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從日本的國中理科教科書省思教師對課程綱要的解讀與轉化 / 林如章

Tuesday , 10, January 2017 Comments Off on 從日本的國中理科教科書省思教師對課程綱要的解讀與轉化 / 林如章

從日本的國中理科教科書省思教師對課程綱要的解讀與轉化 林如章 國立臺灣師範大學化學系rjlin@ntnu.edu.tw n  前言 近年世界主要國家的課程改革,為貫徹以學生為學習主體的理念,紛紛強化各級課程的縱向連貫與橫向統整。日本於2008年3月公布小學校、中學校學習指導要領,2009年3月公布高中學習指導要領(國內稱為課程綱要),並依序於2011年、2012年、2013年分別全面實施國小、國中、高中新課程。本文從日本現行的國中理科教科書的化學單元活動設計,省思編輯者(教師)對課程綱要的解讀與轉化,期能提供國內12年國教自然科課程綱要的解讀、教學轉化與教科書編寫的參考。 n  日本新課程的自然學科綱要及其學習內容 學習指導要領為日本官方的課程文件,主要依據1947年頒佈的《教育基本法》及《學校教育法》所訂定的各級學校課程內容與實施方針。自1947至2011年,學習指導要領共歷經九次修訂,1998年公告的學習指導要領以「培養生存能力」、「重視寬鬆教育」、「擴大選修學習內容」及「重視體驗式的學習」為主要修訂方向,將課程內容削減近30%,並於2002年開始實施;然而,近年來日本在國際教育評比的排名下降,導致社會各界開始質疑「寬鬆」政策,並指責它是國際競爭及學力低落的主要原因,因此在這種時空背景之下,日本文部科學省於2003年開始檢討、修訂教育政策,並於2008年3月起陸續公布各級學校的學習指導要領,強調培養學生的生存能力為目標,加強基礎、基本知識及技能的學習,培養活用上述知識與技能解決課題所必要之思考力、判斷力、表現力;減少「總合學習時間」與選修課程時間,增加主要學科的學習時數,以提升學生的學力與國家競爭力(林明煌,2009;新北教產,2013)。以自然學科為例,國小3/4/5/6年級的整學年度上課時數由70/90/95/95分別提升為90/105/105/105,國中7/8/9年級則由105/105/80提高為105/140/140;並在各級學校的教學研究,不論中央文部科學省或地方教育委員會的補助專案,都以培育學生的思考、判斷及表達等能力為目標,開發各種教學模式的實作探究活動(文部科學省,2008)。 國內「九年一貫」的課綱或12國教的新課綱,主要依年齡區塊強調「能力指標」或「核心素養」;小學的學習內容以「跨科概念」分類述說,國高中則以「主題與次主題」條列說明;能力素養與學習內容或學習表現則以附錄及相關示例呈現,相當於課綱的解說(教育部,2016)。日本的學習指導要領則以各年級「學習目標、內容、實施注意事項」分段呈現,學習內容的條列項目酷似章節名稱,細項大多以透過什麼實驗觀察、發現什麼現象或規則性等操作型定義來說明學習內容。再配合各學科「學習指導要領解說」的示例詳細說明,即可瞭解其學習內容、教學與評量的全貌。由此可見,日本的課綱把能力指標或素養簡化成課程目標來陳述,比較不強調核心素養的面向與項目的分類,而輔以「學習指導要領解說」來幫教師或教材編者解開「教學與評量」的疑惑(文部科學省,2009)。自然學科以小學、國中學習內容的化學範疇為例,與高中基礎化學的內容比較,整理如表1、表2所示(文部科學省,2009;啓林館,2010)。修訂的新課程主要新增國小3年級的「物質及其質量」、國中7年級「物質的狀態」中的塑膠話題、國中8年級「原子分子」中的週期表、國中9年級「離子」等內容,如表中粗體字所示的單元;及部分內容的移動,如表中加劃底線的單元,國中9年級的「氧化還原、化學變化與熱」移至國中8年級的「化學變化」,國中7年級水溶液的「酸鹼、中和與鹽」移至國中9年級的「酸鹼與離子」。 其中國中7年級「周遭的物質及其性質」在舊課程只討論「物體、物質」、「有機物、無機物」與「金屬、非金屬」的性質及「密度」,新課程則新增「塑膠的性質及其回收」的話題;國中8年級「原子分子」中新增週期表,可觸及常見的元素及其符號,而國中9年級新增的「離子」話題,透過「水溶液的導電性」、「電解反應及其產物」等實驗,讓學生探究、理解水溶液導電的真正原因、離子的形成及其表示法,下節詳述日本國中8、9年級「化學變化」相關單元的活動設計,與國內的課程作比較,省思兩國教科書對課程綱要的解讀與轉化之差異。 表1:日本小學理科的化學內容(藍粗體字:新增單元) 表2:日本中學理科的化學內容與高中基礎化學的內容比較(藍粗體字:新增單元) n  「化學變化」相關單元的學習內容 日本中學理科教科書原本分第一領域(物理、化學)、第二領域(生物、地科)各上下兩冊,中學3年合計4冊的理科教科書,雖然學校分冊發放給學生,但是仍有其攜帶錯置的不便。自2012年起實施國中新課程,中學理科教科書便將生物、物理、化學、地科依各科內容屬性及其邏輯,合科編排成各年級單冊的教科書。為方便比較說明兩國不同版本的編輯者(教師)對課程綱要的解讀與轉化,以「大日本圖書」八年級和九年級教科書有關「化學變化」的內容,與國內教科書做比對。如表3所示,大日本圖書的教科書將課程綱要中「化學變化」的相關內容,分成「化學變化與原子分子」、「化學變化與離子」兩大單元,分別編排在國中8年級第壹大單元、國中9年級第肆大單元。國中8年級「化學變化與原子分子」再分成「物質的組成」、「各式各樣的化學變化」、「化學變化與物質的質量」、「化學變化與熱量的得失」等4章;國中9年級「化學變化與離子」再分成「水溶液與離子」、「酸鹼與離子」等2章。相對地,國內的國中教材多出「化學反應的快慢與化學平衡」、「日常生活中的有機物」等章節。 表3:國中8、9年級教科書有關「化學變化」的內容對應表 大日本圖書 理科的世界 國內某出版社 自然與生活科技 壹、化學變化與原子、分子(國中8) 1、物質的組成 1-1 熱分解(氧化銀的熱分解、小蘇打的熱分解) 1-2 水的電解(水的電解實驗) 1-3 組成物質的成分(原子–大小–質量–性質–符號–週期表、分子、化學式、元素與化合物) 1-4 化學反應式(化學變化與狀態變化、化學反應式) 2 各式各樣的化學變化 2-1與氧結合的化學變化—氧化(金屬的燃燒、有機物的燃燒、緩和的氧化) 2-2 失去氧的化學變化—還原(氧化銅加碳粉的還原反應) 2-3 與硫結合的化學變化(鐵與硫的化合、銅與硫的化合) 3 化學變化與物質的質量 3-1 質量守恆定律(NaHCO3 + HCl、Na2CO3 + CaCl2、NH4Cl + NaOH) 3-2 化合反應物質的質量比率(銅加熱反應的質量變化) 4 化學變化與熱量的得失 4-1 放熱的化學變化(暖暖包成分的混合) 4-2 […]

2015亞洲化學教育國際研討會:日本科學未來館介紹及對科教意義初探 / 周金城

Friday , 11, September 2015 Comments Off on 2015亞洲化學教育國際研討會:日本科學未來館介紹及對科教意義初探 / 周金城

2015亞洲化學教育國際研討會:日本科學未來館介紹及對科教意義初探 周金城 國立臺北教育大學自然科學教育學系ccchou62@tea.ntue.edu.tw n  各屆舉辦地點和本屆辦理概要 由中日韓三國主辦的亞洲化學教育研討會(Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, NICE Conference),各屆舉辦地點分別在:第一屆2006年於韓國首爾的淑明女子大學,第二屆2007年於臺灣台北的國立臺灣師範大學公館校區,第三屆2009年於日本東京的東京學藝大學,第四屆2011年於南韓首爾的首爾國立大學,第五屆2013年於臺灣屏東的國立屏東教育大學與墾丁福華飯店,本次第六屆2015年於日本東京的日本科學未來館(Miraikan)〔全名為國立新興科學與創新博物館(National Museum of Emerging Science and Innovation)〕。前五屆研討會主要在大學校園中舉辦,除了第五屆第二天搭乘巴士移到墾丁福華飯店續辦活動。 第六屆研討會註冊參與的會員共有118人,其中來自日本55人、臺灣37人、韓國18人、馬來西亞1人、香港1人、中國2人、新加坡1人、德國1人、菲律賓2人。臺灣是僅次於地主日本參加人數最多的國國家。口頭論文發表17篇,海報發表35篇,工作坊6場,大會演講4場。由於是化學教育研討會,因此除了口頭論文與海報發表外,同時會安排動手做科學實驗演示工作坊,化學實作因為受限於實驗場地,若沒有在化學實驗室,需要動手操作的化學實驗就必須要很安全,只有安全與無污染的實驗,才能在一般場地實施。因此,能夠在科學展示館辦理化學教育研討會,在動手做科學實驗演示工作坊的實驗主題的選擇上就會有一些限制。 本屆研討會決定在自2001年開館的日本科學未來館七樓的會議室區域舉行,整個場地有四個部分,有未來館演講廳舉行專題演講、海報與廠商教具展示區,以及兩間研討室,整個場地的安排集中在七樓,對整個活動的進行算是相當的方便。本次研討會舉辦的日期是2015/07/29~31,前兩天是研討會,第三天是整天參訪日本東京學藝大學附屬高中的化學實驗教學課程。第二天的下午14:00 ~ 16:00大會有安排參觀位在1到5樓的未來科學館主體展示館,在時間有限的情況下,筆者以兩小時的行程所能參觀到的展示區部分進行介紹。 n  日本科學未來館介紹 一、  未來館地點和各層樓展示 日本科學未來館位於東京交通便捷的台場地區(見圖一),也是日本大型商場聚集的地區。科學未來館門票個人部分售價620日圓(台幣約160元),18歲以下210日圓(台幣約55元),售價算是非常便宜。開館時間10:00~17:00,因為研討會是九點開幕,我們早上無法由大門出入,而是由後方的行政區入口由警衛檢查證件進入會場的。   圖一:Miraikan於東京灣區中以紅點標(左),Miraikan於台場區域中以紅點標記(右) 一樓是標誌性展式區、三樓是常設展覽區—創造未來、五樓是常設展覽區—探索世界還有一間咖啡館、五樓是球幕影院、七樓則是觀景廊內設有餐廳和會議室等。一樓可以花錢另外買票體驗本田(Honda)製造的未來個人移動工具〝UNI-CUB”(註1),看起來有點像一張會移動的板凳,但體積小有其方便性,對未來老年化的社會,行動不便者的移動有其研究的價值與意義。 二、  球型顯示器GEO-COSMOS 由一樓到六的挑高大廳,懸吊一個直徑6.5公尺的球型顯示器GEO-COSMOS(見圖二左)的中央,此球型顯示器是顯示衛星對地球攝影的畫面,走過館場的橢圓形廊橋斜坡走道,會像是由外太空看地球一般,非常的特別。但由於整個環境太亮,若是周遭環境再暗一點,就會更像由太空船內看面向太陽的地球面。此外,觀眾可以躺在大廳向上仰望地球(見圖二右)。   圖二:GEO-COSMOS 顯示地球影像(左),觀眾可躺在大廳仰望GEO-COSMOS(右) 球幕影院門票是可以先在網路預約(見圖三左),這樣就可以確保當天來參觀者可以看到球幕影院中所播放的影片,每場約25分鐘,播放立體天象影片,需要另外付費,成年人300日圓,18歲以下100日圓。三樓有實驗工作室,在周末會舉辦尖端科學技術的實驗教室,也是需要提前上網預約。三樓另外還有好奇心樂園,這是一個可以親子共同體驗的科學活動空間,每次45分鐘,無須再另外購票(見圖三右)。而一樓的販賣部營業時間是由10:00~18:00,17:00展示館關閉後還有一個小時可以輕鬆購物,若販賣部與展示館閉館時間相同,這樣參觀者就需要壓縮參觀的時間去購物,時間錯開這似乎是不錯的營運方式。   圖三:球幕影院說明告示牌(左),可與觀眾互動之現場展示(右) 三、  仿真機器人Otonaroid 說到日本的仿真機器人,就不得不提到日本大阪大學智能機器人學實驗室的主持人石黑浩教授,將認知科學與機器人學緊密的相互結合,指出「為了讓仿製人和真人一樣,我們必須從認知科學、行為科學及神經科學的角度研究人類的活動;為了評估人類的活動,我們又必須在仿製人身上實踐該行動背後的程序。」(註2)。而這些機器人娃娃「Telenoid」(註3)開發目的主要是作為溝通使用(見圖四左),它可以過網路進行遠端操控動作,可以發出聲音做為溝通的工具。而仿真機器人「Otonaroid」(註4),也是可以作為遠距溝通的工具,甚至可以操縱動作,整個外型更接近真人的設計(見圖四右)。2014年所發佈的可播報新聞的仿真機器「Kodomoroid」(註5),其外型就直接由真人仿製,可以像新聞主播一樣進行新聞播報。展示的方式也很特別,觀眾必須蹲下由一個縫隙中來觀看此展示(見圖五)。   圖四:機器人娃娃Telenoid(左),觀眾與仿真機器人Otonaroid互動(右) 圖五:仿真機器人Kodomoroid播報新聞 四、  機器人ASIMO 本田技術研究所所設計製造高度約130公分的機器人「ASIMO」(見圖六),每天有三次每次10分鐘的現場表演,分別是11點、14點與16點。由於16:00要回到7樓參加閉幕式,因此沒有機會看到實際現場表演的樣子,雖然沒有時間能親眼看到,但還是可以透過網路看到它的風采(註6)。由影片中可以看到ASIMO可以走路、上下樓梯、跑步、雙腳跳躍、單腳跳躍、踢足球、開保溫瓶蓋倒水並取水給發出指令者、握手、甚至簡單的舞蹈動作。 圖六:ASIMO會由左邊櫥窗出場和觀眾進行近距離接觸 五、  機器人Paro 2008年日本產業技術綜合研究所製造來陪伴老人和小孩的機器人「Paro」(註7),這機器玩具的外形像一隻幼小的海豹,毛皮和鬍鬚下有傳測器,可以對聽覺、視覺和觸覺等刺激進行反應,可以使用者進行互動,是設計為療癒系的機器寵物,可惜參觀時間不足,這個展示無法親自看到,只能由展場簡介手冊中看到此展示,但YouTube上已有很多這些機器裝置實際運作的影片介紹,筆者也逐一將連結列出。YouTube 2D影片的介紹有時比到現場觀看更清楚與仔細,但少了臨場感,若未來這些介紹能以3D影片呈現,將更具臨場感。 […]

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