高中自然科學探究與實作:中山女高自然科探究與實作實施經驗分享 蘇芳儀1、許哲瑜2、曹雅萍3 臺北市立中山女子高級中學 1loowei0716@gmail.com、2marat0209@gmail.com、3yapingtp@gmail.com 緣起 本校於106學年度開始,為因應新課綱的改革趨勢,而於106學年度開始,由生物科與化學科合力,進行為期兩年的課程模組研發,並於高一開設多元選修課試行。歷經兩年蒐集經驗,並彙整相關資料於108學年修正後,109學年度則在高二的探究與實作課程正式實行。 本課程經生物與化學教師共同討論後,決定以生活息息相關的「食物」為主題,並以此主題共備,釐清各主題的課程大綱與各自課程設計重點。而後再由各科老師分別負責課程模組的教案編寫,底定課程的主要內容。109學年度則由兩位生物老師與兩位化學老師協同授課,並可以各自的上課模式與節奏,在課程主軸與主要內容不變的條件下,進行課程的微調與編排,以下則針對各階段的課程試行與修正經驗進行說明。 探究與實作學習重點了解與分析 為因應自然科的探究與實作課程實施,所以在106學年度時以特色課程的方式,自然領域四個科別分別設計課程模組並試行,以了解課程設計與實施時,可能遇到的狀況,與待解決的難題。課程設計之初,安排了增能研習讓所有老師都對探究與實作的學習重點有所了解,而依據課綱自然科學探究與實作的學習重點分為「探究學習內容」和「實作學習內容」兩部分: 「探究學習內容」著重於科學探究歷程,可歸納為四個主要項目:發現問題、規劃與研究、 論證與建模、表達與分享;「實作學習內容」為可實際進行操作的科學活動,例如:觀察、測量、資料蒐集與分析、歸納與解釋、論證與結論等。 而過程中,大家也意識到雖然探究學習內容是一致的,但是實作學習內容卻有許多種變化,故在同樣的探究主軸下,應該可使用不同的實作學習內容,避免所需培養的學習表現與技能,不斷重複的問題(共備情形見圖1)。以下則為討論並分析後,不同主題下的學習內容重點主要差異(參見表1): 表1 不同主題下的學習內容重點主要差異比較 探究學習內容 化學科實作學習內容著重點 生物科實作學習內容著重點 發現問題 1. 運用感官辨識物體和現象的特性。 2. 整理並提取適當的資訊。 3. 當有多個問題同時存在時,能分辨並選擇優先重要之問題 1. 著重從學習活動進行多方觀察。 2. 依據觀察所得,進一步提出適合科學探究的問題。 規劃與研究 除完整的實驗規畫與研究流程外,著重流程圖的敘寫,和實驗紀錄方式規劃。 除完整的實驗規畫與研究流程外,著重定量實驗設計與器材設計選擇。 論證與建模 除完整論證與建模歷程,著重於實驗記錄與描述。 除完整論證與建模歷程,著重於實驗數據的處理,和平均值、標準差等概念呈現。 表達與分享 製作海報分組分享,即以文字、圖像呈現自己的研究成果。 製作投影片分組分享,即以口語呈現自己的研究成果。 圖1:社群增能研習與共備 特色課程實施與修正 當對學習重點有了認識後,即開始討論並確認課程主題。經協調後決定生物與化學科合科教學,且討論過程希望能以兩科可共同涵蓋的部分為主題;且此科目為不分文理組學生皆需修習的科目,故亦希望主題並非太過艱深的科學概念,且可引發學生學習興趣。故經討論後決定以「料理科學」為主題,生物科和化學科分別以「愛玉」和「海藻酸鈉晶球」做為探究對象。 而為了讓學生可以循序漸進的培養探究實作的能力,故此次的課程模組設計先以結構式探究和引導式探究為主,各四週的課程規劃如下(參見表2): 表2 四週的課程規劃表 […]
共同備課的意義:參與化學跨校共備社群的歷程及其影響 蘇芳儀¹ *、詹簾恩² 台北市立中山女子高級中學¹ 新北市立清水高級中學² loowei0716@gmail.com* ●緣起 各自表述一: 筆者(蘇芳儀)擔任化學教師多年來,教學方式以講述式為主,自知仍有不足及需精進之處,一直盼望有個機構或團隊能與其一起成長、學習,加上近年來學生學習動機有逐年下降的趨勢,適逢三年前帶高三畢業考完,上網找些研習,看到當時麗山高中辦了許多有趣的研習,猶記當時參加高雄瑞祥高中莊福泰老師科學閱讀的課程分享、藍偉瑩老師以學習者為中心的話學思享佳共備,讓我印象深刻,例如:講者分享著自己是如何設計課程、學生及老師遇到哪些瓶頸、如何突破與未來期望等,內容有許多都是我想再更深入了解及參與,在得知話學思享佳每個月有一次週六共備,即報名參加了。參與了幾次高一基礎化學的共備後,發現社群中大家對於學習單當中內容難易度及問題的設計,踴躍提出諸多疑問及想法,大家共同討論並解決,整個氣氛是知性且和諧融洽的,讓我萌生了持續參與的意願。 各自表述二: 筆者(詹簾恩)目前執教已經六年了,在代理學校已有參加跨科的學共共備社群,當中社群增能研習,有請到偉瑩老師來分享,才知道北市化學有這個共備團,又恰好考回新北的學校就加入了共備社群。而加入前的教育理念與教學則是關懷陪伴孩子們進行學習、培養孩子們的科學精神,但較多紙本上的觀念統整與講述,很擔心孩子聽不懂,會一直想塞東西給孩子。剛進社群時的身分,是一個代理三年終於考上正式教師的我,加入社群只是想看看到底社群內的運作與實際內容是什麼,而我屬於一個觀察者、一個被動者。 經由參與的過程中,感受到大家的認真努力以及想為教育付出的心,我隨著社群的大家一起設計課程、一起分享課程,慢慢地從觀察者轉變成參與者。在社群最大的感受是大家互相信任與溝通協調,這是一個溫暖互助且專業的社群。 ●參與化學共備社群的階段性 第一階段:化學課程設計 在設計學習單之前,先於共備時討論各章核心觀念,大家一起討論、逐章繪出心智圖並分配各節授課時數,建立起各章課程架構與基本共識,如此下來每章平均花了2-3小時;於開學前,則先擬定本學期共備時程、預定要完成哪些事項、分組認領自己欲設計的章節,於開學後的每月共備時,依章節順序與大家分享並說明已設計的課程。 我們這組第一學期認領設計的章節為基礎化學(二)有機化合物,先參考已建立好的本章節心智圖架構,組員雙方再分享自己認為重要的有哪些、學生先備知識、以前如何教…等,從各自表述中找到共識,分節寫出初版學習單;進一步從初版學習單,共同思考問題設計的模式是否具多重表徵且保有核心,依此邏輯進行教案修正。最後,模擬學生可能的答覆,以及衍生的問題老師如何因應,進行教案微調並產出最終版學習單,也才能於社群共備時發表。 這是一個非常棒的經驗,在沒有任何的外力阻饒下,單純就課綱內的課程激盪想法,因為一開始大家花了很多時間討論心智圖,把核心概念完整確立後,於分組設計完課程學習單,回到共備社群討論時才不至於大家意見太分歧。也因有了第一次的經驗,後續再合作產出共備教材,顯得較為駕輕就熟。而這種由教師自發性參與共備,合作設計問題導向教材的模式,提供教師在有同好的情況下,較有勇氣跨出舊有的教學框架,與夥伴共同學習、成長。 第二階段:觀課、議課與說課 跨校共備設計出問題導向的學習單,回到各個老師的教室,學生學習的情況有何差異,教師如何因應,是我們接著關心的部分。於是,社群開始推動大家進夥伴教室觀課。觀課前,任課教師會先提供授課教材並簡單說明觀課班級的特性、預計如何帶領此單元、希望夥伴觀課時特別注意哪些部分。每次進夥伴教室觀課時,需記錄自己觀看到的組別學生使用學習單討論的過程,學生的神情、參與討論狀況、因討論而產生的疑問…等,將於課後議課時討論。 議課的部分,教師們針對觀課時所見到學生學習的狀況,提供給授課教師,並將課堂中發現的問題,大家進行討論並交換意見,且思考學習單於下次使用時應增修的項目;由於大家是建立在信任基礎上,了解觀課教師們所看的是學生上課學習的狀況,不會評論老師授課,而是幫助授課教師更加了解孩子們的學習狀況。每次議課後,對於授課教師或觀課夥伴的學習,都超越了共備時僅紙上談兵的收穫。 當高一至高三的問題導向的學習單設計告一段落後,社群的共備進入了下一個階段:說課,主要是快速的瀏覽教材、說明期望學生在此單元學習到的能力、分享學習單在課堂上使用的狀況,並發展教師版的學習單,試著加入學生在課堂上較常出現的問題以及因應方式。這部分的聚焦,給予不同時期加入社群的夥伴、未能進教室觀課的夥伴以及未真正在教室使用學習單的夥伴,快速了解問題導向學習單的設計及操作面,讓大家能在使用學習單前,更加明白我們需要引導學生具備什麼樣的能力,同時搭配心智圖就能夠更了解學習單所有的設計脈絡。對於授課者而言,清楚的知道一份教材的脈絡,並且有系統的使用是很重要的。 第三階段:進行探究實作課程設計 面對108新課綱的變革,共備社群的夥伴們在2016的年暑假,一同了解探究實作課程是什麼,透過工作坊理解探究實作課程的素養指標,並且擬訂共備探究與實作課程的主題:水與水質相關的探討。在開始設計課程之前,於工作坊先針對課綱訂定的自然科學探究與實作四大項目:發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享等內容,逐條理解之外,也針對一年內社群需產出九週的探究實作課程教案達成共識,再分配各週需習得的核心能力,夥伴們分五組後著手進行課程設計。 共備夥伴們一方面需依自己負責週次的核心能力,設計一系列問題導向的課程;另一方面,大家對於學生學習了九週的探究與實作課程後,需完成報告的樣貌達成共識,以終為始。而為了避免各組設計的課程重複或斷層,在社群共備時,夥伴們即可互相交流進度及內容,以確認學生學習的脈絡是否順暢。除了設計課堂上使用的學習單外,我們也發展了教師手冊,內容涵蓋學習單中的問題、對應能力指標、學習表現、教學說明等項目,如此一來,應可讓欲使用此套課程的教師們能夠更加清晰架構與發展。 我們這組主要負責設計第一、二週課程,學生需習得的核心能力是:資料檢索與彙整、形成研究問題的能力,亦即學生在這兩週內要學會找可靠資料、讀資料、擷取重點,並從中發展出可研究的問題;關於每個項目用何種內容、方式切入,在組內大家花了許多時間討論,評估各種方式的優劣,凝聚共識後才產出課程。 在大家的努力下,探究與實作的九週課程於今年六月產出且公開發表,我們也從分享中發現該套課程一些需調整的地方,待修改完畢後,將可先在夥伴學校試行。 ●跨校共備對教師專業發展的影響 加入跨校共備社群,學習到從核心概念出發,架構並設計出完整的問題導向課程,且藉由校際之間的交流、專業新知的注入還有創新教學方法的分享,使我們體會到聆聽與分享的可貴;也了解到在互信的前提下,良好的溝通協調較能相輔相成產出理想的教材。 將這些習得的能力,帶回到各自學校,依據學校特色與學生程度,有利協助各校發展適合的課程,不論是校定必修課程、多元選修或是探究與實作課程,讓夥伴們有信心面對新課綱的改革。