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《臺灣化學教育》第六十四期/目錄

Friday , 12, June 2026 Comments Off on 《臺灣化學教育》第六十四期/目錄

《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

Thursday , 11, June 2026 Comments Off on 第六十四期 主編的話 / 周金城

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 […]

雙語融入科學之探究式教學 / 鍾曉蘭

Wednesday , 10, June 2026 Comments Off on 雙語融入科學之探究式教學 / 鍾曉蘭

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: CLIL理論導向的雙語科學桌遊教學設計 / 鐘建坪

Tuesday , 9, June 2026 Comments Off on 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

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 & […]

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

Monday , 8, June 2026 Comments Off on 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

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、張明娟

Sunday , 7, June 2026 Comments Off on 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

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

Saturday , 6, June 2026 Comments Off on 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

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

Friday , 5, June 2026 Comments Off on 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

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、張明娟、吳德鵬

Thursday , 4, June 2026 Comments Off on 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

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

Wednesday , 3, June 2026 Comments Off on 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

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 […]