高瞻教師專業社群發展：搭建真實的科學舞台──發展科學閱讀素養課程 莫素娟1、羅瑞美2 國立苗栗高級農工職業學校 m72912@gmail.com1 teresalo0327@gmail.com2    n   跨科教師社群組成的源起 觀賽帶來的反思 加入科學閱讀素養課程開發，是許多因緣際會。筆者（莫素娟）為國文教師，時任校刊指導教師，規劃校刊內容時，欣聞本校高瞻團隊成果豐碩，獲天下雜誌採訪。學校有亮點，校刊社怎能輕易放過！筆者立刻與高瞻計畫負責人林孟郁老師約好採訪，請他為全校師生介紹高瞻計畫的內容。 孟郁老師欣然接受筆者的約訪，並邀請筆者擔任「達文西科學專題競賽」的評審。達文西競賽是專為高一學生所設立的科學小論文比賽。本校在高一的校定選修課程中開設了「專題導論」，作為二年級專題製作的前導科目。學生在一年的學習後，可以提出作品參與達文西小論文競賽。競賽分成「紙本投稿」與「簡報演示」兩部分。在達文西競賽的現場，多數的參賽者都能侃侃而談，口說發表的能力令筆者驚豔。 這場比賽讓筆者反思許多，達文西競賽提供成熟的比賽機制，讓高一同學學習小論文的架構，也有同台競演的舞台，學生的能力成長有目共睹。反觀應當培養學生聽、說、讀、寫能力的國文課程，尚是以教師講述的單向教學為多。我自省：是我們的學生真的能力不夠？還是教育者未提供給學生發揮潛力的舞台？一場觀賽，燃起了筆者改良國文課程的念頭，也成為筆者投入高瞻團隊，進一步研究新興教法，並與教師們共同研究科學閱讀素養課程的契機。 尋求跨領域的融合 筆者（羅瑞美）最早是想多了解一些專業科目的內容，尋求英文和專業科目的跨領域火花。我心想，若認識各科的學習內容，就能進一步設計出更貼近學生的英文課程。抱著想了解更多科學課程的初衷，我成為了科學閱讀素養課程的夥伴。 n   科學閱讀素養課程開發歷程 科學閱讀素養課程的開發，起因於高瞻一期生質能課程的反思延伸。 高瞻一期期間，本校在校內推廣生質能新興科技課程，用引導式探究教學改變傳統課室，以學生為中心的學習機會比例增加。教師在教學過程中發現兩個現象：其一，生質能課程首重實驗，而學生對於實驗操作的起點能力不一。其二，課程內容探索新知，學生需收集資料、大量閱讀、過濾資料、對資料進行科學性思考，進而統整發表等科學聽、說、讀、寫能力，而教師發現學生的科學聽、說、讀、寫能力有待提升。若能提升學生的相關能力，則能進一步促進以生質能為主題的科學學習。因此高瞻二期課程發展的方向，除了精修一期的生質能課程、希望能使課程更符合探究式教學、增進學生實驗能力之外，教師們也希望能開發「科學閱讀素養」課程，增進學生的科學聽、說、讀、寫能力，作為生質能課程的基礎。於是，重視科學過程技能的「生質能課程」，與重視科學聽、說、讀、寫能力的「科學閱讀素養課程」便成了苗農高瞻二期的主要發展重點。 發展課程時，團隊在台師大科教中心李哲迪老師、以及當時任職於交通大學的王嘉瑜老師帶領下，參照了國際性的科學素養評量架構及相關研究，決定採用國際學生能力評估計劃（Programme for International Student Assessment,PISA）的科學素養能力指標及評量模式。課程發展的過程則採用了《重理解的課程設計》（賴麗珍譯，2008）所介紹的「逆向設計」。下文將分別就建構課程能力指標、決定評量方式及設計課程內容三大部分敘述。 建構課程能力指標 教師們希望科學閱讀素養課程能作為生質能課程的基礎，培養學生的科學基礎能力。前者預定在高一教授，後者預定在高二教授。我們思考了：重視實驗的生質能課程和重視科學聽、說、讀、寫能力的科學閱讀素養課程，是分開發展呢？還是有可能將兩項課程整併在同一套課程結構中？此外，我們也考慮到：兩個課程參與的教師完全不同，生質能課程以科學教師為主，科學閱讀素養課程則除了科學教師外，還加入語文科教師，教師們對課程設計的理解程度不一。團隊利用工作坊的方式，讓兩項課程的教師們開始了漫長的討論。 建構課程能力指標真是一場大工程。對一個新興課程的內容與教法，教師們各有想像，目標也不盡相同，在工作坊中，我們對課程的目標各抒己見，進行討論。透過討論，逐漸釐清爭論之處，實際聚焦在適合本校學生且可執行的指標上，進而訂出執行的先後順序，也藉此形成團隊共識。 其次，我們參考國際科學評量架構後，認為PISA科學素養的架構十分符合我們的需求。PISA 2009科學素養的定義如下：「能運用科學知識來辨識科學問題、獲得新知、解釋科學現象、並形成證據導向的結論；能理解科學特徵是一種人類知識探索的型態；能覺察科學與科技來形塑周遭物質、知識以及文化的環境；且成為一個具有意願投入科學相關議題、具有科學概念、及具反思性的公民（臺灣 PISA 國家研究中心，2011）。」從敘述中可見PISA鎖定的科學素養是運用科學知識和科學能力獲得新知、進行科學反思。其中科學能力包含辨識科學議題、解釋科學現象、運用科學證據三項。這三項科學能力向度正符合團隊教師們的期待，希望學生能從生活中辨識科學議題，並懂得利用科學方式求證。教師們討論後認為，生質能課程重視透過實驗設計對新興議題進行研究，希望加入「設計科學研究」的能力。又考量學生程度，教師希望能從閱讀著手，提升學生科學閱讀能力。我們另參酌PISA閱讀素養，將「科學閱讀能力」獨立成為一項。取經PISA科學素養評量再加上教學現場的考量，整理修訂成了適合本校學生的能力指標（如表1）。 表1  苗栗農工高瞻計畫科學素養能力指標 本校的科學素養能力指標分為：科學閱讀能力、形成科學議題、設計科學研究、解釋科學現象、溝通與結論推廣共五項。五項指標可歸納為：科學過程技能（包括蒐集資料、形成議題、設計實驗、資料分析、形成結論等）與科學聽、說、讀、寫等能力。在教師的設想中，五項指標可配合高職專題製作系列課程實施，前兩項能力可融入高一的「專題製作導論」（校定必修，一學年2學分），做為基礎課程；後三項能力可融入高二的「專題製作」課（部定必修，一學年6學分），做為進階課程。五項能力指標可依序施行，若教師在評估學生科學能力後，欲針對部分重點能力加強，也可採單項融入課程，提供了教師授課的彈性。本校的高瞻計畫是以社團形式跨科召募學生組成高瞻實驗班，進行授課，每單元融入一項指標共8節課，基礎和進階課程皆以生質能源為主題。 我們認為，科學聽、說、讀、寫能力與科學過程技能相輔相成。科學聽、說、讀、寫不但是科學意識的起源，也是學生自學、進而深入研究的重要能力。聽、說、讀、寫向來被歸類成語文科的教授目標。但在新興科技和探究課程中，聽、說、讀、寫也是學習科學的工具。教學者在發展課程的過程中，若能意識到培養聽、說、讀、寫能力的重要，主動引導學生進行科學閱讀、討論與書寫，可事半功倍，更貼近學習科學的真實情境。 回顧這段歷程，這是團隊形成共識的重要過程。能力指標是以對學生所學能力的描述，教師必須模擬學生的思考和學習歷程，而非教學的進度。討論的過程中，我們不斷以自己對學生能力的理解，來修訂、核實能力指標的撰寫。透過文字化敘述，教師們對各項能力反覆進行討論，以求精準。對教師而言，先訂出課程能力指標有助於確立課程目標、實施順序，在發展課程內容、設計教學及評量時，即能有所依循，且前後一致。對學生而言，了解課程的能力指標，有助於學生理解課程設計，在課程進行時，能察覺自我能力，提升學習效果。透過討論，教師們也發現了群科間的差異，例如工科教師（例如機械群、電機群）發現，工科的課程不一定重視研究而重視改良與研發。發現了差異便能做出改變，我們即著手將課程指標修改成工科適用的版本。透過指標的建立，團隊教師對課程發展有了整體的概念，也讓兩個子課程適用於同一套能力指標，彼此互相關聯、銜接。 決定評量的方式 逆向設計的精神，是在構思課程活動前，先決定能提供學習證據的評量方式。 苗農的科學素養課程（含科學閱讀素養課程及生質能課程）採用的評量方式包含：模擬PISA科學素養評量（後文稱作類PISA科學試題）的量化測驗（包含前、後測)、形成性評量（例如學習單及單元測驗）、綜合評量（例如方案競賽）三種。由於形成性評量較常見，在此不特別為文說明。後文將針對我們設計的類PISA科學試題及方案競賽兩項評量方式加以說明。 高瞻計畫進行時，PISA素養評量正是方興未艾的熱門話題。但苗農的科學素養課程決定以類PISA科學試題作為評量方式有其理由。一、PISA科學素養評量的試題設計著重在應用及情境模擬，其試題反映了受試者面對真實世界挑戰時，解決問題的歷程。受試者需理解資訊、靈活運用科學知識與能力，自行建構答案，得到科學性的結論。二、其試題可以檢視科學知識、科學能力，且可量化評量，教師們認為量化測驗更有利於檢驗科學素養是否形成。三、PISA科學素養評量受測年齡為15歲，介於國三到高一之間，與本校高瞻課程學習者為高一、高二相符合。綜合以上所述，教師們選擇了類PISA科學試題題型，來開發適宜本校科學素養課程的評量工具。 教師選用PISA樣本試題或自選科學文本改編，對照能力指標，修改PISA試題或自編試題組成評量試卷。以科學素養試題為例（圖1），我們改編台灣PISA國家研究中心所公布的PISA科學樣本試題（2006）〈健康風險〉，其試題以「化學工廠附近居民呼吸出問題、舉辦公聽會」為情境，試題中羅列不同立場的科學家聲明，所設定的情境極符合台灣環境。教師們要評量「區分出文本中的不同立場」此一閱讀能力，對應本校科學素養能力指標「1. 科學閱讀能力」中的「1-2. 能使用閱讀技巧判讀文章」，於是將原題本修改成如圖1中的「問題一」。圖1中的問題二，則是選自樣本試題，以對應能力指標「2. 辨識科學議題」中的「2-1. 根據科學文章提出合理的評論和疑問」。試題改編後，尚須訂定評分標準，依照評分標準評分，即可得出科學素養的量化成績。        圖1  根據樣本試題改編的評量試題，列出對應的能力指標 重視情境的概念也影響了綜合評量的設計，教師們設計情境式方案競賽作為綜合評量。以科學閱讀素養課程的情境式方案競賽為例，這是一個在地化的真實情境，也是未來可能實行的方案，競賽內容的情境介紹文稿節錄如下文： 綠的健康城市─苗栗縣再生能源方案競賽       苗栗縣政府正積極推動由世界衛生組織(WHO) 認證的健康城市計畫，打造「健康、環保綠化、福利及人文」的「樂居山城」。       […]