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 […]

校本必修與多元選修：中山女高多元選修：專題研究法   曹雅萍 台北市立中山女子高級中學 教育部高中化學學科中心 yapingchem@gmail.com   n   前言 108課綱正式上路後，總綱明定：學生需修習「跨領域/科目專題」、「實作(實驗)」或「探索體驗」等課程類型之相關課程，至少合計 4 學分。而資賦優異相關之特殊需求領域課程綱要更是明訂「獨立研究」為數理資優班的課程學習內容，並分為一般探索、研究方法訓練、獨立研究實作三大主題。為因應此一變化，而設計此一多元選修課程，主要對象為數理資優班的學生，期許未來能推廣到對獨立研究有興趣的一般班學生。 n   課程設計理念 為了配合培養學生獨立研究的目的，本課程著重面向如下： 1.      建立學生正確的學習方法與態度，培養學生自學與團隊合作的能力。 2.      學習並了解完整研究方法，以奠定科學研究學習的基礎，期許學生具有進行專題研究的能力。 前面3周課程主要目的在培養學生的自學能力，內容包括：介紹如何運用合適的關鍵字，並以搜尋引擎或學術搜尋引擎蒐集資料；介紹獨立研究經常用的資料庫，例如碩博士論文系統和台灣雲端書庫等；最後則介紹如何將蒐集到的資料進行分類整理與儲存，並說明如何引用參考資料，與參考資料的引註格式。此部分的教學是在電腦教室中進行，讓學生進行實際上線操作。 之後，則選用適當的科展報告為主題，讓學生拆解並分析科展報告主要的架構，並以他人的科展報告，製作概念圖與摘要。主要目的除了瞭解獨立研究報告的組成元素外，還希望訓練學生的閱讀理解與摘要能力。 數據處理能力與專題研究能力的培養，則是課程接下來的主要目標。分別是由數學老師說明如何以excel處理數據，如何有效運用圖表解釋數據，以及誤差的意義；科學老師則以浮冰和反應速率為主題，說明為何要進行實驗設計，以及如何進行實驗設計；最後再以CER(claim、evidence、reasoning)架構，介紹如何對數據進行論證與解釋。 至於評量方面，除了過程中以學習單，進行形成性的評量外，會再根據不同的主題單元，以不同形式進行總結性的實作評量，共包括以下幾個部分： 1.      應用所學的資料蒐集方式，尋找自己有興趣的研究主題，將資料閱讀整理後，參考科展基本架構(不包含實驗結果、討論與結論)寫出專題實驗計畫書，並需以正確格式引用參考資料。 2.      2人一組，以團體合作的方式，進行實驗設計，並將實驗主題、實驗目的、實驗設計、實驗記錄(自行設計表格)和實驗結果(圖表呈現)完整以海報呈現，並以3分鐘時間進行口頭發表。 3.      應用所學的CER論證架構，完成學習單。學習單內容則提供台灣周遭歷年海水溫度變化、歷年烏魚產量與區域圖關係，以及不同立場的大陸烏魚進口相關報導文章。 18週課程設計如下表一，以下將針對實驗設計與CER的課程，簡介課程實施狀況。 表一：18週課程單元與內容綱要 週次 單元/主題 內容綱要 1~2 自主學習策略 1.      資料整理工具介紹。 2.      資料蒐集網站介紹。 3.      自主學習工具介紹(雲端資料儲存、資料庫和資料整理等)。 3   資料蒐集與整理 實作 1.      以自己有興趣的議題出發，蒐集相關資料並整理。 4~5 專題報告 大綱解析 1.      以科展作品賞析出發，介紹專題的內容與流程 2.      閱讀策略－擷取資訊與概念圖介紹 […]