之後，再逐步過渡至英文操作，以協助學生降低焦慮並熟悉活動形式。其後，讓學生試玩幾回合，以確認自己是否理解規則與語言任務。此步驟有助於提升學生正式進行遊戲時的流暢度與參與信心。

三、先備知識與關鍵詞彙練習

當學生熟悉遊戲規則之後，教師可帶領學生複習與元素主題相關的基礎概念，例如：原子序、質子數、電子數、中子數、質量數，以及元素的物理性質與化學性質等內容。同時，讓學生練習可能使用的英文關鍵詞彙與句型，例如： atomic number、proton、electron、gas、solid、reactive、inert，以及 “My element is …”、“The number of protons is …”、“One physical property of the element is that …” 等句型。此步驟的目的在於協助學生建立必要的內容知識與語言基礎，降低其在後續遊戲因概念不清或語言不足而影響參與的情形。

四、分組進行正式遊戲

完成示範與試玩後，學生即可分組進行正式遊戲。在此階段中，教師可巡視各組活動情形，觀察學生是否能根據卡牌內容正確描述元素資訊、是否使用指定英文句型進行表達，以及是否能理解同儕的發言並進行合理判斷。若學生在語言表達或規則操作上遇到困難，教師可適時提供簡短提示或必要支持，但仍應保留學生自主互動與推理的空間。此步驟的重點在於讓學生透過實際操作與任務互動，將科學知識與語言使用加以整合。

• 雙語卡牌遊戲的鷹架

一、雙語卡牌遊戲過程的語言鷹架設計

在遊戲進行時，學生必須依序使用目標語言描述自己手中元素的其中一項性質，例如說出 “My element is a gas at room temperature.”、“The number of protons is less than ten.” 或 “My element does not react easily with other substances.” 等句子。然而，對於非英語母語的國中學生，直接要求產出完整句子會有些困難。教師可以提供半結構化的學習單，讓學生只需替換關鍵字，例如：

狀態描述：My element is a [solid / liquid / gas] at room temperature.

數值比較：The number of [protons / electrons] is [less than / greater than] [number].

化學反應：My element [reacts / does not react] easily with [other substances / water].

同時，在正式以英文陳述元素性質之前，可透過教師示範、學生齊讀、配對演練，再經由教師檢視學生語句是否正確等步驟，建立學生能夠完整自信地說出特定元素的某項性質。

教師示範：老師先拿出一張元素卡（如氦氣），示範說出：”My element is a gas at room temperature.”

全班齊讀：帶領全班一起朗讀黑板上的標準例句，熟悉英語的語調與節奏。

配對演練：讓學生先與旁邊的同學互相練習一次自己準備好的句子。

教師檢視：教師在教室內走動巡視，聆聽各組配對演練的狀況。

透過半結構化句型與漸進式英文口說暖身，將有助於拆解學生面對開口表達時的心理負擔。在卡牌桌遊的互動中，學生不需死記硬背英文句子與文法，能將注意力集中於元素性質的邏輯推理與遊戲策略。

二、教師引導回饋與學生反思

教師巡邏觀看學生時，可依據學生實際使用的卡牌內容進行引導式回饋。例如：當抽到氧元素的學生說出 “My element helps burning.”，教師可先肯定其表達方向正確，再進一步引導修正為較自然的說法，如 “My element helps things burn.”或稍微學術專業“My element supports combustion.”。若抽到氦元素的學生說 “My element is not easy to react.”，教師也可帶領學生比較更自然的表達方式，例如 “My element does not react easily.”。接著，教師可請學生根據自己手上的卡牌內容進行反思，例如提問：「你剛才說的句子有沒有正確對應卡牌上的資訊？」、「你使用的是物理性質還是化學性質？」、「你有沒有使用到指定句型？例如 The number of … is more than / less than … 或 One physical property of the element is that …」藉由這類提問幫助學生反思自己在遊戲中目標語言的使用情形，也讓教師更清楚學生在雙語學習中的困難點與進步情形。

• 雙語卡牌遊戲與CLIL的關聯

本雙語元素卡牌遊戲與 CLIL的核心理念高度關聯，因為學生在遊戲過程中並非只是學習英文表達形式，而是用英文學習元素相關的科學知識。依據遊戲規則，每位持有元素卡的玩家都必須根據卡牌資訊，輪流說出一項與該元素相關的事實，例如原子序、質子數、電子數、中子數、物理性質或化學性質。換言之，學生在遊戲中所進行的，不是單純背誦句子，而是透過英文作為媒介，理解、整理並表達學科內容。例如，當學生持有氦（He）元素卡時，可能會根據卡牌內容說出 “My element is a gas at room temperature.”、“The number of protons is less than ten.” 或 “My element does not react easily with other substances.”。這些語句不只是語言形式的練習，更代表學生正在運用英文描述元素的性質與特徵。因此，此遊戲使學生在具有互動性與任務導向的情境中，同時接觸學科知識與語言表達，展現出 CLIL 中內容與溝通相互整合的教學精神。此外，此卡牌遊戲也呼應 CLIL 所強調的認知與互動溝通歷程。學生在遊戲中不是只背句子，而是在任務中用語言解決問題；他們必須根據其他玩家所提供的元素性質線索，進行比較、分析、推理與判斷。例如，在規則（四）「說明自己持有元素的性質」中，玩家需依據卡牌內容以英文提供真實且不可重複的資訊；而在規則（五）「判斷哪位玩家的元素不一樣」中，所有玩家則需根據同儕的英文陳述，推測誰持有不同元素。由此可見，學生在活動中需要同時運用聽、說、理解與推理等多重能力，而這正是 CLIL 所重視的整合特性。

• 學生回饋

從學生的課後回饋內容可以發現此份元素卡牌設計與鷹架能夠讓學生成功地以英文說出元素的性質，但考量學生英文程度差異，語言的支持鷹架與遊戲規則支援仍有優化空間。下列說明相關的優點與待改進之處。

一、正向優點

(一)提升學生參與動機

藉由類似尋找臥底的核心機制，此卡牌遊戲創造懸念感，讓學生必須主動觀察、比較、推理，才能藉由不同玩家口中說明的元素性質進行正確判斷。例如：學生認為「推理的時候，可以動腦，猜出哪個人是臥底。」、「猜誰是臥底時候，內心覺得很刺激，因為不知道誰是臥底。」、「很有趣，而且不僅訓練口說、英文閱讀，還有推理能力。」

(二)促進班級同儕的互動

桌遊讓學生不只是個人作答，而是透過輪流發言、投票、主審判定等機制進行真實互動。許多學生把和同學一起玩視為活動中最珍貴的部分，甚至提到感情因此更好。例如：學生認為「玩完覺得跟同學們更好了！我還認識了不少新的單字。」、「跟同學一起玩，互相嘻嘻哈哈的玩樂，可以增加感情，讓大家一起更配合。」、「與同學的互動，可以相互指導提升口說能力，也不會緊張。」

(三)元素性質自然地記憶與應用

元素卡牌將原子序、質子數、電子數、質量數等抽象訊息轉化為可觀察與比較的遊戲線索，讓學生在推理過程中自然複習科學概念。例如：學生認為「這堂課讓我學到元素裡面的中子、質量、原子、電子、同位數、週期、原子序，這些是我們平常用不到的東西，在這堂課讓我收穫滿滿。」、「把枯燥的理化課程上的元素的原子、中子等，變有趣。」、「在玩的過程中也記起了不同元素的性質。」

(四)降低英文口說的心理門檻

相較於正式英文課，遊戲情境讓學生更願意嘗試開口，即使英文不熟，也因為「想贏」的動機而主動使用句型。例如：學生認為「英文雖然困難，但我會為了能和大家一起玩，而背起句子，盡力地用蹩腳的英語，但大家都會懂。」、「讓我覺得學習、唸出英文不再是那麼困難，並且也認識了許多新詞彙。」、「用這樣學英文的方式，反而可以讓我更接近英文。」

二、可再改進之處

雖然學生普遍肯定遊戲的趣味性與互動性，也確實在科學英文詞彙上有所收穫；然而英文難度造成的參與落差，是未來需要再細部考量學生需求的核心挑戰。或許不僅提供可以套用的句型，如 “The number of protons is greater than ten.”、”This element is a solid.”，仍需要讓學生正確發音與相關聽力的多次練習。

(一)英文單字難度高，造成參與落差

英文程度較弱的學生認為有效參與較低，甚至對遊戲產生抗拒，形成明顯的學習差異。例如：學生認為「太多英文的生字、難字，除了學習單上的內容，其他根本看不懂……對於英文、理化都很爛的人，簡直是一個超級巨大的難題。」、「幾乎聽不懂別人在說什麼，也講不太出來，一定要邊看學習單才能勉強大概知道。」、「英文太難了，有的人會唸有的人不會唸，有的人聽得懂有的人聽不懂。」

(二)聽力理解與發音困難，影響遊戲流暢度

雙語桌遊不只需要看懂英文，還需要說出來、聽懂別人說什麼。部分學生指出，同學發音不清楚或自己聽不懂，導致判斷錯誤，遊戲推理失去意義。例如：學生認為「用英語講的時候有的人講不清楚，會讓人判斷錯誤。」、「英文單字唸法較難，有些發音太相似，有時聽不出是哪個單字。」、「同學念的英文單字沒辦法馬上辨識。」

(三)技能卡與規則複雜，增加認知負擔

功能卡使用時機、主審判定、投票規則等機制讓遊戲更有變化，但也讓部分學生的注意力從「學習科學英文」轉移到「搞懂怎麼玩」，甚至有平衡性問題。例如：學生認為「卡牌用法。我會一直搞不清楚在什麼情況下可以用什麼卡牌。」、「強力盾牌有點太強，假設有兩張，他甚至可以無視任何發言直接淘汰一人。」、「出功能牌的時機有點難判斷，可以先說明再遊玩。」

這次的雙語科學桌遊活動結束後，讓學生填寫「是否希望未來的自然課還能再有類似的活動」，共收集參與的全部65位學生回應，結果呈現出相當正面的評價。依據數據分布，選擇「非常希望」的學生佔比最高，達30.8%，約20人；「很希望」佔6.2%，約4人；「希望」約佔24.6%，約16人。三者合計，正向態度的學生比例超過六成，顯示多數學生在參與活動後，對於未來繼續舉辦類似課程抱有明確的期待與支持。其中，「非常希望」單項近三成的比例，更反映出部分學生對此活動的高度認同與熱情。值得關注的是，選擇「普通」的學生佔27.7%，約18人，為第二大群體。這群學生的態度較為中立，可能源於活動過程中遭遇英文難度或規則理解上的困難，雖不排斥，但尚未形成強烈的期待感。相對地，明確表示不希望再辦（非常不希望、很不希望、不希望）的學生比例極低，僅約9.3%，約7人，與質性回饋中少數對英文感到挫折的學生相互呼應。綜合而言，即便部分學生在活動中面臨語言與規則的挑戰，絕大多數學生仍對這類雙語科學桌遊活動持正向態度，並期待未來能再次體驗。

• 結語與啟發

一、科學桌遊作為雙語科學教學媒介的價值

相較於傳統以講述與記憶為主的教學方式，適切的科學桌遊能提供較具互動性、情境性與參與感的學習環境，使學生在遊戲任務中接觸科學概念、運用目標語言，並提升課堂參與度與學習動機。以元素卡牌桌遊為例，學生在描述元素性質、聆聽同儕發言及判斷不同元素的過程中，不僅有機會接觸與運用科學知識，也能在真實互動情境中練習英文表達。由此可見，科學桌遊作為雙語科學教學媒介，具有促進內容學習與語言使用整合發展的潛力。

二、雙語科學桌遊成效有賴教師引導與鷹架設計

科學桌遊本身並不必然帶來語言學習成效，其教學效果仍有賴教師是否提供適切的教學設計與支持機制。若缺乏明確的語言任務、句型鷹架、角色安排與活動後回饋，學生可能僅停留在遊戲操作與競賽層次，而未能將互動歷程轉化為具體的語言學習經驗。因此，在雙語科學桌遊教學中，教師除了重視遊戲本身的趣味性外，更需透過引導學生使用指定句型、檢視語言表達、進行同儕討論與自我反思等方式，協助學生在遊戲中注意語言形式、語意表達與溝通策略。

三、元素卡牌桌遊於雙語教學中的應用成效、限制與教學啟示

雖然許多研究指出桌遊有助於提升學生的參與度、互動意願與學習動機，但並非所有研究皆顯示其能帶來顯著的語言能力提升（Mattheoudakis & Panteliou, 2022）。以本教學所設計的元素卡牌桌遊為例，學生在遊戲中需根據手中的元素卡，以英文描述元素的粒子數量、物理性質或化學性質，並透過同儕的語言線索判斷誰持有不同元素。此類活動確實能提高學生參與課堂的意願，並在低壓力的互動情境中增加口語表達機會；然而，若缺乏明確的語言任務設計與適當的鷹架支持，學生也可能僅專注於猜測、競賽與完成遊戲流程，而未真正注意自身的語言使用品質。例如，學生可能只使用極為簡化的句子完成描述，或在討論判斷時轉而使用中文，導致遊戲雖具娛樂性，卻未必能有效促進目標語言的深化學習。若教師能事先設定明確的語言目標、規範玩家須使用指定句型進行描述，並在活動後安排回饋與反思環節，則較可能將遊戲互動轉化為具體的語言學習經驗。

此外，研究發現桌遊應用於課堂中的長期效果仍有待進一步驗證（Poole, 2025）。就元素卡牌遊戲而言，學生在單次或短期活動中或許能展現較高的參與度與新鮮感，但此種動機是否能持續維持、是否能進一步轉化為穩定的語言表現提升，仍須透過較長時間的課堂實施與追蹤觀察，才能做出更具說服力的判斷。因此，在元素卡牌桌遊應用於雙語教學時，教師除應重視遊戲本身的趣味性外，更需透過明確的語言任務設計、角色分工、句型鷹架、活動後回饋與自我反思機制，協助學生將遊戲參與轉化為實質的語言學習。

• 參考文獻

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雙語融入科學之探究式教學：建模導向雙語週期表課程設計

曹雅萍

臺北市立中山女子高級中學

yapingtp@gmail.com

摘要：本文介紹一套以建模思維為核心的高中化學雙語週期表課程設計。傳統週期表教學多偏重元素位置、族週期名稱與性質記憶，較少引導學生理解週期表作為科學模型的形成與預測功能。為此，本課程以「週期表的發展」為主題，透過類比牌卡活動、科學史連結與元素族探究任務，引導學生從觀察、分類、建立規律到預測未知，重新理解週期表的建構歷程。課程採取「學科理解優先，英語作為任務與表達鷹架」的原則，中文用於活動說明、概念釐清與推理討論，英文則用於投影片標題、學習單指令、關鍵術語與句型支援。本文分享課程設計理念、實施流程與評量方式，作為高中化學雙語教學與建模導向課程設計的參考。

前言：在雙語脈絡下重構建模思維

雙語教育進入自然科學課堂時，教師面對的不只是英語使用比例的調整，更需要在學科理解與語言負荷之間取得平衡。CLIL(Content and Language Integrated Learning） 強調學科內容與語言學習的整合，課程設計應讓學生在有意義的情境中使用語言，而不是將英語視為額外背誦的內容(Coyle et al., 2010)。在自然科學雙語教學中，圖像、實物、操作活動與語言鷹架，也能協助學生降低理解抽象概念與科學英語的壓力（陳秋蘭等人，2018；陳英智，2025）。

週期表教學常被學生視為元素位置、族週期名稱與性質的記憶任務；然而，從科學建模的觀點來看，週期表的發展本身就是一段由觀察、分類、建立規律到預測未知的模型建構歷程。科學建模包含建構、使用、評估與修正模型，並能協助學生理解科學解釋與預測如何形成(Chiu & Lin, 2019)。因此，週期表不應只是靜態知識表，也可以成為學生體驗科學家如何整理資料、發現規律與推論未知的重要素材。

基於上述想法，本課程以「週期表的發展」為主題，結合類比牌卡活動、科學史連結與元素族探究任務。課程設計採取「學科理解優先、英語作為任務與表達鷹架」的原則：中文用於概念釐清與推理討論，英文則用於任務指令、關鍵術語與句型支援。透過這樣的安排，學生不只是學習週期表的知識，也有機會在建模任務中接觸並使用相關的化學英文表達。

• 課程設計說明：以建模歷程連結週期表理解與雙語表達

本課程依序安排「類比牌卡探究與模型建構」、「科學史連結與未知預測」以及「週期表術語與雙語應用」三個階段。三個階段分別對應學生從具體操作中建立排列模型、將模型經驗連結至週期表發展史，以及運用週期表術語進行簡短雙語表達的學習歷程。整體設計以學科理解為核心，透過英文投影片、學習單指令、關鍵術語與句型鷹架，引導學生在化學概念學習中逐步接觸並使用相關英語表達。此設計呼應 CLIL 強調內容與語言整合的精神，也符合自然科雙語教學中透過多模態資源與語言支持降低學習負荷的做法（Coyle et al., 2010；陳秋蘭等人，2018；陳英智，2025）。

圖1：本課程的學習進程安排（作者自製）

一、階段一：類比牌卡探究與模型建構

（一）以雙語教材啟動探究任務

第一階段以「週期表的建模—模擬週期表遊戲」為核心，透過類比牌卡活動（圖2）引導學生進入週期表的規律概念。課程先以英文投影片呈現主題 Development of the Periodic Table，但不直接說明週期表的排列規則，而是保留問題情境，讓學生透過牌卡觀察與分類自行建立排列模型。課堂講述採中英並行，中文用於活動規則與概念說明，英文則保留於任務指令與關鍵術語中，使學生在理解活動任務的同時，接觸週期表相關英語表達。

（二）在不完整資料中辨識模型成分

活動中，每組學生取得 23 張牌卡，另有 1 張牌卡預先取出。學生需先觀察牌卡上的顏色、數字、小數、圖形與側邊記號等特徵，辨識可用於分類與排列的線索。這些特徵並不直接等同於真實元素資料，而是作為週期表中原子量、元素性質與族群規律的類比線索，協助學生先在低門檻情境中練習分類與建模。此階段的重點不是立即猜出缺失牌卡，而是讓學生在資訊不完整的情境中，先整理手中資料，找出建立模型所需的基本成分。

（三）透過分類排列建立規律關係

在完成特徵辨識後，學生進一步比較各項特徵之間的關係，嘗試將牌卡排列成具有規律的表格。教師可引導學生思考哪些特徵適合沿橫列連續排列，哪些特徵會在縱行中重複出現。透過小組討論與調整，學生逐步建立牌卡之間的規律關係，也體驗科學家從零散資料中尋找模式的過程。

（四）依據模型推論缺失資訊

當學生完成排列後，便可依據已建立的規律推論缺失牌卡的可能特徵。此任務讓學生理解模型不只是整理資料的工具，也能作為推論缺失資訊與預測未知現象的依據。教師可請部分小組說明其排列依據與預測理由，讓學生練習將觀察、分類與推論歷程表達出來，並為後續連結門得列夫週期表的未知元素預測奠定基礎，圖3為活動進行時的學習單。

圖2：American Educational 477「認識週期表」遊戲拼圖

（圖片來源：Desertcart 商品頁）

圖3：牌卡活動的學習單（作者自製）

二、階段二：科學史連結與未知預測

本階段將第一階段的牌卡建模經驗，連結到週期表發展史，引導學生理解科學家如何從有限資料中整理規律，並進一步預測未知元素。

（一）從牌卡模型連結週期表發展史

課程透過英文投影片與輔助影片，簡介德培萊納三元素組(Döbereiner’s Triads)、紐蘭茲八音律(Law of Octaves)與門得列夫週期表(Mendeleev’s Periodic Table)。教學時以中文說明歷史脈絡，英文則保留於人物名稱、理論名稱與關鍵術語中，使學生在理解內容的同時接觸學科英語。

在介紹科學史後，教師引導學生回顧牌卡活動，思考兩者的相似之處。學生可從「整理資料、尋找規律、調整排列、推測未知」等面向，理解週期表並非一次完成的知識表，而是科學家不斷比較與修正後形成的模型。此歷程也呼應科學建模中模型建構、使用、評估與修正的循環觀點(Chiu & Lin, 2019)。

（二）以未知元素預測深化模型功能理解

接著，學生觀察門得列夫週期表中的留白，並嘗試預測 eka-aluminium 與 eka-silicon 的性質，如原子量、狀態、密度與化合物形式。完成推論後，再與後來發現的鎵與鍺之實際資料進行對照，檢視模型預測與實際元素性質之間的相符與差異（圖4）。

此活動呼應第一階段的缺牌預測，但情境從類比牌卡轉為真實化學史。學生不只是知道門得列夫留下空格，更能理解模型的價值在於：它能整理已知資料，也能提供推論未知的依據。透過這樣的連結，週期表從一張需要記憶的表格，轉化為可用來思考、解釋與預測的科學模型。

圖4：週期表元素性質預測投影片（作者自製）

三、階段三：週期表術語與雙語應用

第三階段將前兩階段建立的規律理解，轉化為正式的週期表概念與雙語表達。學生不只認識週期表的結構，也開始練習用英文描述元素分類、性質與用途。

（一）導入週期表結構與核心術語

課程首先回到正式週期表，將學生在牌卡活動中建立的排列概念，連結到 group（族）與 period（週期）等學術名稱。接著介紹常見元素族，例如 alkali metals（鹼金屬）、halogens（鹵素）與 noble gases（惰性氣體）。這樣的安排使英文術語不只是單字記憶，而是建立在學生已經理解的分類與規律概念之上。

（二）建立元素性質與趨勢描述句型

在核心術語之外，課程進一步引入元素性質相關詞彙，如 melting point（熔點）、boiling point（沸點）、density（密度）與 oxide（氧化物）。教師可搭配簡短句型，引導學生描述元素性質與週期趨勢，例如 “The atomic radius increases down a group.” 或 “The more reactive the metal is, the more easily it loses electrons.”。透過句型鷹架，學生能逐步從認識詞彙，進入簡單的科學描述。

（三）透過元素族探究任務促進雙語產出

接著，學生以小組方式研究特定元素族，整理該族在週期表上的位置、代表元素、共同性質與實際用途，並以簡短口頭報告或海報方式呈現該元素族的特色。此任務讓學生將前面學到的術語與句型用於實際表達，也讓雙語學習從被動接收轉為主動整理與分享。小組討論可允許中英並用，但在簡短發表中，鼓勵學生嘗試使用英文關鍵詞與句型。

（四）運用遊戲化活動鞏固詞彙理解

最後，課程可搭配 Word Puzzle、Crossword Puzzle 或簡短小測驗，複習原子序 1 至 20 的元素英文名稱與週期表核心詞彙。這類活動不作為主要評量，而是提供低壓力的詞彙練習，幫助學生在遊戲情境中反覆接觸化學英文。

透過術語導入、句型支撐、元素族任務與詞彙練習，本階段將前兩階段的模型理解，進一步延伸為週期表概念的雙語表達。

• 評量設計：從建模歷程到雙語表達

本課程的評量不以週期表知識記憶為唯一目標，而是聚焦於學生能否運用規律建立模型、依據模型進行預測，並嘗試以英語表達週期表相關概念。因此，評量重點分為建模能力與雙語表達兩個面向。教師可依據學生學習單、小組排列結果、口頭說明與元素族發表內容，蒐集學生在建模推理與雙語表達上的表現證據。

一、建模能力評量

建模能力的評量重點在於學生能否建立合理規則，並根據規則進行推論。教師可從牌卡排列、缺牌預測與未知元素性質預測中，觀察學生是否能辨識資料特徵、找出規律，並說明自己的判斷依據。

評量時不只看答案是否正確，更要看學生能否解釋「為什麼這樣排列」與「為什麼這樣預測」。若學生能根據同族、相鄰元素或已建立的模型關係進行推論，便能展現其對模型整理資料與預測未知功能的理解。

二、雙語表達評量

雙語表達的評量重點不在英語流利度，而在於學生是否能將英文術語連結到正確的化學概念。教師可觀察學生是否能使用 group、period、alkali metals、halogens、noble gases 等詞彙，說明元素族的位置、分類與性質。

學生也可運用簡短句型完成表達，例如 “This family is located in Group __.” 或 “These elements are called __.”。評量時宜以概念正確性為主，英語完整度為輔，避免讓語言表現掩蓋學生的學科理解。

三、詞彙檢核與輔助評量

Word Puzzle、Crossword Puzzle 或簡短小測驗可作為輔助性評量，用以了解學生對元素英文名稱與週期表核心詞彙的熟悉程度。這類活動適合作為複習與低壓力練習，但不宜取代建模任務與雙語表達任務。

整體而言，本課程的評量設計強調「理解重於背誦，表達連結概念」。牌卡排列、缺牌預測與未知元素推論用以檢核建模能力；元素族任務與詞彙活動則用以檢視學生的雙語表達與術語熟悉度。

• 結語

本課程以「週期表的發展」為主題，嘗試將偏重記憶的週期表教學，轉化為包含觀察、分類、建模與預測的學習歷程。透過類比牌卡活動與門得列夫週期表的連結，學生能從具體操作進入科學史脈絡，理解週期表不只是整理元素的工具，也具有預測未知元素性質的功能。

在雙語教學方面，本課程並未以提高英語比例為主要目標，而是將英語安排於任務指令、核心術語、句型鷹架與簡短表達中，並以中文支持概念釐清與推理討論。這樣的設計有助於學生在維持化學理解的同時，逐步接觸週期表相關英文表達。

整體而言，本課程提供了一個結合建模教學、科學史脈絡與雙語學習的實踐案例。未來實施時，教師可依學生英文程度與課堂時間，彈性調整英語輸入比例、句型難度與發表形式，使建模探究與雙語表達更貼近實際教學現場。

• 參考文獻

陳英智（2025）。雙語「熱」—小學自然科學課堂中的實踐。臺灣化學教育，59。https://chemed.chemistry.org.tw/archives/45427

陳秋蘭、胡潔芳、戴雅茗（2018）。CLIL 在自然科學領域的運用。載於鄒文莉、高實玫（主編），CLIL 教學資源書：探索學科內容與語言整合教學。臺南市政府。

Chiu, M.-H., & Lin, J.-W. (2019). Modeling competence in science education. Disciplinary and Interdisciplinary Science Education Research, 1, Article 12. https://doi.org/10.1186/s43031-019-0012-y

Coyle, D., Hood, P., & Marsh, D. (2010). CLIL: Content and language integrated learning. Cambridge University Press.

雙語融入科學之探究式教學：

結合AI與PBL的化學雙語教學實踐：以武陵高中「週期表 – 元素方塊」為例

吳德鵬¹、張明娟²

桃園市立武陵高級中等學校化學科

 ¹depeng.tw@gmail.com、²bcat1764@gmail.com

摘要：在推動雙語教育與新課綱素養導向教學的背景下，本教學針對高中學生設計「週期表─元素方塊」雙語單元。課程結合「專題式學習」與多媒體影音製作，引導學生深入探究化學元素特性。課程共計兩節，學生需分組選擇週期表元素，廣泛運用ChatGPT、Gemini等AI工具進行文獻回顧與資料分析，並搭配Ondoku文字轉語音軟體製作英文旁白，或者自行錄製配音，產出雙語解說影片並上傳至YouTube。此外學生亦須於課堂進行口頭發表，並接受同儕互評與教師的多元評量。教學成果顯示，此模式不僅顯著提升學生的英語表達自信與資訊統整能力，深化其對化學知識的理解，更促使他們體認科學傳播的社會價值。本教案提供了一套可操作且融合數位科技的雙語科學教學模組，期能作為高中化學教學之參考。

■前言

面對十二年國民基本教育課程綱要（教育部，2014）所強調的核心素養，以及國家雙語政策的推動，高中科學教育正處於轉型的關鍵期。如何在教授艱澀的化學學理時，同步提升學生的英語表達能力與數位資訊素養，是第一線教育工作者亟思解決的課題。本專案以桃園市立武陵高中的必修化學課程為實踐場域，針對高一或高二學生設計了「週期表─元素方塊」的雙語教學單元。

本課程的核心教學理念在於，通過引入週期表的結構（包括原子序、元素的位置、主族和過渡族等概念），培養學生在化學領域中的核心素養。為了跳脫傳統的講述式教學，本課程導入了「專題式學習」（Project-Based Learning, PBL）與多媒體影音合作學習的策略。期望學生不僅能理解並應用週期表，更能透過小組合作，進行獨立的科學探究，並學會使用多種資源與工具來解決問題。

■ 教學設計與實施流程

一、課程目標與雙語融入策略

本單元之學習重點對應了自然科學領域綱要中「合理運用思考智能、製作圖表、使用資訊及數學等方法，有效整理資訊或數據」的學習表現。在英語準備度方面，學生需具備基礎化學相關英文詞彙，並能以簡單的英語進行口頭報告。教師在課堂中適時使用中、英雙語進行教學流程說明與評量規準解說，讓學生在使用母語理解任務的同時，也能逐漸建立英文學科詞彙的表達能力。

二、教學實施步驟

本單元共計兩節課，透過階段性的任務引導學生完成學習目標。

（一）第一節：知識建構與資料蒐集

教師首先以全英文簡單介紹週期表架構，涵蓋原子序、電子數、元素位置與性質等。接著，將學生分為10至18組（每組2至3位同學），並在黑板上畫出空白週期表，供學生選填最有興趣的元素，限定每一族只能選擇一個元素以確保多樣性。各組確定元素後，隨即展開資料蒐集，並將內容整理至教師提供的簡報（PPT）模板中 (附錄一)。

（二）第二節：成果發表與同儕互評

學生需將製作好的簡報輸出成一部3分鐘的影片並上傳至YouTube，影片需以中英雙語發表並加上雙語字幕。在課堂上，教師嚴格控制發表時間，每組除了播放影片外，還須進行30秒內的現場中英文口頭心得報告，內容可涵蓋主題選擇動機、視覺元素運用、拍攝剪輯計畫或進一步的研究建議。發表同時，台下學生須透過分組評分單進行同儕互評。

■ 專題任務規劃與數位工具融入

一、簡報架構與任務要求

為確保學生探究的深度與廣度，教師為「元素方塊」簡報設計了明確的內容框架（見附錄一）。

（一）第一頁：化學符號與經典實驗

需包含該元素的化學符號、100至150字的經典或常見實驗描述（例如：氧氣的製備或象牙膏實驗）、實驗照片與相關的化學反應式。

（二）第二頁：基礎屬性與科學史

涵蓋元素的性質與生活應用，並需連結在地化或礦藏資訊（如台灣的精鹽廠離子交換膜電析法採鹵），或是介紹發現該元素的科學家（如卡爾·威廉·舍勒發現氯氣的歷史）。照片限制不得超過三張。

（三）第三頁：跨領域應用

探討該元素與其他元素形成之化合物在生活中的狀態或應用，以及在醫學、物理、電子等專業領域中的實際應用情形。

（四）第四頁：參考文獻

要求學生列出至少三個具公信力的參考資料來源。

二、AI工具與多媒體輔助

在執行過程中，本課程高度鼓勵學生運用現代人工智慧（AI）工具。在文章查找、資料分析與內容摘要方面，學生廣泛使用了OpenAI的ChatGPT、Google的Gemini、Anthropic的Claude 3.5等大型語言模型。而在影片製作階段，為克服非母語者在英語口說錄音時的心理障礙與發音問題，學生運用了Ondoku等文字轉語音（Text-to-Speech）工具來協助製作英文旁白。這些數位工具的介入，不僅提升了作品品質，更強化了學生的數位資訊素養。

■ 多元評量機制

為了客觀且全面地評估學生的學習成效，本課程採用了學生互評與教師評分並行的多元評量規準。

一、同儕互評（分組評分表）

學生互評主要分為兩大面向。首先是「資料整理與發表表達」，評估各組在影片製作中的資料統整能力，以及口頭報告時的清晰度與流暢度；其次是「投影片完成度」，由同儕檢視其內容完整性、結構清晰度與資料說服力。此外，也將團隊合作與時間控管列入加分項目（見表1）。

表1 分組評比與同儕互評表

組別	元素種類	資料整理能力 (影片製作)	發表表達能力(口頭報告)	投影片完成度(內容完整性、結構清晰度、資料說服力)	其他加分(0~2)(團隊合作、時間控管)	備註
1
2

註：評分標準設定為_優(10)、良(9)、中(8)、及格(7)、待修正(5~6)

二、教師評分

教師的評分重點在於學術的嚴謹性與語言的正確性，包含審查學生提供的參考資料來源是否可靠（如學術文章、維基百科等），以及在英文發表中使用的專有名詞是否正確無誤，涵蓋用詞與文法的精確度。

表2 教師評分表

教師評分(參考資料來源正確性) (英文專有名詞的正確性)

組別	參考資料來源正確性	英文專有名詞的正確性	備註
1
2

 

■ 學生成果反思與教學回饋

從學生的課後心得與30秒口頭報告中，可以觀察到這種結合AI、雙語與影音製作的創新教學模式，帶來了顯著的正面效益。

一、提升AI工具應用與資訊統整能力

多位學生在反思中提到，最困難的部分在於查詢高可信度的資料並將其翻譯成準確的英文。透過交叉比對不同網站的資料，並運用ChatGPT等工具協助分析與彙整，學生不僅提升了學習效率，更深刻認知到「學習如何應用AI」是未來不可或缺的趨勢與能力。

二、深化學科知識與雙語表達自信

配合雙語教學的要求，學生必須用英文撰寫簡報內容與腳本。學生回饋表示，雖然過程中需要不斷利用Google翻譯與英文辭典進行比對，並請英文老師協助確認初稿，但這實質上大幅提升了他們在科學語境下的英語應用能力。同時，透過專題式的深入研究，學生對自己負責的元素有了遠比課本更深刻的了解。

三、體認科學傳播的社會價值

將自製的化學科普影片公開發布在YouTube上，對多數學生而言是前所未有的體驗。學生表示，在上傳不久後看到觀看次數的增加，甚至獲得按讚與訂閱，讓他們感受到自製網路媒體的影響力。更有學生期許自己未來能持續運用網路媒體發表科學知識與正確的醫學觀念，幫助民眾破除迷思，展現了科學教育向下扎根並向外延伸的社會價值。

■ 結語

「週期表─元素方塊」雙語教學模組成功地將傳統的化學元素記憶，轉化為一場結合科學探究、英語表達與數位科技的綜合實作。藉由引進PBL教學法與AI生成工具，學生不再只是單向接收知識的客體，而是成為了主動的知識建構者與科學傳播者。本教案不僅落實了新課綱強調的系統思考與解決問題素養，也為高中的雙語科學教育提供了一個具備高度操作性、且能引發學生共鳴的實踐範例。

■ 附錄

附錄一：元素方塊投影片設計模板（提供學生製作PPT規範內容）

附錄二：學生作品網址整理（部分截錄）

(標準模組) 矽 (Si) – https://www.youtube.com/watch?v=1g8yHqSBGiI

(鋁是不爽) 鋁 (Al)- https://www.youtube.com/watch?v=g8h-wre65LM

(自行配音) 磷 (P) – https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=GDxao_J7u2Q&t=46s
(創意插畫) 鐳 (Ra) – https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=ToCC5t70b1g

雙語融入科學之探究式教學：

高中雙語教學在化學科的實踐示例：查理定律—尋找絕對零度

游珮均

桃園市立內壢高中

pcteachem@gmail.com

摘要：本文為作者將2023年研發的教案轉化為雙語教案的實踐過程。教案採用「沃土模式（FERTILE Model）」，秉持「學科為主、語言為輔」原則、降低學生的語言焦慮。教學設計核心結合多項策略：利用建模法與PhET模擬器，引導學生從微觀視角探索氣體運動並尋找「絕對零度」；透過數位融入教學克服實物操作限制，並藉由AI輔助數據處理，使學生能專注於學科知識。課程實施分組合作學習與數位平台即時反饋，促進同儕互助。在雙語實踐上，除了課室互動，設定明確的學科與語言雙目標，藉由多模態方式引導學生在自然情境中應用英文。作者以此作為一種雙語教學的方式分享給有興趣雙語教學的老師們，在課堂中善用工具並掌握使用雙語的時機，讓學習不斷的發生！

前言

作者在2023年於新北市課程發展中心與化學科種子教師們一同進行查理定律的課程教案研發，課程成果亦刊登於《臺灣化學教育》第六十一期（2025年9月）文章「查理定律創新教學實踐：從實驗操作到概念理解的探究之路」（沈秀君等，2025）。然時值國家雙語政策的推行，作者遂在2024年將此教案轉化成雙語教案，採用沃土模式（FERTILE Model），透過營造自然接觸英語環境，降低學生使用語言的焦慮，期待以「學科知識為本、語言為輔」的原則進行教學（林子斌，2024）。

教學設計理念係以建模法使學生瞭解氣體運動的微觀情形，使用PhET模擬器來探索查理定律，引導學生尋找「絕對零度（Absolute Zero）」。教學策略以分組合作學習，利用同儕互助分享來提高學習的成效；藉由AI輔助學習降低數據處理的困難，使學生聚焦在學科知識的習得；採用數位融入教學，以模擬器進行氣體實驗破除實物操作的限制，在課程有限時間內建立氣體與變因間的模型；輔以課堂平台的即時反饋，達成組間互學的成效。在雙語教學方面，除了課室英文互動外，課程同時設立了學科學習目標及雙語學習目標，以多模態的方式進行及表達，使學生可以在自然的環境中融入英文的使用（見圖1）。

圖1：教學活動說明

• 課程設計理念與雙語課程之轉化

一、課程設計理念

科學家在建立科學模型時，有一定的思考過程，稱之為建模歷程（Modeling process）（邱美虹，2016）。歷程可分為四個階段：模型發展階段、模型精緻階段、模型遷移階段、模型重建階段。本教案因教學時數與學習內容所限，以「查理定律」概念設計進行模型發展與精緻兩階段。

在模型發展階段，課程一開始提問氣球在冰水浴及熱水浴巨觀的現象變化，引導學生氣體的四個因素對現象影響的觀係，學生小組討論反饋微觀粒子的移動、呈現及解釋溫度對氣體體積的影響。

在模型精緻階段，教師引導學生利用數位工具PhET模擬器進行實驗，學生討論設計實驗變因，包含氣體的粒子數、分子量、起始的溫度、起始的體積等，自行決定控制變因、操縱變因，收集實驗數據，驗證氣體溫度對氣體體積的關係為正比關係。在AI工具輔助整理數據與作圖下，找到直線關係式與絕對溫度的實驗值。最後，歸納各組數據與變因，找出絕度溫度的實驗值接近理論值的實驗條件，發現在氣體分子量小、溫度高的條件較為符合，進而解釋真實氣體與理想氣體的差異，課程設計理念見圖2。

圖2：課程設計理念

二、雙語課程的設計與沃土模式

在沃土模式是一種強調教師能操作、學生能理解為中心思想的概念，一個以學生學習發生為主的教學方式，因此，在課程進行前需先確認學生的語言準備度與學科的準備度。在語言準備度，可以參酌學生入學的英文成績、在校英文成績，尋求班級英文老師瞭解學生的英文程度，再決定給予英文教學的時機與策略。一開始先由課室英文進行，學科英文的問題則需依學生英文程度由低至高給予是非、選擇、問答三種層次的回答。

在進行雙語教學時，教師們常困惑於英文使用時機，作者建議可採用是非、選擇、問答這三個層次循序漸近。如果學生在是非題反饋佳，就往選擇題提問，若學生無法理解或回應困難，則退回是非題，課堂進行可依學生回饋反覆測試。最重要是讓學習不斷發生，不要製造語言的弱勢與困難。

課程設計需先設定學科目標與雙語目標，以多模態方式進行學習，輔以數位及AI工具。下列分項說明。

（一）設定學科目標

1.老師以簡易版查理定律實驗，引導學生能將已習得的科學知識，連結到自己觀察到的現象及實驗數據，接著分析數據，進而提出合理的解釋或實驗結論等。

2.老師藉由提問與討論，引導學生能從實驗過程或結果中，建立相關的理想氣體模型（查理定律），並能評估不同模型的特性和限制，進能應用在後續的科學理解或生活。

3.學生能從模擬實驗結果進行比較，思考模型的限制與條件，進而理解真實氣體與理想氣體的差異。

4.老師藉由小組口頭發表，引導同學在小組活動中，透過合作學習，發展與同儕溝通、共同參與、共同執行及共同發掘科學相關知識的能力，並分享科學發現的樂趣。

（二）設定雙語目標

1.學科專有名詞的設定：一堂課聚焦在約10個學科英文名詞學習。一開始可以提供字庫表，出現中文解釋，在之後的課程，則不出現中文解釋，讓這10單字反覆於課程出現，讓老師說學生聽，學生在說寫中自然的使用。另外，需確認名詞的正確性，可參照課綱頒佈的內容或是到國家教育研究院樂詞網反覆確認，網址https://terms.naer.edu.tw/。

2.英文句型學習的設定：本次課程設定學生能說明趨勢變化，句型為When sth. increases/decreases, sth. increases/decreases.

（三）多模態的課程進行方式

雙語課程建議以多模態的方式進行，此次圖像使用照片、圖片，實作使用PhET模擬器、AI作圖，教學時的手勢等，學生可從多元智慧的角度切入學習，有助於理解雙語課程的內容。

（四）數位工具融入教學、AI協助學習

在投影片中建立QRcode碼，便於學生立即連結跟上學習進度，見圖３。登錄課程後，使用Padlet平台收集學習成果，不需創建課程社群，課堂上可即時回饋。使用PhET模擬器可再短時間內進行實作，使學生進行微觀下實驗觀察。ChatGPT協助數據處理，降低數學運算的困難，聚焦在計算絕對零度的推導。

圖３：學生課堂使用數位工具學習與討論

• 雙語教學實踐流程示例

一、分組：請學生掃QRcode進入Padlet頁面，在組別下方登錄分組，3~4人一組。

二、學科單字的目標設立：提供word bank 降低學生對生字的焦慮（見圖4）。

圖4：課程單字庫

三、引起動機：以氣球在冷熱水浴中的現象，探討溫度對氣體的體積巨觀影響，提供句型選擇使學生完成雙語表達，呈現在Padlet平台上，教師在留言區給予愛心反饋，用以檢核學生學習成果（見圖5）。

 

圖5：雙語句型示例與學生成果

四、請學生討論：以圖片說明氣體在微觀中的運動情形。學生以氣體溫度、體積、粒子數的角度呈現變化前後的差異（見圖6）。

圖6：學生小組討論成果與老師即時反饋

五、請學生操作模擬器：學生使用ipad掃描QRcode連結網站使用模擬器（見圖7）。

圖7：課程內容與學生課堂使用數位工具學習

六、請學生進行「誰是絕對零度王?」的任務：使用AI作圖找出絕對零度（見圖8）。

圖8：誰是絕對零度王課程內容與學生使用AI輔助的學習成果

七、討論氣體的四個因素P、V、n、T對任務的影響：比較理想氣體與直實氣體的差異。

• 學習評量與學生回饋

學習評量採用Padlet平台，收集學生學習成果，以按讚做當下作業檢核，再依各個學習內容給予雙語與學科學習成果的是否達到學習目標給予對應的分數。

在課程建模方面，以問題導向引導學生學習，學生可以由溫度對氣球體積的影響，瞭解巨觀的變化，思考微觀粒子的運動情形，並在誰是絕對零度王中，設定模擬器中的控制變因，如：氣體粒子的數量、實驗溫度、容器的大小等數值，歸納出接近絕對零度的條件，達到模型精緻化及學科的學習目標。

在數位融入教學方面，使用平板，以掃描QRcode的方式可以快速連接網頁及模擬器來回操作，課程逐一導入Padlet、PhET、ChatGPT三種數位工具，學生的反饋5分中平均得4.54分，學生可以順利的使用數位工具。在PhET進行模擬實驗及ChatGPT進行數據分析，分別學生的反饋5分中平均得4.26分及4.19分，顯示大多數的學生可以瞭解實驗的變化，及數據的處理及學科知識。

在雙語課程方面，學生的反饋5分中平均得4.11分，大部分的學生可以達成雙語學習設定的目標，並可以英語回應教師的要求，多數學生在反饋中認為雙語課程比想像中容易及輕鬆，說明對雙語課程的認同。

在合作學習方面，學生的反饋5分中平均得4.48分，大部分的學生可以快速分組，並對於課程不熟悉或不瞭解處在反饋中表達獲得同組同學的協助。

學生對於課程質性回饋見圖9，在數位工具的使用上多是正向，多數表示對雙語課程的認同，並認為雙語課程能提升學習的成效。

圖9：學生對課程的質性反饋

• 教學反思

作者認為雙語教學需重新解構課程，以學生為主體來設計教學活動，增加學生學習的發生及雙語的使用。此次教學活動特點如下：

1.以探究式教學的方式進行課程教學，可以讓學生思考學科知識，在建模過程當中，重新組識概念發生知識的遷移，以此課程活動設計可加深學生的學習。

2.以數位AI融入教學，可以作為工具，簡化學習中複雜的內容處理，更為聚焦在課程活動的學習中。

3.以雙語教學，輔助多模態的進行方式，引起學生學習興趣，降低學習門檻，若課程時間增加，可讓學生多發表。

以此作為一種雙語教學的方式分享給有興趣雙語教學的老師們，在課堂中善用工具並掌握使用雙語的時機，讓學習不斷的發生！

• 參考文獻

沈秀君、鍾曉蘭、鐘建坪、游珮均（2025）。查理定律創新教學實踐：從實驗操作到概念理解的探究之路。臺灣化學教育，61。https://chemed.chemistry.org.tw/archives/46599

林子斌（2024）。雙語教育—沃土模式在臺灣教學現場之實踐經驗。臺北市：元照出版有限公司。

雙語融入科學之探究式教學：

高中探究與實作創新實踐-雙語教學之微型實驗

陳佩琪

新北市立樹林高級中學

peggy89330537@gmail.com

摘要：本課程發展「雙語綠色化學」教學模組。針對傳統矩形濾紙層析實驗因耗費大量溶劑流動相而產生大量有機廢液與師生健康疑慮等問題(DeMott et al., 2024)。嘗試以極低耗材的方式，引進綠色化學原則，將「綠色化學微型實驗」融入高中雙語探究與實作課程。在四週的雙語教學中，學生以英語理解科學概念，並運用微型儲液槽的工程思維進行探究，成功將流動相用量大幅減縮至 1.5-2.5 mL，落實了綠色化學的「減量」與「預防」原則。此模式成功融合雙語探究、綠色化學，教師透過課堂觀察及學生作品的分析，發現此教學不僅深化學生環境意識更提升探究操作精細度。

• 課程設計動機

面對全球性的挑戰（如公共衛生與環境健康議題），年輕一代需要具備科學實作技能、永續發展思維能力。在各個教育階段中，及早培養學生的科學素養是相當有益的。本教學開發「雙語綠色化學－微型實驗」教學模組，向高中師生引進綠色化學原則並提供彼此雙語溝通體驗。落實綠色化學減廢（Reduction）原則，藉由使用更安全的試劑、低成本材料與永續的實驗設計，將環境健康危害及成本降至最低。利用 AI 輔助課程規劃與多模態資源開發。學生彼此討論實驗結果或科學文獻及共同完成指派作業。此模組設計可直接融入現有的高中化學課程中。

• 課程架構與雙語實施

為了將八節課的課程架構完美轉化為雙語教學（Bilingual Education）模式，需要在流程中明確標註雙語使用策略（如學科與語言整合學習 CLIL）、英語課堂用語（Classroom Language）、以及搭鷹架（Scaffolding）工具。

一、第一週

1.前測分組與原理引入

（1）認識濾紙層析原理（Paper chromatography），並建立「綠色化學」低毒性、低廢棄物的初步概念。

2.教師雙語活動（Bilingual Teaching）：

（1）說明與引導：說明小組工作（如：Leader, Recorder, Presenter, Time keeper），指導學生填寫前測學習單（圖1）。

圖1：學生前測學習單

（2）雙語學科輸入：運用簡報（雙語對照）介紹傳統濾紙層析與改良式「放射狀濾紙層析」 （Radial paper chromatography）的差異，點出綠色化學核心字彙：Reduce（減量）與Prevention（預防）（圖2）。

圖2：比較放射狀濾紙及傳統濾紙層析

3.學生雙語活動（Bilingual Learning）：

（1）小組社交溝通：使用「學生優勢表」（雙語版）確認個人職責與承擔責任。

（2）探究思考：觀察日常食品色素，利用教師提供的字彙銀行（Vocabulary Bank）（如：mobile phase 流動相 stationary phase 固定相）對實驗變因進行初步設計。

二、第二週—裝置設計與微型組裝

1.活動學習目標：學習如何透過設計限制（減量）來達到環境友善，並熟練微型實驗器材的製作技能。

2.教師雙活動（Bilingual Teaching）：

（1）情境營造：給予雙語任務挑戰（Mission Challenge）：「如何用至多（2.5 mL）的溶劑完成分離？」

（2）引導討論：提供句型（Sentence Frames）（如：“To reduce the waste, we can design…”），鼓勵學生在小組討論中嘗試夾雜英語專有名詞進行溝通。

3.學生雙語活動（Bilingual Learning）：

（1）動手實作（Hands-on）： 依英文步驟指引（Protocols），剪裁放射狀紙臂且組裝流動相儲槽（圖3、圖4）。

           

         圖3：實作流動相儲槽                圖4：實作放射狀紙臂實驗模型

（2）問題紀錄：用雙語（或英文關鍵字）紀錄組裝時遇到的困難，並在課堂筆記寫下：“We have trouble with…”，準備之後發表與同學交流。

三、第三週—樣本操作與變因探究

1. 活動學習目標：掌握標準色素與混合樣本的精確點樣技巧，練習科學資料蒐集與實證推論 並學習計算 Rf 值，探究比較不同溶劑對分離效果的影響。

2.教師雙活動（Bilingual Teaching）：

（1）教師示範說明：英語示範精確點樣（Spotting technique），並用中文強調注意事項以確保實驗安全與準確（圖5）。

（2）數學與科學整合：教導 Rf值（Retention factor）的計算公式，並用雙語圖表連結生活中的層析應用。

 

圖5：計算 Rf 值

3.學生雙語活動（Bilingual Learning）

（1）數據紀錄：製備樣品並操作層析裝置，將實驗觀測到的顏色、展開距離等數據填入雙語學習單（Bilingual Worksheet）（圖6）。

圖6：雙語學習單	圖7：學生實驗數據結果

（2）實證推論：計算並比較各色素的 Rf 值，探究不同溶劑對分離的效果（圖7）。學生嘗試用英文簡單摘要小結論（如：“Component A has a higher Rf value because…”）。

四、第四週—成果數位製圖

1.活動學習目標：小組合作將探究成果數位化，初步完成綠色化學專題英文海報。強化英語國際溝通能力，促進永續發展觀點。

2.教師雙活動（Bilingual Teaching）：

（1） Canva 指導（20分鐘）：提供現成的Canva英文科學海報模板（Scientific Poster Template），指導學生使用Chromebook進行圖表與文字分工。

（2）跨校連線主持：在學生發表時，教師在黑板或即時看板上提供語言提示（Language  Prompts），作學生的後盾。

3.學生雙語活動（Bilingual Learning）：

（1）數位整合：組員分工合作，將前幾節課紀錄的英文數據、圖表填入Canva模板，產出英文海報初稿。

• 科學交流：用英文介紹自己的改良裝置與 Rf值結果。用英文探討在實驗室廢棄物管理與永續校園的看法。
• 學習成效後測（Post-test & Reflection）

1. 學生活動： 課後完成雙語後測學習單與反思日誌（Journal entry）（圖8）。
2. 教師活動： 檢視學生在學科知識（綠色化學）與核心素養（尤其是 Communication 溝通與Global Citizenship全球公民的成長幅度。

 圖8：學生後測學習單

• 教師教學反思

雙語與綠色化學的跨域教學模組實踐，對本文作者而言是一次科學素養與語言教學相互融合的挑戰。課程核心在於引進改良式「放射狀濾紙層析」設計，這不僅是技術上的更迭，更是永續思維的具體落實。在雙語教學的實施上，筆者體會到「鷹架工具」是消除語言焦慮的關鍵。透過提供字彙銀行（如 mobile phase、stationary phase）與句型提示（Sentence Frames），學生能從起初的單詞溝通，逐步進階到能用英文摘要 Rf 值的實驗結論。特別是在第四週使用Canva製作英文海報時，數位工具的介入讓學生能更有自信地進行溝通，將探究數據轉化為具備「全球公民」視野的成果發表。然而，教學過程中也發現，部分學生在處理複雜的變因探究時，仍需頻繁切換母語以確保理解安全規範。未來的教學方向，將更精進「中文確保安全、英文引導探究」的配比，並嘗試將此微型實驗模式推廣至更多化學單元，讓學生在動手做的過程中，真正內化永續發展與科學溝通的關鍵能力。

• 結語

綜合本次課程實踐成果，不僅完成了實驗技術上的改良，更展現出高中化學課程跨域整合的具體可能。透過改良式放射狀濾紙層析設計，學生能清楚看見流動相用量大幅減少所帶來的環境效益，進而理解綠色化學並非抽象概念，而是能落實於課堂中的科學行動。同時，課程結合雙語教學、工程思維、數位工具，使學生在探究實作中同步發展科學理解、英文表達、資料整理與問題解決能力。從組裝微型儲液槽、觀察層析結果，到使用英文製作科學海報，學生逐步將實驗數據轉化為具備全球視野的學習成果。整體而言，本模組具有低成本、低風險、可複製與易融入現行課程的優勢，為高中雙語探究與實作提供了一個兼具永續理念與教學創新的實踐模式。未來若能持續推廣至更多化學單元，將有助於培養學生面對環境議題所需的科學素養與全球公民意識。

• 參考文獻

DeMott, J., Hilvano, Z., Cann, H., Baldwin-Zurek, I., Kershisnik, W., & Hartwell, S. K. (2024). Novel design of low volume mobile phase paper chromatography. Green Analytical Chemistry, 10, 100121.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). (n.d.). Basics of green chemistry. https://www.epa.gov/greenchemistry/basics-green-chemistry

雙語融入科學之探究式教學：

探究教學中適切融入雙語之實踐：以高中化學醛酮單元為例

洪炘燕^1*、張明娟²、吳德鵬²

桃園市立中壢商業高級中等學校¹
桃園市立武陵高級中等學校²

¹ sapia@clvsc.tyc.edu.tw

摘要：本教學設計針對高中三年級學生，結合「歸納法」與「POEC」（預測、觀察、解釋、比較）探究策略，並融入雙語教學模式，旨在引導學生掌握醛類與酮類的命名規律及化學性質差異。教學分為兩階段：第一階段藉由介紹IUPAC命名法，融入雙語教學，並用 ChemSpider 搜尋 3D 分子模型並透過歸納法認識官能基；第二階段則藉由過錳酸鉀反應與銀鏡反應實驗，透過POEC教學策略讓學生主動推論出醛基的還原性。實施結果顯示，學生對於探究導向的學習普遍持正面評價，認為能促進主動思考與加深記憶，但在雙語詞彙掌握上仍有精進空間。

前言

在有機化學課程中，醛（Aldehydes）與酮（Ketones）的命名與化性是學生理解羰基化合物的重要基礎。傳統教學多採取直接講授，學生往往難以區分兩者結構上與化性的細微差異。本課程設計針對已修習過烴類及氧化還原概念的高三學生，透過有機化學專有名詞（如 IUPAC name, prefix, suffix等）的引入、強化學生的科學過程技能，如觀察、歸納與比較（Observation, Induction, Comparison）等，進一步透過實驗探究來建立完整的概念模型。

• 醛與酮的結構認識與命名

第一階段採用歸納法（Induction），帶領學生從已知的烷、烯、炔類命名規則延伸至醛酮類。學習單中附有高中常見有機物命名字首字尾，如圖1。

圖1  高中常見有機物命名字首字尾

一、分子模型、ChemSpider 3D模型與結構歸納

（一）分子模型與 IUPAC 命名

學生藉由觀察甲醛、乙醛、丙酮等化合物的分子模型(圖2)，找出IUPAC命名所對應的中文名稱及結構式，再使用 ChemSpider 電腦模擬軟體搜尋有機物的3D模型(Royal Society of Chemistry, 2026)，完成表1。利用學習單中參考資料，找出丙醛、丁酮、2-戊酮的IUPAC命名、並使用 ChemSpider 電腦模擬軟體搜尋3D模型、再寫出結構式，完成表2。其中3D模型圖片以google 共編ppt繳交，如圖3。

圖2  甲醛、乙醛、丙酮分子模型

表1 甲醛、乙醛、丙酮

IUPAC names	Chinese names	Structural formula	3D models
Methanal
Ethanal
Propanone

表2 丙醛、丁酮、2-戊酮

Chinese names	IUPAC names	Structural formula	3D models
丙醛
丁酮
2-戊酮

圖3  ChemSpider 電腦模擬軟體3D模型照片繳交
(要求照片需能呈現每一個原子)

（二）歸納官能基與示性式

完成上述表格後，學生可知3種醛類及3種酮類的3D模型以及結構式，藉由分別觀察醛類以及酮類結構上相似處(原子排列以及鍵結情形)，歸納得到醛類與酮類的官能基及式性式，最後再比較醛類與酮類結構上相異處，進而獲得分辨兩者之能力，醛類與酮類構造歸納流程如圖4，學習單如圖5所示。

圖4  醛類與酮類構造歸納流程

 

圖5 醛類與酮類結構歸納學習單提問

二、學生成果

三組學生的部分學習單如圖6，經由比較發現：同一個問題下，學生回答表現具有顯著差異，可能是學生參與度不同或邏輯思考與論述能力不同導致。部分同學可以針對學習單所提示的arrangement及bonding，產出敘述性的文字；部分同學僅能表達出知識點而無法將這些點串聯成具備因果關係的段落；部分同學則無視題目提示，導致回答顯得片面且缺乏系統性。

圖6 學生學習單：醛酮結構

三、結構辨識挑戰

課程最後藉由提供4種化合物，如圖7，讓學生指出結構中所含之羰基及醛基，進一步確認學生已可辨識並分辨兩者之異同。

圖7 醛類與酮類官能基辨識學習單範例

四、雙語教學

考量教學執行學校學生普遍英語能力，雙語融入部分主要分兩大部分。第一部份藉由介紹IUPAC命名法之前綴、主鏈、後綴，讓學生對於有機物英文命名有基本認識，並可藉此類推其餘簡單化合物名稱。第二部分則藉由簡單英語句型、關鍵字以粗體+底線方式標註，降低學生對於全英學習單的焦慮感。課堂中為加快課程進度，開放學生以中文回答學習單。

• 醛類與酮類化學性質探究——POEC教學策略與知識轉移

為探討醛與酮在氧化反應上的差異，教學中引入POEC教學策略。因安全性考量，實驗中以葡萄糖（具醛基）代替純醛類進行驗證。課程流程圖如圖8。

圖8 醛類與酮類化學性質差異課程流程圖

一、醛類和酮類分別與酸性過錳酸鉀反應

    在沒有任何提示的情況下，讓學生預測醛類與酮類分別與酸性過錳酸鉀溶液會發生什麼反應，而後讓學生操作實驗親身體驗兩者結果差異，並藉由過錳酸鉀顏色變化引導學生討論醛類與酮類在還原性上的差異。學習單如9所示。

圖9 醛類和酮類與過錳酸鉀溶液反應學習單

二、銀鏡反應

銀鏡反應是著名的有機反應，但許多學生都是知其然而不知其所以然，本課程希望藉由介紹多侖試劑及其反應原理，再加上前述過錳酸鉀實驗經驗，讓學生再次以POEC教學策略進行知識遷移，認知到銀鏡反應的發生與過錳酸根變色原理相同(皆為發生還原反應)，故可推論出葡萄糖可產生銀鏡反應，而丙酮無法。進而理解為何銀鏡反應可以用來辨識醛類與酮類，學習單詳見圖10。

圖10 醛類和酮類與多侖試劑反應學習單

三、學生成果

POEC教學策略中，學生答案正確與否並不重要，重點是學生寫出的理由能否在邏輯論述上與自己預測一致。與第一堂課的醛酮結構學習單相似，學生也顯示出因邏輯思考與論述能力不同導致填寫內容品質不一。部分學生依據課堂主題與投影片內容，推測出結果應與官能基種類有關，也聯想到前面章節提及π鍵可使過錳酸根溶液褪色，雖然仍存在迷思概念，但整體顯示出具有邏輯思考能力；部分學生理由雖與預測方向一致，內容卻與預測之間的關聯性低(學生學習單示例如圖11)。

圖11 醛酮化學性質 學生學習單

• 結語

傳統學習有機化學物質構造，學生須利用結構式了解原子鍵結關係，輔以混成軌域及VSEPR才能想像分子3D構造，但藉由使用ChemSpider電腦模擬軟體，學生能輕易自行獲得目標化合物的3D模型圖片並進行觀察歸納，進而認識官能基及示性式；在認識有機物化學性質部分，此次以POEC教學策略取代傳統講述法，學生認為在過程中花了更多時間在思考及知識串聯上，此激發主動思考並驗證思路的過程，比直接背誦記憶效果更好。兩堂課程方式均獲得學生高度肯定。

而在雙語部分，學生肯定雙語的重要性，也認為對之後大學課程有所幫助，但也有直言增加雙語融入或提高雙語比重，均對學習化學知識造成困擾或增加壓力，因此，實施雙語融入課程，建議平時少量加於課程之中，讓學生逐漸習慣。

不論哪份學習單，學生都有回答方式過於簡略的問題，如何提升學生參與度？這需要更多先進的共同努力。本次僅針對加強學生邏輯論證述能力討論。可在學習單中提供鷹架：一方面拆解問題，將大問題轉化為數個具邏輯關聯的小問題，引導學生思考；另一方面提供克漏字式句型或因果連接詞(因為…導致…所以…)，輔助學生將知識點串聯起來，建立論述能力。

• 參考文獻

Royal Society of Chemistry. (2026). ChemSpider: Search and share chemistry. https://www.chemspider.com/

雙語融入科學之探究式教學：

探究式雙語教學在光合作用科學史的課程設計—以光反應初期研究為例

李貞苡

新北市立新莊高級中學

f0658129@gmail.com

摘要：本文以光合作用光反應前期研究的科學史理解為授課目標，以「沃土模式」為框架，將英語作為學習輔助工具，提供一套結合科學史探究與雙語學習的教學方案。應用 5E 學習環與 CER（主張、證據、推理）論證模式，引導學生在探索科學史的過程中深層理解學科本質。學科內容從葉綠體構造與能量循環出發，引領學生分析英格曼（Engelmann）的作用光譜實驗、范尼爾（Van Niel）對氧氣來源的假說，以及後續放射性同位素的驗證過程，期待在語言的轉換下，能同時引起學生對科學家研究歷程的興趣，進而延伸至學科知識與科學研究的連結。

• 前言

在2018年底，臺灣政府公布「2030雙語國家政策發展藍圖」，教育部積極策劃雙語教學的政策架構和各項實施計畫。很多參與雙語教學的教師反應「缺少雙語教學的課綱和能力指標」，無法確定教學重點和教學策略。雙語教學必須在自然課、體育課、音樂課、視覺藝術課或綜合活動課中實施，這些課程都有既定的課綱和教學內容，不能因為英語的融入，就簡化或轉換成延伸的英語課程（陳錦芬，2023）。教育部2018年所發布之「十二年國民基本教育課程綱要-國民中小學暨普通型高級中等學校自然科學領域」（以下簡稱108課綱）十二年國民基本教育自然科學領域課程綱要學習目標中提到，自然科學課程應引導學生經由探究、閱讀及實作等多元方式，習得科學探究能力、養成科學態度，以獲得對科學知識內容的理解與應用能力。108課綱對於學生探究學習能力的重視，也與 PISA的評量內容「科學素養」具有相同的核心概念。PISA在2025年開始對母語非英語的國家加考英文，因為全世界正在面對許多必須要共同解決、共同面對的問題，因此能適當用外語（如英語）溝通、理解不同文化已經愈來愈重要。因此筆者希望藉由高中生物課程中光合作用的單元，以探究式教學法配合符合高中生程度的英語溝通能力，進行學科知識的探究學習，藉由課程引導讓學生可以有效的使用雙語進行植物光合作用科學史的探究學習。

• 光合作用的科學史探究教學

一、光合作用研究的科學史

光合作用的科學史不僅是植物生理學的基礎研究，也展示技術推動理論發展的科學研究範例。早期如1779年英格豪斯（Jan Ingenhousz）證實光照與綠色部位的必要性及1883年英格曼利用水綿確定了光反應的作用光譜，奠定了光能在光合作用需求基礎。20世紀，布萊克曼（Frederick Frost Blackman）於1905年首度將光合作用區分為「光反應」與「固碳反應」，開啟光合作用微觀機制的探究。1931年范尼爾（Cornelius van Niel）由綠硫菌的光合作用過程中，推測植物產生的氧氣來自水的光解，而魯賓（Samuel Ruben）與卡門（Martin Kamen）於1941年運用同位素 ¹⁸O標記技術，證實了氧氣源自水的氧原子。在此基礎上，卡爾文（Melvin Calvin）團隊於1950年代結合 ¹⁴C同位素標定與色層分析，完整追蹤了固碳反應中的碳足跡，卡爾文循環驗證植物合成醣類的過程。這些研究歷程展現了科學家們如何透過實驗設計與結合測量工具，逐步發現光合作用的複雜過程，適合融入探究式教學的學習，加上本單元的英文專有名詞相對生物科其他單元較簡單易懂，因此筆者嘗試以選修生物II光合作用光反應初期研究的科學史進行雙語探究式教學。

二、光反應初期研究的探究歷程

光反應相關知識的建立，是經由不同時代科學家持續提出問題、修正假說與累積證據而逐步形成。從普利斯特里（Joseph Priestley）發現植物具有更新空氣的現象，到英格豪斯證實光照是限制條件，再到英格曼利用作用光譜探討不同波長光線對光合作用的影響，以及范尼爾（Cornelius van Niel）與魯賓、卡門對氧氣來源所提出的假說與驗證，展現科學知識建構歷程與暫時性。本課程設計是依循科學史發展脈絡進行論證的探究活動，引導學生分析實驗設計，透過CER論證模式進行科學解釋。利用探究導向的教學流程，自然銜接科學本質（Nature of Science, NOS）、及科學史（History and Philosophy of Science, HPS）融入教學。

• 課程設計

一、以沃土模式的設計雙語教學

英語並非臺灣的母語，語言的使用在科學教育上視為輔助工具，老師在課程的教授與學生學習中仍有上課時數與升學考試的雙重壓力，參考林子斌教授2021年對於臺灣本土模式建構的雙語教學建議提及，雙語教學並不等同英語教學，無須綁定雙語在課室使用之比例，雙語學科教師須先對學生語言起點行為有所理解，方能規劃出學生可接受之雙語授課內容（林子斌，2020）。因此本課程設計是以回歸學科本質、重學生理解的思想主軸下參考沃土模式的雙語教學模式，首先分析學生英語程度後以國中畢業生程度2000單字能力為起點，加課室英文使用的比例，學科專業英文中超出範圍的單字會提供單字庫(word bank)中英並陳與使用學習單及數位簡報(圖1)，搭配多模態的學習情境進行教學。

圖1：學習單與簡報引導

二、以探究式教學模式進行科學史的學習

以光合作用的光反應研究為例，以往的課本多以事實呈現來描述，學生的學習僅著重研究結果的背誦，而忽略科學家如何發現問題與解決疑問的過程，因此在光合作用的學習多流於死記所謂的重點，並且在考試後即遺忘。以科學結果而非討論與推理的方式呈現科學知識建構歷程，教師將無法引導學生透過對話、討論來深層理解相關科學知識（洪逸文、湯宜佩，2016）。探究式教學是一種以學生的探究活動為中心，教師提供學生事例和問題，安排合適的學習情境，讓學生自己閱讀、觀察、實驗、思考、討論等來進行探究活動，並從中引導學生自覺地發現問題、認清問題的所在、提出可能的假設、擬定可行的解決方案，以驗證假設並獲致結論（王佳琪，2022）。因此本單元的教學設計應用5E學習環的探索與解釋，應用CER的論證模式討論與推理光反應前期研究的過程與意義。期待透過科學史的學習，能讓同學了解科學研究與理論形成的過程，學生在探究過程中必須運用科學知識去解釋所見的現象或驗證假設，能幫助學生建立完整的概念與脈絡，避免學到的知識只是考完即忘的片段資訊。

三、教案設計與教學流程

選修生物課程中光系統與光反應電子傳遞過程為學生之前未曾學習過的學科知識，因此筆者在選擇探究式課程的教授單元會先以科學史為學習目標。依教育部自然領域領綱的建議，光合作用的授課時數為3-4節，其中光合作用科學史與光反應約佔2-3節，固碳反應與光合作用總結約為1節課。

附錄教案以1節課時間設計光合作用科學史的探討，主要以論證模式分析每一個研究過程的研究設計、推論與結論，但有關光反應中的光系統與電子傳遞過程並未列入此篇教案中。因應授課班級可能尚未具CER論證的基礎概念，因此會針對各班學生得先備知識與英語使用能力將本教案授課時間延長至1.5節。教案詳細內容參見附錄一，評分規準參見附錄二。

有關本教案中雙語在探究式教學流程的使用，會搭配5E學習中參與、探索、解釋、精緻化與評量（Engage, Explore, Explain, Elaborate, and Evaluate）的教學模式（Bybee et al.,2006），將一節課分為三個階段，分別為英語與先備知識準備階段、知識內容連結的發展階段與學習心得與反饋總結階段。有關英語的準備階段會從課室英文中的問候語與打開課本、發學習單等基本指令開始進行暖身，同時在每一次下達指令後問同學是否了解任務，並抽一位同學用中文或英文再說一次，以確認同學都了解老師的指令，也讓同學大腦開啟雙語學習的模式，此時的英語融入也開啟了5E學習模式中的參與（Engage）過程。進入第二個階段學科知識學習中，老師會搭配PPT或黑板，用簡單英文將前一堂課的學習重點條列式的複習一次後進入新的課程內容。學科英文的使用比例並非此階段強調的重點，老師會利用簡單的提問句或是現象描述會以英語敘述，並於學習完每一段知識概念後詢問同學是否了解。以圖1為例，老師直接使用PPT提供CER的定義，與科學性描述的句型，建立英語論證的鷹架，依照科學史脈絡，分別探討研究過程，引導學生提出科學家的假設、實驗設計中變因的分辨及科學家使用的科學原理，並與鄰座同學一起討論後完成學習單，並鼓勵同學參考老師提供的英文句型，英語回答或分享，此階段讓同學進行探索（Explore）與解釋（Explain）。在課程學習後，老師會挑選1-3題美國SAT2的相關試題練習，讓學生也能從英文提問中分析結果找到答案，使英語使用的學習效果能更精緻化（Elaborate），完成試題的評量後同學可參考附錄二中的紙本評量規準進行自我評價，作為雙語學習的總結階段。在探究式教學的流程中，老師會善用5E學習的教學模式，經由簡潔的英語提問、中英文並行的定義問題或呈現矛盾的結果等方式，引出探討主題的方向，並以CER的論證架構讓同學嘗試以英語解釋，並鼓勵學生思考是否能將其所形成的解釋，應用於新的情境或問題中。老師也會在每個論證的活動中，進行形成性評量，以了解學生對科學本質的理解。

• 結語

因文化習慣，非英語課程的教師與學生用英語交流，是一個很大心理障礙。常會聽到教師的反應認為，用中文上課學生都不一定理解，加入另一種語言更是造成學生的學習與認知負荷。但若從世界潮流趨勢而言，英語的溝通與表達是所有科學研究或科學工作者必須使用的，若能在基礎的科學學習中適當加入雙語的運用，可以讓學生習慣語言的轉換，對於未來面對國際化的職場工作可以從容應對。教師在教學中，英語的使用量與語言轉換的時機需要依據當下學生英語程度進行調整，教師與學生都希望能在一個「聽得懂」的溝通下教與學，因此雙語融入探究式的學習重點並不在英文使用量，而是能用最清楚順暢的敘述下討論、溝通與表達。沒有語言溝通壓力的雙語使用，才能讓師生願意進行雙語教學，這也是筆者傾向使用沃土模式的雙語教學與學習之主要原因。

• 參考文獻

王佳琪（2022）。探究式教學融入教育心理學課程之行動研究。師資培育與教師專業發展期刊，15(2)，1-34。

林子斌（2020）。臺灣雙語教育的未來：本土模式之建構。臺灣教育評論月刊，9(10)，8–13。

林子斌（2021）。建構臺灣 [沃土] 雙語模式：中等教育階段的現狀與未來發展。中等教育，72(1)，6-17.

洪逸文、湯宜佩 (2016)。高中特色課程的開發與實施：以論證課程為例。課程研究，1(1)，23-57.

教育部（2018）。十二年國民基本教育課程綱要—國民中小學暨普通型高級中等學校：自然科學領域。https:// www.naer.edu.tw/upload/1/16/doc/820/十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等校-自然科學領域.pdf

陳錦芬（2023）。臺灣雙語教學之教學方針與策略。教育實踐與研究，36(1)，163-188。

Bybee, R. W., Taylor, J. A., Gardner, A., Van Scotter, P., Powell, J. C., Westbrook, A., & Landes, N. (2006). The BSCS 5E instructional model: Origins and effectiveness. Colorado Springs, Co: BSCS, 5(88-98).

• 附錄一

光合作用──光反應初期研究科學史教案

學校名稱 School		新北市立新莊高中		課程名稱 Course	高二生物
單元名稱 Unit		光合作用 光反應初期研究		學科領域 Domain/ Subject	Biology
教材來源 Teaching Material		選修生物II 3-1		教案設計者 Designer	李貞苡
實施年級 Grade		高二		本單元共   1  節 The Total Number of Sessions in this Unit
教學設計理念 Rationale for Instructional Design		地球上絕大多數生物活動使用能量，其來源最終都能回溯至太陽。生態圈中的生產者能夠進行光合作用，將光能擷取轉換生物體活動所需能量，使能量進入生命世界，生物體利用呼吸作用再將無機物釋放，以利光合作用材料循環使用。此概念符合聯合國永續發展目標(SDGs)中第12條闡述之「確保永續的消費和生產模式」。 本單元利用光合作用科學史，讓學生理解光能在轉換成化學能的方法，延伸探究科學家之後如何將能量儲存在有機物內提供生命世界使用，學生可藉由了解光合作用進而延伸新能源發展的創新概念。
學科核心素養 對應內容 Contents Corresponding to the Domain/Subject Core Competences		總綱 General Guidelines	A2 系統思考與解決問題
		領綱 Domain/Subject Guidelines	自S-U-A2 能由自然科學的探索，培養以科學方法進行系統分析、推理與反思，使具備理解問題及邏輯推理能力，以有效處理及解決生活、生命問題。
		校本素養指標 School-based Competences	Not applicable
學科學習重點 Learning Focus		學習表現 Learning Performance	an-Ⅴc-1   了解科學探究過程採用多種方法、工具和技術，經由不同面向的證據支持特定的解釋，以增強科學論點的有效性。 an-Ⅴc-2   了解科學的認知方式講求經驗證據性、合乎邏輯性、存疑和反覆檢視。
		學習內容 Learning Contents	BDb-Ⅴa-10 光合作用包括光反應與固碳反應
學生準備度 Students’ Readiness		學科準備度 Readiness of Domain/Subject l  Ss know the concept of redox. l  Ss have learned green plants can convert light energy into sugars using water and carbon dioxide. l  Ss have already learned the CER argumentation model.
		英語準備度 Readiness of English l  Ss understand simple present tense and simple past tense . l  Ss understand simple phrases for greetings.
單元學習目標 Learning Objectives		l  學生藉由圖片展示能正確說出葉綠體的各部位構造與光合作用的關係。 l  學生能利用CER論證的模式探究英格豪斯的研究歷程。 l  學生能藉由科學家的研究了解光的波長對光合作用的影響，以及氧氣是如何產生的。 l  學生能說出光反應與固碳反應的作用位置、反應過程、反應物與產物之間的關係。
中／英文 使用時機 Timing for Using Chinese/ English		教師 Teacher			學生 Students
		l   Greeting students l   Handing out and explaining the worksheet l   Showing ppt to ask questions for comprehension l   Providing feedback l   Managing the classroom l   Class announcement			l   Greeting T l   Giving the response l   Reading materials on ppt l   Answering T’s questions l   Giving the response to pay attention l   Repeating announcement
教學方法 Teaching Methods		l   講述式 l   討論法
教學策略 Teaching Strategies		l   設計提問 l   運用多媒體影音 l   有效組織教材內容
教學資源及輔助器材 Teaching Resources and Aids		課本(泰宇版)、自編學習單(附件一)、評量卷(自編小考卷) 、電子白板
評量方法 Assessment Methods		Paper and pencil assessment 紙筆評量 Observational assessment 觀察評量
評量規準 Rubrics		參見附錄二
議題融入 Issues Integrated		聯合國永續發展目標(SDGs)中第12條「確保永續的消費和生產模式」。
教學流程 Teaching Procedures
第一節	準備階段 Preparation stage Warm up n   Greeting and handout the worksheet. n   Describe the task of this class. n   Review the shape of chloroplast and photosynthesis reaction formula: Teacher shows the picture of chloroplast, the students judge structures and record notes. n   Demonstrating the basic format of CER arguments helps students recall the argumentation model.   發展階段 Development stage 1.      普利斯特里認為植物有更新空氣的功能，如何用CER的論證模式來驗證其理論？ n   講述式： 教師先提供光合作用研究的的科學史簡表，讓學生有時間續的概念，接著以PPT引導學生，藉由普利斯特里的研究發現進行CER論證的熱身。 n   討論法： 老師列出的三個敘述，對應於CER的哪個部分，老師先請學生式著配對後，徵詢自願者或抽籤讓同學回答。並請學生說明他的配對觀點。 2.      英格豪斯證實植物產生氧氣需要光照與綠色部位，如何用CER的論證模式來探究英格豪斯的研究理論？ n   講述式： 教師以圖式簡單的說明英格豪斯的實驗流程與觀察結果。 n   討論法： l引導學生根據這英格曼的實驗結果回答學習單的問題，並與鄰近同學互相參考嘗試完成結果與討論的撰寫。 l教師與學生一起完成PPT上提問與撰寫。 3.      光反應需要哪一種光源？光合作用的氧氣從何而來？ n   講述式： 教師用ppt展示范尼爾對紫硫菌的研究並簡單描述魯賓和卡門利用同位素追蹤驗證范尼爾研究的內容。 n   討論法： l比較范尼爾實驗紫硫菌和綠色植物進行光合作用的異同點。 l請同學思考范尼爾用生物類比推論結果和魯賓二人用科技儀器檢測結果，在科學研究的過程中有甚麼意義，讓學生能夠體會科學研究的方法有多種模式，不會只有一種，可根據當下的資源或條件進行設計，仍可獲得答案。 l徵求志願者分享結果或指定同學分享結果。 l提醒同學填寫學習單。   總結階段 Summary stage 1.      Quiz and review answers 2.      Classroom announcement：預告下次課程要瞭解光反應中的光合色素有哪些？形成的光系統有幾種？請同學可以先回憶色層分析的實驗原理，並預習課本探討活動3的光合色素層析。   第一節結束 End of the first session					時間 Time
						10mins                         5mins                     10mins                       5mins           5mins                         5mins
參考資料 References		泰宇版選修生物II、翰林版選修生物II。 李紋霞 學習成果導向評量:  Rubrics的運用與設計  https://pdc.adm.ncu.edu.tw/tldc/activities/teacher

 

• 附錄二

紙筆評量評分規準

評量項目	優秀(10分)	良好(7分)	待改進(5分)	得分
學習單完成度	老師要求的內容填寫完整，並能在學習單上額外的重點整理與檢討	老師要求的內容確實填寫完整	將老師要求的內容填上，字體潦草且不完整
小考評量卷	成績85分以上	成績71~85分	成績未達70分
小考訂正	錯誤題目皆列出正確答案並寫出老師檢討的解析，其他重要概念亦整理列在試卷上	錯誤題目皆列出正確答案並寫出老師檢討時的解析	錯誤題目未完全訂正，或僅有正確答案，未列出解析
學習單與考卷繳交	準時或提前繳交	遲交24小時之內	遲交24-48小時內

 

• 觀察評量評分規準

評量項目	優秀(10分)	良好(7分)	可接受(5分)	待改進(1分)	得分
老師進入教室或鐘響畢	鐘響畢已就座，並拿出正確的課本	鐘響畢已就座，但尚未拿出課本	鐘響畢仍未就座	無正當理由遲到
手機使用	手機使用遵照老師指示		上課非法使用手機遭勸誡1次	上課非法使用手機遭勸誡1次以上
筆記撰寫	主動撰寫筆記，並適當使用不同顏色標記或畫重點	主動撰寫黑板筆記	老師提醒後開始撰寫筆記	老師提醒後仍未撰寫筆記
聽課態度	老師講授時會看著老師並給予回饋反應	老師講授時會看著老師，但無回饋反應	與同學聊天或做非上課情事被指正1次	與同學聊天或做非上課情事被指正超過1次
課堂提問	提出與課程相關之問題	無，但是會認真聽同學的提問	無且未認真聽同學提問	無或故意擾亂秩序的提問
老師提問	會主動回答，且回答正確	老師指定後回答，且答案正確	老師指定後回答，但答案不完整	未專心聽課