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科學展覽:從10年後看當年參加科學展覽的歷程與心得分享 / 張清菁

Monday , 8, May 2017 Comments Off on 科學展覽:從10年後看當年參加科學展覽的歷程與心得分享 / 張清菁

科學展覽:從10年後看當年參加科學展覽的歷程與心得分享 張清菁 臺北市立聯合醫院松德院區精神職能治療科 amy09072243@gmail.com   壹、此時此刻,呈現了過去、改變了未來         生命中的每個時刻都是過去日復一日的積累,而此時此刻轉瞬又將成為歷史,成就下一刻的我。可生命裡總有些時光裡的轉折,決定性地,在不同層面上改變了你的生活、職涯、人格、面對世界的態度……。初初畢業,我懵懂踏入社會,從耳聞到實際體會,每一份工作面試在最初認識一個人,看的大多是你的工作經驗,又或是碩博士與大學學歷,可領著我一路走來的,恐怕是更早以前的經歷,例如10年前在國中時參與的科學展覽競賽。   貳、一段踏實的科展參賽旅程 一、第一個挑戰:學習問問題         那是一個熾熱的暑假,在班導師的鼓勵下,一小群國中生湊起來,在暑期輔導外的時間,仍然留在學校裡參與所謂科展,但我們連題目是什麼樣子都不曉得,老師要我們從無到有生出一個作品,徹底的「無」,但一切就是這麼開始了。     這樣的開頭對於我們而言是困難的,身為一個乖順的學生,對於知識的追求幾乎來自於課本與課堂,對生活與自然現象的好奇,卻未曾被鼓勵所以也未曾想要追根究柢,自然,連要憑空問出有機會被解答的一個好問題,都需要學習。毫無目標地,我和伙伴們找圖書館,找過去歷屆作品蒐集靈感,然後和老師討論、發想、收斂、聚焦,不知道歷經了多久時間,我們的題目總算有個眉目,我們決定以生活化的「洗衣」作為主題,探討污漬沾附時間、洗劑濃度、水流轉速等因子如何影響清潔成效。 二、學習設計實驗   如何解答我們的困惑呢?做實驗是唯一解方。我們找出過去題目與我們相關的所有作品一一詳讀,參考其實驗做法,也從中去思考還能夠怎麼改進實驗,但有時也必須考量現有資源來做調整與妥協。研讀、思考後,找老師討論,再研讀、再思考,反覆多次,終於建立起實驗方法的雛型。而後經過數次的實作與微調,完成了實驗的最終版本。 三、學習堅持、一步一腳印   然後就是無止盡的實驗了。現在想來不可思議,那時學期間幾乎每個週六上午與數天平日晚上,還有整個寒假,我們都泡在理化實驗室裡做實驗;回家後,還有數不盡的實驗結果圖片等待電腦分析。我們一再重複相同的步驟,如同我們當時用來模擬洗衣機的磁力攪拌器,重演無聊的旋轉。可是我們都知道,唯有堅持下去才有機會接近我們要的解答,於是我們耐著性子,用數不清的夜晚和假日,與實驗奮戰! 四、學習自己去探究知識   既名為科展,便不能只是現象的發現,還須與知識做連結,我們便上網、上圖書館查資料,查清潔劑的原理、查碰撞學說,茫茫的資料海裡,我們揀選我們的程度所能讀懂的,閱讀、消化、拼湊成真正屬於我的知識。   清潔劑之所以能清除汙漬是由於清潔劑的分子結構其一端為親水性(hydrophilic),另一端為疏水(親油)性(hydrophobic),所以清潔劑分子的疏水端可親近油汙與之結合,親水端卻唱反調,死命地往水中拉扯,數個分子聚集後,便將一部份油汙扯起,包裹成團,於是清潔劑分子便和油汙一同在水中漂浮。而清潔的成效,也就是洗衣機是否能將衣服洗乾淨,決定於清潔劑與油汙的反應速率,碰撞理論解釋了反應速率,清潔劑分子與油汙之間需要發生有效碰撞才可能拔除油汙。這些現在看來淺薄容易的化學概念,卻讓當時剛剛讀明白的我好興奮雀躍!好像是不小心窺見了另外一個世界的秘密,整個腦海裡都是拖著尾巴的清潔劑分子在橫衝直撞,還有幾大坨油汙和清潔劑在漂浮晃蕩的畫面,久久揮之不去。原來自己找來的知識,那麼深刻。 五、 享受成果的甜美   實驗後,還有更多繁瑣的工作等待完成,整理數據、分析數據、撰寫報告、製作海報等等,前前後後歷經了一年,在老師帶頭引領、處處提點下,我們步步親力親為,完成了我們的作品。站在大海報面前,我細細地看過它一次又一次,我和伙伴們都覺得,我們和這張海報一樣了不起。想著後來可以順利地通校內科展,準備參與縣賽,如果再更順利一點,我們就要往國展挺進了……。   叁、參與科展帶來的改變   如此耗盡時間,只為一個解答,是否值得呢?當時我不禁這麼想。如今回顧起來,實驗的過程枯燥依舊,可是卻覺得當時認真走每一步的自己很迷人,那就是探究知識的精神呀,堅持不懈,用這一步支持著下一步,只為了更接近真理一些些。         而不同於勵志故事的結局,我們最後在縣賽只得了跟安慰獎意思差不多的甲等獎,當下到底有多失落也記不得了,只是現在回顧這趟旅程時,我心裡仍然充滿感恩,感恩自己有幸經歷過這一段,也感恩自己曾那麼努力,因為即使現在甲等獎的獎狀不知道被我扔在哪個角落了,但還有其他更重要的改變留在我身上。 一、培養己身感知與知識的連結         在看見如此日常的洗衣服背後,是粒子們的激烈碰撞與相互拉扯以後,我所放眼所望的世界,與課本裡的世界,似乎不再那麼一分為二,而是能有更多交疊的。當知識能與自身經驗結合,學習起來會更有感、深刻、有效率。 二、揀選有效知識的能力,學會質疑與相信     資訊取得的管道眾多,如何去揀出有用的訊息,或許是身為一個知識份子需要慢慢學習的技能,但早在做科展的過程裡,為了減少誤差,我們總謹慎斟酌,調整過許多次實驗方法,這些自我質疑、解決疑慮的往返過程裡,對知識要「求真」的態度也早已植入我心。 三、靠自己學習         再一次與勵志故事相反的是,老實說,我沒有因為科展而生出對化學的無限興趣,甚至後來高中時,化學的某些章節完全成為我的罩門,一開始遇到反應速率的計算完全落敗。但科展經驗卻讓我相信知識的追求除了靠老師講解,也可以靠自己,遇到聽不懂的、想不通的(或上課打瞌睡沒聽到的),我翻書、查資料、問同學,尋找一個我能理解的說法,一個不懂,可以找下一個,自己慢慢嘗試與學習,總能有辦法學會,屢試不爽。 四、解決問題的能力與勇氣 […]

化學探究教學:引導國中生開發水災防治包專利作品的探究教學歷程 / 黃琴扉

Tuesday , 10, May 2016 Comments Off on 化學探究教學:引導國中生開發水災防治包專利作品的探究教學歷程 / 黃琴扉

化學探究教學:引導國中生開發水災防治包專利作品的探究教學歷程 黃琴扉 國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所chinf1027@yahoo.com.tw n  前言 教育部(2003)公布的「科學教育白皮書」中明確提及,科學教育的主軸是透過科學性的探究活動培養學生獨立的科學思考;由2003年至今,國內外也有許多科學教育學者透過大量研究證實探究教學對學生科學學習的重要性(Blatt, 2015; Schank & Abelson, 2013)。然而,許多職場教師們對於如何落實探究式教學以啟發國中生科學學習仍有諸多疑問,更擔心探究式教學會花費許多時間或精力,本文即以筆者與高雄市圓富國中合作的化學探究實務教學為例進行分享討論,期盼能與職場教師或相關教學、研究人員交流,以激起更多科學教育的火花。 n  以融合環境教育的問題本位學習(EPBL)進行化學探究教學 探究式教學的理念,可以追溯到Deway(1910)的哲學觀,Deway認為知識存在個體與環境的交互作用間,若是要啟發學生的主動學習,必須給予學生適當的問題情境(陳毓凱、洪振方,2007),而當問題的結構較為模糊,學生必須進一步重新定義與釐清問題後,才能擬訂解題策略時,即稱為問題本位學習(problem-based learning, PBL);換句話說,問題本位學習就是一種建立在探究取向上的教學模式之一。本文參考Delisle (1997)、Lambros (2004)、陳毓凱和洪振方(2007)以及王紅國(2015)的問題本位學習教學理論,並於實務教學中融入環境教育因素,由筆者自行開創之環境問題本位學習(Environmental Problem-Based Learning, EPBL)教學模式,如圖1所示。 圖1:環境問題本位學習(EPBL)教學模式 筆者於圓富國中進行教學時,即根據圖1的教學模式進行引導,協助學生進行與環境議題相關的化學探究活動,並成功協助國中生開發水災防治包專利作品(於經濟部審核中)。 n  教師進行探究教學歷程之教學立場與角色定位 在說明教學歷程前,筆者希望以理論基礎與教學經驗之整合,分享給教師們進行探究教學時的心態轉換: 一、   教師應協助學生從生活環境的問題解決著手,以提升學習動機 在EPBL的模式中,融入環境教育因素是重要的一環。教師應該協助學生從生活環境中的問題解決進行發想,以誘發學生強烈的探究與學習動機。以本文為例,參與本探究活動的學生都居住於高雄市旗山區,每位學生共同的經驗都是「水災」。每逢颱風,家中必會淹水,而同學們共同的經驗就是幫家裡堆沙包;因此,學生們很容易凝聚共識,因而擬定了開發水災防治包的主題。 二、   教師為教學引導者,並非知識傳遞者 引導國中生進行探究的過程中,教師應以學習者為中心,協助學生建構自己的知識(Lawson, 2002),而不是著重於教師對學生的知識傳遞。教師應以開放而熱忱的心態與學生一同探究、學習與成長,而非僅是提供專業知識或協助資料查詢。 三、   教師應協助學生提升後設認知 雖然探究式教學可以提升學生的主動思考能力,但國中學生對於思考上的自我監控能力尚不成熟,時常無法察覺自己在假設與證據詮釋上的矛盾,或對於變因的控制不夠精準,此時教師應協助學生反思,進而提升學生的後設認知能力,以強化學生獨立思考的純熟。 n  以EPBL引導國中生由紙尿布啟發水災防治包專利研發的探究教學歷程 本節將詳述筆者採用EPBL探究教學模式成功引導國中生開發水災防治包專利作品(於經濟部審核中)的探究教學歷程(見表1)。 一、   學生來源 參與本文的EPBL探究課程的學生共有三位(男生二位,女生一位),均為國中二年級自願參加的學生,學生均自願於中午午休或早自習時間參與本課程。經過家長、學生本人、學校行政人員、導師等同意後,始進行本課程。 二、   課程時間 本課程每次授課時間為40分鐘,每週授課一次,共計一學期,扣除段考時間與國定假日等,共計上課12週。 三、   探究教學實務歷程說明 本課程結合環境教育概念,讓高雄市旗山區的國中生,以解決家鄉水災問題出發,從紙尿布高分子化學材質的高吸水特性開始發想,進而開發出水災防治包專利作品(經濟部審核中),以下將進行探究教學實務歷程說明(見表1)。 表1:環境問題本位學習(EPBL)教學模式實務應用歷程 理論基礎 教學實務 花費時間 可能遭遇的困難 融入環境教育因素,以個人經驗或生活環境議題出發,引發結構模糊問題 1.      […]

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