POE策略融入雙語自然教學設計：探究廚房常見粉末的性質 劉芷晴*、許儷齡 文藻外語大學師資培育中心 Email：chihching1215@gmail.com 摘要：本研究以〈探索廚房粉末的秘密〉為題，設計結合POE（預測、觀察、解釋）探究教學法與CLIL（內容與語言整合學習）理念的雙語自然教案，旨在引導學生透過多感官觀察與英語表達，建構對廚房常見粉末性質的理解。此課程以鹽、糖、麵粉、小蘇打與檸檬酸為素材，安排學生透過視覺、觸覺與嗅覺進行觀察與比較，並利用簡單的英語詞彙與句型進行描述與紀錄。教學流程涵蓋引起動機、探索操作、結果解釋與課程統整，並搭配跨語言策略與中英文詞彙鷹架，幫助學生在真實情境中降低語言焦慮，提升參與度。學習單設計兼顧觀察紀錄與語言輸出功能，教師透過觀察小組互動、口語分享與學習單檢核，形成性評量學生在科學探究與英語應用上的學習成效。課程實施結果顯示，學生能在輕鬆的學習氛圍中提升觀察力、分類能力與表達能力，並初步展現以雙語描述自然現象的自信，顯示POE策略與CLIL雙語教學結合的可行性與實際效益。 前言 根據《十二年國民基本教育課程綱要總綱》（教育部，2014），自然科學學習應強調學生透過探究與實作的歷程來建構知識，而不僅僅是知識的灌輸，此一理念呼應本教案設計中「以生活素材引發探究」的精神，強調學生要能透過觀察、比較與歸納，逐步形成對物質性質的理解，同時，課綱也特別指出「語文學習應跨領域整合」（Language across the curriculum），這正與本研究所融入的CLIL理念相互呼應，凸顯跨語言學習在科學探究中的價值。 本教案以〈探索廚房粉末的秘密〉為題，係以感官觀察與跨語言整合學習為核心，採用POE探究教學法（Predict–Observe–Explain）為教學架構，融合CLIL教學理念（Content and Language Integrated Learning），旨在培養學生基礎的科學探究能力與初步英語表達能力。設計以學生的生活經驗為出發點，透過具體可感知的廚房材料作為教學媒介，引導學生運用視覺、觸覺、嗅覺等多種感官，辨識並記錄不同粉末的性質與差異，進一步以簡單英語進行描述與分享，達成內容與語言同步學習（LAC：Language across the curriculum）之目標。 本課程共設計為三節課，逐步引導學生從感官辨識入門，進而探討物質溶解性與酸鹼反應等基礎自然科學概念。第一節課聚焦於觀察與比較，透過觀察與語言表達能力的結合，奠定學生日後科學實驗操作與邏輯推理的基礎。此外，課程設計亦重視學生興趣與多元參與，採用多模態學習策略（Multimodal Learning），鼓勵學生透過圖像、語言、動作、操作等方式參與教學活動，促進認知建構與語言內化。 除了強調生活素材的貼近性，本課程設計亦考量到小學生在自然科學學習上的認知發展階段。依據皮亞傑的認知理論，中年級學生對於抽象概念的理解仍有限，因此需要透過具體的操作與多感官的經驗來建構知識。本研究透過「觀察、比較與分類」的活動，讓學生能從實際觸摸、觀察、嗅聞等感官經驗中，逐步歸納粉末的性質，並結合簡單的英語詞彙進行描述。這樣的設計符合學生的認知發展需求，也能提升其對科學探究活動的參與度與專注力。 此外，課程設計中融入CLIL理念，將語言學習視為理解科學內容的橋樑。教師在課堂中不僅提供詞彙與句型的鷹架，更透過跨語言策略（translanguaging）協助學生在母語與英語之間轉換，降低因語言限制所造成的焦慮。這種跨語言的學習方式能夠讓學生先在母語中釐清科學概念，再以英語進行表述，進而達到「以語言學科化」與「以學科語言化」的雙重學習效果。此一設計展現了自然科學與語言教學相互支持的可能性，也為日後更多跨領域課程設計提供了借鏡。 教案實施過程與成果 一、教學情境準備與引導 在《十二年國民基本教育課程綱要－自然科學領域課程手冊》（教育部，2019）中明確指出，國小階段的自然課程設計應重視「從生活經驗出發，讓學生透過觀察、實驗與討論，逐步發展科學探究能力」。因此，為創造具體而具意義的教學情境，本教案特別選擇學生熟悉的生活空間「廚房」作為主題背景，透過實際素材引發學生學習動機。教學開始前，教師利用廚房照片與日常用品圖片進行導入，並以問題式引導提問（如：「你在家看過這些粉末嗎？」、「它們看起來或聞起來一樣嗎？」）激發學生觀察與探索的興趣，順利進入科學探究與語言學習的雙軌流程。 媒材方面，教師準備了糖、鹽、麵粉、小蘇打與檸檬酸等實際材料，分裝於透明容器中供學生觀察，搭配PPT簡報與圖片展示，讓學生能清楚辨識粉末外觀並建立視覺印象，也回應課程綱要中「探究實作」的核心精神。此外，學習單的設計也具備高度的操作性與引導性，含有中英文詞彙提示與圖片輔助，協助學生完成觀察紀錄與語言轉換。 在語言策略方面，教學採中英交替（Code-switching）模式進行：教師在說明科學概念時適時使用中文輔助理解，而在介紹詞彙與句型時則使用英語進行示範與引導，並鼓勵學生先以中文討論，再轉換成英文描述，使學生能在理解的基礎上逐步建構英語能力，有效降低語言焦慮，提升參與意願。 二、實驗操作流程 本節課的核心為讓學生透過多感官方式觀察五種常見廚房粉末，辨識其物理性質並進行紀錄。操作流程如下： (一)課前導入（Engage） 教師以生活場景圖片引導學生認識廚房粉末的多樣性，並帶出本課主題與學習任務。 (二)操作觀察（Explore） 學生實際接觸實驗材料，依序透過視覺、觸覺、嗅覺觀察各項粉末，並將結果記錄於學習單上。教師於現場提供詞彙提示與語句引導，確保學生能正確進行觀察與紀錄。 (三)小組分享與說明（Explain） 學生以小組為單位，使用英語目標句型說明觀察結果。教師適時給予語言支援與科學概念補充，例如引導學生比較四種白色粉末的差異，提升其邏輯思辨與語言應用能力。 (四)課程統整與預告下一步（Evaluate） 教師引導學生回顧今日所學觀察方式，並以問題式引導預告下一節課的主題：「這些粉末可以溶解在水中嗎？」進一步激發學生探究興趣與假設思考能力。 此操作流程符合學生發展階段的認知需求，讓學生能在真實的體驗中建立基礎的觀察能力、分類概念與語言表達技巧，為後續科學活動奠定良好基礎。 三、學生紀錄與歸納 在學生進行觀察紀錄時，學習單的設計發揮了重要作用。其不僅是紀錄工具，也是思考與語言表達的媒介。學生在填寫「It looks… / It feels… / It smells…」等句型時，需同時進行三個層次的學習：第一是感官覺察的經驗，第二是對科學性質的分類與歸納，第三則是將所觀察到的現象轉換為英語表述。這樣的多層次任務設計，讓學生在單一活動中能兼顧科學探究與語言輸出，進一步強化了雙語自然課程的教學目標。 另一方面，學生在小組討論與分享中，會將各自的觀察紀錄進行比對，並嘗試找出一致性或差異性。例如，有些組別會討論「flour 與 baking soda 在外觀上相似，但觸感卻有所不同」，這樣的過程能培養學生比較與歸納的能力，也鼓勵他們透過語言表達來表達或修正自己的觀點。教師在此過程中適時引導，能促進學生將零散的觀察轉化為有系統的概念，並在小組合作中學習如何以簡單英語進行協商與說明。藉此，讓學生能透過共同建構的方式，完成更完整的觀察紀錄，達成以科學素養為核心、語言學習為輔助的課程成效。 學習單設計結合POE與CLIL雙重架構，分為觀察紀錄表格與句型練習區塊，具備觀察資料整理與語言輸出功能。學生需根據感官觀察的結果，填寫粉末的顏色、觸感與氣味，同時嘗試以英語完成完整句型描述（如：Salt looks white. […]

新課綱粒子觀點教學的挑戰：​國小自然科物質粒子觀點建模課程設計與教學 王秋雯1, 2, 3 1桃園市永順國小 2桃園市國小自然領域輔導團 3國立台北教育大學  自然科學教育學系博士生 starwen@yes.tyc.edu.tw 108課綱的新考驗     物質粒子「模型」(Particle Model of Matter, PMM)是科學的核心概念(core idea)最核心的模型之一(Merritt & Krajcik,2013)，因此108課綱將此納為此次課程改革的新變革之一。對科學教育而言，建模是學生面對未來挑戰需要的能力，模型（Model）及建模（Modeling）是科學發展的重要元素（Gilbert & Justi, 2016；邱美虹，2008），物質粒子模型對學生是個挑戰，而對國小自然教師更是嚴峻的考驗，建模為本探究教學(Modeling based learning,MBI)進行物質粒子模型教學設計(邱美虹2024)，教師跳脫以往的教學思維，在符合學生生活經驗及思考邏輯中嘗試融入原有六年級「熱」與「天氣」單元教材脈絡，藉由繪圖及文字表徵方式蒐集學生之粒子模型，觀察學生逐步建立粒子觀點模型之建模歷程，從而幫助學生接近科學家的粒子模型。 課程模組設計理念 以下說明本課程模組之設計理念： 學習環教學符應學生思維邏輯 　　撰寫本文時六年級尚為九年一貫課綱之舊教材，其上學期自然科教學由天氣單元開始談到熱的單元，原有課程已提供了大量巨觀現象及實驗，這兩單元適合引導學生以能量與微觀物質粒子觀點思考進行探究與解釋。針對水的不同形態在自然界呈現的各種現象～雲、雨、霧、露、霜、雪引導學生以粒子觀點思考成因，並以投入、探討、解釋、精緻化及評量五個階段進行教學(顏弘志&段曉林，2006) ，順應學生思維邏輯，自然教師無須因此增加備課負荷。 建模為本探究逐步建立粒子模型 　　物質粒子模型對學生而言本就相當複雜，教材常以圖片示意，加上教師講述教學，學生對其一知半解，遑論了解模型限制及應用，建模為本教學讓教師能夠據此搭建教學鷹架，較其他探究更為適合協助學生建立物質粒子模型，為不同程度的學生撐起足夠學習空間。 體驗濃縮科學發展史 教學中常覺得學生接受物質粒子觀理所當然的，真實科學教室中往往發現學生在教學過程中常持有另有模型（Merritt & Krajcik, 2013），為提供學生學習鷹架，教師由學生原有的天真科學觀點開始～連續觀，亦即物質粒子觀點的初始模型~描述型粒子觀，學習目標貼合科學家對物質世界的觀點，進化為混合型粒子觀、科學基本型、類科學型，進而希望未來達到物質粒子觀點的最終模型~科學完整型粒子觀，逐漸建立模型中的各種學習概念，或許仍有其迷思，透過不斷練習，從建立假說開始，經歷實驗驗證到學說定義的歷程，感受科學家當初建立物質粒子模型的氛圍。 物質粒子觀點建模為本歷程設計探究活動架構 　　學習應從學生生活情境出發，藉由建模為本的課程鷹架協助建構學生物質粒子模型，讓學生逐步由初始模型（巨觀的連續觀）累積建立成完整的物質粒子模型，各種概念逐漸加入時，模型也逐漸清晰～「物質是由微小粒子組成」、「粒子不會變大變小」、「粒子間有真空距離」……等，發展出目標模型～微觀的粒子觀點，表1是根據此脈絡鋪陳教學內容及呈現學生在20節課過程中所展現之建模教學序列，並接續該段落之教學反思與建議。 表1 粒子概念建模課程設計內容階段 階段 節 活動內容 第一階段 建模歷程~定題及模型建立 現象觀察～颱風的成因 ～粒子觀點初始模型~描述型粒子觀   2節 【教學鋪陳~投入】九月開學颱風連連，在外面狂風暴雨卻沒有颱風假的課堂，學生哀鴻遍野，學生思考海葵颱風到底該不該放颱風假，由放颱風假的數據，談到颱風成因，再藉由低氣壓為何產生上升氣流引發學生思考。 驅動問題：從歷次颱風發生地想想看，為何颱風發生的地點都靠近赤道？溫度高？赤道，水多？海洋，為何水會從海面到天空，再從天空降下雨來？「熱」到底在看不見的地方發生了什麼事? 【課堂表現】藉由「科學筆記」收集學生關於粒子的初始模型(描述型粒子觀)，此時學生科學筆記的繪圖表徵關於水的粒子概念初始模型多是連續、線性的，沒有粒子特質，普遍認為物質被切成較小的單位時具有相同的特質。找出天氣與熱相關的證據，多數學生藉由教師驅動問題提問後，可以得到「雲」產生是因為「溫度（熱能）」及「水」，並順此思考脈絡設計出「自製雲霧實驗」。 圖1 學生粒子觀念初始模型~描述型粒子觀，常畫出連續線條 自製雲霧露霜雪實驗~ […]

《臺灣化學教育》第四十九期（2022年9月） 目  錄 n  主編的話 第四十九期主編的話／邱美虹〔HTML｜PDF〕 n  本期專題【專題編輯／陳藹然】 台日高中生交流會 ／陳藹然〔HTML｜PDF〕 台日高中生交流會： 推動高中化學教育臺日交流／陳竹亭〔HTML｜PDF〕 台日高中生交流會： 高中生專屬的化學交流盛宴／ 陳藹然〔HTML｜PDF〕 台日高中生交流會： 一場又一場場的盛宴／陳藹然〔HTML｜PDF〕 台日高中生交流會：難忘的科學之旅／李承典、張簡琦麗〔HTML｜PDF〕 台日高中生交流會：疫情下台日高中生的化學交流／許文綺〔HTML｜PDF〕 n  課程教材／化學實驗室【專欄編輯／楊水平】 銀奈米粒子的微量合成和鑑定／楊水平〔HTML｜PDF〕 n  課程教材／化學課程與教材【專欄編輯／邱美虹】 高中化學教學經驗分享 ／ 曹淇峰〔HTML｜PDF〕

第四十八期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授 國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）執行委員會常務委員 國際理事會(International Science Council)治理委員會委員及Fellow 中國化學會（臺灣）教育委員會主任委員 美國國家科學教學研究學會（NARST）前理事長 mhchiu@gapps.ntnu.edu.tw  為慶祝聯合國宣稱的「基礎科學促進永續發展國際年」(International Year of Basic Sciences for Sustainable Development, IYBSSD)，由國科會自然處指導，國立臺灣師範大學、臺灣大學、成功大學、化學會和物理學會共同主辦的開幕式選擇8月15日在臺灣最大的海洋調查研究船勵進號上舉辦開幕典禮，來自政府單位和學術單位的人員集結在基隆港碼頭一艘由女性擔任船長的勵進船是具有特殊的意義，這是第一次大型活動在勵進船上辦理。一方面彰顯臺灣重視藍色經濟的推動，另一方面，特選於由臺灣首位女性擔任船長的最大科研船進行啟動儀式，凸顯女性亦可在科學領域佔有一席之地。此次透過開幕來宣揚「扎根科學，永續臺灣」的目標以及活動四大核心訴求「科學平權、科學啟蒙、全民參與、國際連結」，並由總統蔡英文女士鳴笛啟航，響應國際以基礎科學提供解決和開創永續的未來。 開幕式中除長官致詞，活動計畫主持人(本人)做報告外，還有一個橋段就是中央大學物理系楊仲準教授的地磁量測，楊教授帶著偏鄉的小學生和來自全台各地的教師進行現場和線上同步量測地磁，這樣收集的資料未來也將和阿根廷的師生合作分享資料，展現科學無國界、科學零距離。會中阿根廷教授也是國際純粹與應用物理學聯合會(IUPAP)委派理事長Silvina Dawson教授亦錄製影片致詞祝賀活動順利圓滿，也期待雙方在地磁活動上的合作。另一項則是由成大材料系李旺龍教授負責的一分鐘城市科學節介紹影片。整個活動令人感到相當溫馨且彰顯IYBSSD強調婦女參與度和能見度的提升及基礎科學作為國際對話與和平的來源。 此次專刊主題有二，一是慶祝中國化學會成立90周年，另一是由臺灣大學化學系佘瑞琳講師擔任特約主編的「大學化學實驗課程設計與線上教學」。前者包括回顧與展望化學教育相關的學術與推廣活動、論述微觀到巨觀世界的互動、從PISA看科學素養、金奈米和銀奈米的實驗設計設計與運用、化學實驗到探究式文本的應用。後者則是以全國第一次的化學實驗課程設計線上交流會的成果報告為主，當日線上參與者有百餘人，能齊聚一堂共同研討大學化學實驗，實在是令人相當振奮。   與勵進號黃久倖船長合影(2022/08/15)