108新课纲让你雾煞煞?四大面向搞懂科学考什幺
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新课纲的自然科领域课程究竟与99课纲有何差异?依据新课纲的说明,脉络清楚、分明是新课纲与过去最大不同,新课纲介绍的领域课程介绍的编排顺序,只是一项建议,主旨是用来说明基础物理课程的编排应该具备更清楚的脉络,更有先后传承的故事性。

教材编辑者与第一线教师可以依据教学现场的需要,将自己的观点和创意植入,更动不同的脉络。依据新课纲的精神,脉络清晰分明应是教师要重视的教学策略,即使是必修的探究与实作亦应如此。

教师可将自己的观点和创意植入课程设计中,掌握探究与实作的精髓,因材施教,应能彰显探究与实作的教育宗旨。

「自然科学探究与实作」的教育意义何在?我认为融入「科学探究与实作」,改善过往较少安排动手操作与思考讨论的机会,藉108新课纲的发展,让学生有更多的机会动脑想、动手做、动口说,期待能融入「科学探究与实作」的方法,提升中小学的教育品质。

108新课纲「科学探究与实作」的精神在于培养学生「发现问题」、「规画与研究」、「论证与建模」、「表达与分享」四项能力,亦即透过「科学探究与实作」,长期培育,期待能提升学生的「思考」、「提问」、「探究」、「实作」、「分析」及「表达」等能力,达成新课纲「成就每一个孩子」的愿景。

现今的台湾莘莘学子究竟缺少什幺?身为高中物理教师的我,看到的教学现况是「思考」、「探究」、「实作」、「表达」的机会不足,需要加强这些能力。

探究与实作的题材,通常起源于阅读与观察,取材及教学设计必须符合「发现问题」、「规画与研究」、「论证与建模」、「表达与分享」四项指标。透过观察、假设、实验,提出结果和看法,这是培养科学素养很好的途径。

例如,「斑马的条纹」是一个探究的主题,「为什幺斑马会有条纹?」目前的科学家提出的解释包括保护色、调节体温和社交功能,不过一直没有定论。这个主题有趣吧!有趣的主题很适合探究与实作。

英国布里斯托大学与美国加州大学戴维斯分校的科学家,最近提出推论,他们发现,虽然一般的家马和斑马都会吸引马蝇,但马蝇一接近斑马,飞行速度会变慢,甚至无法準确吸血;科学家让家马披上条纹马衣后,也获得相同结果。

他们据此推论,条纹能混淆马蝇的视觉,减少斑马被马蝇吸血的频率。针对「为什幺斑马会有条纹?」的主题,可设计符合「发现问题」、「规画与研究」、「论证与建模」、「表达与分享」四项指标的教学活动,涉及生物学、物理学和语文表达等。

从物理学的观点,学生或许可从光学的颜色讨论,或许延伸讨论光学原理、色光的互补色以及生物学理论,从实验中获得结论后,能言之有理。

在诸多丰富多元的「探究与实作」资源中,我们必须掌握自然科学领域课程纲要的「探究与实作」的学习要点。

其一是「发现问题」,内容有四项,包含观察现象、蒐集资讯、形成或订定问题,以及提出可验证的观点。课程发展历程中,我们应引导学生基于好奇、求知或需要,能观察生活周遭和外在世界的现象,察觉可探究的问题,促使我们能蒐集整理资讯,釐清并且订定可解决或可测试的研究方法,预测可能的结果,提出想法、假说或模型。

就「观察现象」而言,学会从日常经验和学习活动中观察物体和现象的变化,推测所观察现象的可能成因。就「蒐集资讯」而言,能利用报纸、图书、网路和媒体蒐集相关资讯,并判断资讯来源的可靠性,阅读与理解资讯内容,整理与摘取适当的资讯等。

就「形成或订定问题」而言,从观察和分析蒐集的资讯所得,透过阅读和整理,提出适合科学探究的问题,并能从中分辨及选择优先顺序,成为着手探究的主题。

就「提出可验证的观点」而言,乃是能依据选定的问题,提出想法、假说或模型。

其二是「规画与研究」,学习内容应含括寻找变因或条件、拟定研究计画、蒐集研究资料数据。在此项的学习历程中,学生应学习根据提出的问题,拟定研究计画和进度,分析影响结果的变因,选择与设计适当的工具或仪器观测,俾能获得有效有用的数据,或根据预期目标,测试得到最可能的好成果。

就「寻找变因或条件」而言,从实作中学习判定与研究问题相关的影响因素,并能分析因素间的关联,进而合理预测探究的可能结果。就「拟定研究计画」而言,学习依据提出的问题,计画适当的方法、材料设备与流程,能应用或组装合适的器材与仪器。

就「蒐集研究资料数据」而言,能学习如何设计适当的纪录格式来详实记录,有系统性地蒐集定性或定量的资料数据。

其三是「论证与建模」,内容包含分析资料和呈现证据、解释和推理、提出结论或解决方法、建立模型。这项重点主要是让学生学习分析资料数据以提出科学主张或结论,能发现新知或找出解决方案。发展模型可以呈现或预测各因素之间的关係。

检核资料数据与其他研究结果的异同,则能提高结果的可信度,了解研究的限制与不足。

就「分析资料和呈现证据」而言,学会资讯与数学等方法,有效整理资料数据,根据整理后的资料数据製作图表,并从探究过程中的资料数据,整理出规则,提出分析结果与相关证据。

就「解释和推理」而言,学习从数据的变化趋势,讨论其蕴含的意义,或推测相关性背后可能的因果关係,根据探究结果得到解释。

就「提出结论或解决方法」而言,乃由探究结果的解释而形成论点,再依据证据提出合理的解决方案。从这一项中,由探究结果形成结论或新的概念或问题,并进一步检核结论与其他相关的资讯或证据的异同。

就「建立模型」而言,可由探究结果建立合理模型,以描述观察到的现象,并检视是否察觉模型的局限性。

最后是「表达与分享」,此重点包含表达与沟通、合作与讨论、评价与省思。「表达与沟通」是以适当的口语、文字、图像、影音或实物等表达方式,呈现自己或他人的探究过程与结果。

在这个重点中,应学会正确运用科学名词、符号或模型,有条理地展现探究过程与结果。简言之,就是能言之有物、言之有序、言之有理,陈述探究结果。

就「合作与讨论」而言,应学会倾听他人的报告,并能提出具体的意见或建议,能评估别人的探究过程,找出优点和限制,也提出合理的怀疑及提出可改善的方案。

「评价与省思」是指能反思探究成果的应用性、限制性与可改进之处,且能了解科学知识是人们理解现象的一种解释,但绝对不是唯一的解释,能体验科学探究重视实作经验与证据,以及探究结果的可重複性。

【书籍资讯】
《如何学好高中物理》

108新课纲让你雾煞煞?四大面向搞懂科学考什幺

出版日期:2019.07.22

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