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） […]

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 […]

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 […]

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）。 […]

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 […]

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 […]

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 […]

AI賦能世代的跨域共學： 人工智慧與元宇宙融入國小自然課程設計與實踐 王政弘1,*、盧俐雯2 1 國立高雄大學工藝與創意設計學系 2 國立高雄大學數位內容設計研究中心 * wang101@nuk.edu.tw 摘要：教學現場隨科技演進而多元發展，從網路學習到電腦與平板應用及新興科技，呈現數位教學日益深化與沉浸化的趨勢。透過沉浸式科技，引導學生主動探究、合作學習與創造表達。本研究以「水溶液的酸鹼性」與「自然生態保育」為例，學生在虛擬環境中進行實驗、觀察與推論，並運用AI助教進行學習反饋，將抽象概念轉化為可感知的體驗。教師則透過學習數據追蹤學生歷程，調整教學策略，展現以學習者為中心的課堂樣貌。結果顯示，學生能有效提升其學習參與與理解深度。人工智慧與元宇宙融合不僅拓展了自然課程的教學邊界，更讓科技成為連結知識、人文與永續教育的橋樑，本文期待能提供相關教師與研究人員交流參考，為未來科學教學開啟新視野。 國小自然課程教學的新視界 近年來人工智慧（Artificial Intelligence, AI）與虛擬實境（Virtual Reality, VR）技術的快速發展，正深刻改變自然與科學教育的面貌。面對人工智慧時代的學習挑戰，學生不僅需要理解知識，更需具備運用科技探究與表達的能力。教育元宇宙（Educational Metaverse）作為一種整合AI、VR與即時互動的學習環境，正悄悄改變學生學習自然領域課程的方式。 在實體自然與科學課程中，學生常難以理解微觀或抽象的現象，如酸鹼反應、聲音傳播、能量守恆等。這些內容若僅透過文字或靜態圖像講述，缺乏可視化工具與實驗條件受限，容易使學生難以真正理解「看不見的變化」。若能透過AI與元宇宙創建具體、沉浸的學習情境，則學生可在體驗中探索概念，從操作與互動過程中形成理解與認知（Pagano, 2013）。 在國小自然課程中，透過教育元宇宙平台進行VR教材模擬實驗與AI輔助參與（Engagement）、探究（Wondering）、組織（Organization）、驗證（Validation）與應用（Application）等學習行為模式的推動，讓原本有安全考量而僅能透過教師示範操作的實驗，或是原本需較長時間才可能觀察到的現象與型態變化或是需要大量想像力的科學歷程變得可觀、可操作、也可試錯與再現。 本文以國小自然課程為核心，探討本團隊近年推動教育元宇宙創新應用期間，透過整合AI與元宇宙平台功能，將新科技融入教學的設計理念與實踐，本文並分享數個國小端實際應用實施案例，分析其教學策略、學生反應與學習轉化歷程，並從理論與實務層面提出反思與啟示，期待能提供相關教師與研究人員交流參考。 教育元宇宙平台 為回應教學現場需求，本研究建構 EWOVA 學習行為模式作為平台設計核心，涵蓋參與、探究、組織、驗證與應用五大歷程，平台能相容各廠牌頭盔、桌上型電腦等載具，操作直覺化容易上手，並對應學生從情境導入到知識遷移的完整學習路徑。平台設計依據各階段學習行為建置對應模組功能，如「參與」整合課程管理、身分驗證與虛擬分身模組以營造情境；「探究」與「組織」階段結合教材跳轉技術、 AI 輔助與歷程紀錄工具強化問題探索與概念建構；「驗證」與「應用」則透過互動模組、表情管理模組，支持歷程反思與成果應用的發表。整體設計強調模組化、視覺化與彈性應用，並將模組功能置入相對應空間：STEAM教室、互動學習區及小組跨域討論區等，作為沉浸式學習與教學實踐的重要場域。互動學習區有如實體空間之講堂，具有一鍵上課、影音播放、3D模型召喚、即時辨識語音轉文字與翻譯等功能；小組跨域討論區共有4個分組沙發區，除了一鍵分組、組內影音播放、3D模型召喚、即時辨識語音轉文字與翻譯等功能外，該區域也是預設登入大廳，空間中另可執行教材跳轉、AI小助教對話等功能，並有教材單元測驗成績排行榜、訊息公告等資訊，提供師生瀏覽。   (A)STEAM教室 (B)互動學習區 (C)小組跨域討論區 圖1：EWova教育元宇宙平台各空間區域  課程設計：人工智慧與元宇宙的結合實踐 一、「水溶液的酸鹼性」課程 本文以嘉義市林森國小與臺南市河東國小教師共備設計實施之課程為例，兩校皆採用教育部教育大市集VR教材「酸鹼魔法屋」為課程融入教材及POE教學策略（預測Prediction-觀察Observation-解釋Explanation），其中林森國小並結合EWova教育元宇宙平台虛擬空間及內建AI輔助功能，構成八節沉浸式學習課程。課程主題聚焦於「水溶液的酸鹼性」，旨在透過具體的實驗操作與情境化任務，協助學生從日常現象出發，發現、觀察並推論自然科學原理，培養探究思維與概念整合能力（Solanes et al., 2023）。 （一） 參與（Engagement）：引發動機與建立情境 課程開始，學生選擇個人喜愛的虛擬分身角色後登入教育元宇宙平台之「互動學習區」，教師均播放均一平台教材影片讓學生認識何謂水溶液，並透過生活素材引導學生進入主題情境，並展開提問與互動，並接續引導學生進行「預測」所舉例之固態物質是否溶解。如圖2，AI於此階段輔助功能包含：即時辨識語音轉文字與翻譯、AI生成3D模型及提問引導，輔助教師教學內容與指令的清晰傳達、主題互動及促進學生的情境投入與問題覺察。 (A) AI即時辨識語音轉文字與翻譯   (B)AI生成3D模型 圖2：「參與」階段可運用於學習輔助的功能示意圖 （二）探究（Wondering）：觀察現象與提出假設 接著，課程規劃登入「酸鹼魔法屋」VR教材中進行虛擬實驗。如圖2所示，學生可從元宇宙環境中直接點選教材看板，即可跳轉到VR教材中進行實驗。學生以2至3人一組，輪流進行VR教材第一、二單元，完成每人二種溶質的測試，透過操作不同的溶液組合，教師引導學生思考並於學習單上記錄：「該溶質可不可以溶於水中？如果可以，該溶質溶解於水中的最大量是多少？」、「增加水量時，未溶解的物質會有什麼變化?」、「在水溫升高時，未溶解的物質會有什麼變化?」學生逐步形成假設並移動至教育元宇宙平台之「小組跨域討論區」，分組討論分享自己「觀察」到哪些溶質可以溶解、哪些溶質不可溶解，並「解釋」其原因。此階段AI工具可幫助學生整理觀察與討論紀錄；並依學生輸入內容即時給出反思性提示，幫助學生完成假設變因，促進延伸或深層思考。 (A)在元宇宙中直接跳轉進入教材 (B)學生進行虛擬實驗操作過程 圖3：「探究」階段於教育元宇宙平台中運用於學習輔助的功能示意圖 （三）組織（Organization）：整理資料與建構概念     在完成多次探究觀察後，教師應用VR教材第三、四單元內容，協助學生增強觀念與歸納重點，並於此階段於「小組跨域討論區」中各分組沙發區預先設定補充教學影片、新聞報導等教材，引導學生思考在日常生活中，運用到酸鹼溶液特性，解決生活上的髒污問題的案例，並依據先前的學習經驗與紀錄，建構成科學概念，同時亦完成分組討論與解釋。此階段中教育元宇宙平台透過AI技術蒐集與視覺化學習歷程紀錄，協助教師確認學生理解與迷思概念分布，調整教學內容與進度。   […]

AI賦能世代的跨域共學： AI融入化學教育之跨領域STEAM營隊設計與實施——以「我的3D故事書」為例 吳宜真、黃琴扉 國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所         611137010@mail.nknu.edu.tw 摘要：隨著人工智慧（Artificial Intelligence, AI）與虛擬實境（Virtual Reality, VR）技術的快速發展，教育現場正逐漸從單向知識傳遞轉向互動與創造並行的學習模式。本文以「我的3D故事書」營隊為例，探討AI與CoSpaces Edu（2025更名為Delightex）結合化學課程設計之跨領域STEAM教學實踐。營隊主要以國小高年級及國中學生為對象，結合AI文字生成，如ChatGPT、POE與3D虛擬創作平台（CoSpaces），讓學生以化學概念為核心，創作出兼具科學知識與敘事美感的互動式故事作品。課程融入聯合國永續發展目標（SDGs），特別聚焦於SDG 13（氣候行動）、SDG 14（保育海洋生態）及SDG 15（保護陸域生態）。學生作品如〈森林守護者〉、〈海洋的呼喚〉與〈趕流行的代價〉等，以化學角度詮釋環境變遷與人類行為間的關聯，展現其對化學反應、材料科學與環境議題的深刻理解。研究結果顯示，AI與3D動畫建模結合的教學設計能有效提升學生的化學素養、創意思考與永續意識，並促進其跨領域整合與科技運用能力。本文最後提出AI與VR融入化學教育的實施建議，期能作為未來STEAM教育推動的參考。 教學的挑戰與趨勢 二十一世紀教育的核心目標，在於培養具備深度領域知識與廣泛跨域協作能力的 T 型人才。然而，化學作為一門探究物質組成、結構、性質與變化的學科，其教學長期面臨兩大挑戰：抽象性與脈絡脫節。 首先，微觀的分子結構、原子軌域、化學鍵結以及反應動態機制，對國小高年級學生而言是更為抽象的概念。雖然國小階段尚未進入系統化的化學學習，但對於物質的變化、溶解、燃燒等化學現象的觀察與探究，是科學素養的基礎。傳統教學模式多依賴實體模型或靜態圖表，難以有效呈現化學變化的動態性與時間性。有研究指出，學生常需仰賴強大的空間感知能力（Spatial Perception），以想像二維表示法背後的真實三維結構（邱美虹、傅化文，1993）。尋求創新的教學策略以克服化學抽象性，成為化學教育研究的當務之急。其次，許多化學課程內容與學生的生活經驗及當代社會議題缺乏連結，導致學生難以理解化學知識在解決真實世界問題上的實用價值。 近年來，隨著 AI 技術的發展與 VR/AR 混合實境 (Mixed Reality, MR) 平台的普及，3D 虛擬宇宙（Virtual Universe）的建構工具如 CoSpaces Edu 提供了克服上述挑戰的潛在解決方案。CoSpaces Edu 平台允許使用者透過直覺式的拖曳介面，快速建構 3D 虛擬場景，並透過視覺化編程語言（CoBlocks），賦予場景中的物件互動邏輯。 本研究進一步整合 AI 文字生成工具（如：ChatGPT、POE等）於課程中。AI 作為學生的「虛擬腳本協作者」，協助國小學生快速產出豐富的敘事內容、角色對白，甚至提供不同情境下化學現象的描述語句，大幅降低了國小學生的敘事門檻，使他們能將更多心力投入在 3D 模型的化學概念呈現與編程設計上。 透過 3D 建模，學生被迫將抽象的化學現象與過程轉譯為具體的虛擬模型，強化了空間感知與視覺化能力。透過 CoBlocks 編程，學生必須為化學反應或環境變化設計邏輯與規律，此即將化學原理轉化為運算模型的過程。 此外，聯合國永續發展指標（SDGs）的許多議題，如氣候行動（SDG 13）、海洋生態（SDG 14）等，其核心問題皆與化學物質的循環、反應、污染與治理息息相關。本研究提出一套整合性課程，利用 CoSpaces 的 […]

AI賦能下的跨領域化學教育創新： 以國小永續議題PBL課程為例 謝相如 屏東縣潮和國民小學 Email: shiangrus@gmail.com 摘要：本文旨在探討國小如何透過AI賦能與數位融入，推動以綠色化學為核心的SDGs永續教育，並發展PBL跨領域課程。學校行政透過全校性活動為紐帶，將覺察、探究、行動三個環節串聯，其中特別強調學生對日常生活中物質結構及材料科學的理解。我們導入生成式AI工具作為教師的教學副駕駛（Co-Pilot），優化課程設計，使其能更精準地融入化學反應、高分子材料等概念。研究結果顯示，AI不僅能提升教師的TPACK能力，更重要的是，它打通了跨領域PBL (Project-Based Learning)課程中自然科學，特別是基礎化學素養扎根的最後一哩路，有效提升學生對於週期表元素、酸鹼中和及廢棄物化學分解等議題的探究深度。本文將深入分析課程協作歷程，並提供未來國小階段推動化學教育普及化與數位轉型的建議。  跨領域化學教育的新趨勢 近年來，永續發展目標（SDGs）已成為全球教育的重點，其跨領域的特性為傳統學科教學帶來新的挑戰與機遇。如何在國小階段有效進行跨領域教學，同時確保學科基礎知識的扎根，是教育者必須面對的課題。本研究特別聚焦於化學教育，探討如何利用人工智慧（AI）與數位工具，將抽象的化學原理融入生活化的永續議題中。 傳統的國小自然課程雖涵蓋部分物質變化與能量轉換的內容，但缺乏系統性的化學視角。例如，當討論到SDG 12「負責任的消費與生產」時，學生需要理解不同塑膠的單體結構（如聚乙烯PE、聚對苯二甲酸乙二酯PET的高分子化學）及其回收難易度；當探討SDG 7「可負擔的潔淨能源」時，則需觸及氫氧燃料電池的電化學反應或鋰離子電池的儲能原理。這些化學知識正是讓永續行動得以科學化、系統化的關鍵。 本校透過PBL (Project-Based Learning)專案學習模式，將AI作為課程協作與知識轉化的核心工具，目的在於：(1) 探討AI如何賦能教師設計出整合化學與永續議題的PBL課程；(2) 分析數位融入對學生化學素養及永續行動力的影響；(3) 總結將基礎化學概念融入國小跨領域課程的實踐路徑。 AI賦能下的化學教育創新、PBL與永續素養的整合 當前化學教育的創新正由人工智慧（AI）與全球永續發展目標（SDGs）雙重驅動。AI在教育中的應用優勢顯著，特別體現在化學知識的轉譯與模擬層面，AI驅動的虛擬平臺能夠提供即時、個別化的化學反應模擬與數據分析回饋（MacDowell et al., 2024），有效提升學生對抽象概念的理解，進而改善學習成就（Choi et al., 2025）。此外，生成式AI作為「教師副駕駛」（Teacher Copilot），能快速生成分子結構視覺化圖像、跨學科教案與差異化考題，大幅提高備課效率，使教師能將更多精力投入於高層次思維引導（Seufert & Sonderegger, 2024）。然而，技術準確性與教師自我效能感的不足，仍是將科技學科教學知識（Technological Pedagogical & Content Knowledge, TPACK）轉化為實際教學行為的主要挑戰（Ismaniati et al., 2025; Kotoka & Kriek, 2023）。為實現永續教育目標，PBL被確立為理想的教學框架，其以真實問題為導向的特質，鼓勵學生透過跨學科專題（如綠色化學設計）解決全球性議題（如SDGs Goal 12, 13）（Yusupova et al., 2025）。在此整合路徑中，AI與資訊素養扮演能力放大器的角色：AI工具協助學生進行實驗數據建模與模擬（如污染物濃度預測），而資訊素養則確保學生能批判性地評估化學安全資料與科學資訊的真偽（Achimugu et al., 2023）。總體而言，未來化學教育的發展，在於透過系統性培訓和AI輔助系統，強化教師的化學教學內容科技知識（TPACK-C），並將 PBL 與 […]