科教館女性科技人才培育課程綜論與教學現場延伸運用之實踐

資料來源
60-05
文/黃真瑱、佟冠誼、蘇萬生
圖/黃真瑱


圖1. 女性科技人才培育課程融入低年級課室,臺北市金華國小學生。

科技部「女性科技人才培育計畫」定義的目的為針對我國女性於STEM(Science, Technology, Engineering and Mathematics)領域之學習及參與現況,提出促進措施與活動或出版設計,以提升女性學習科學之興趣,並促進女性參與科學及從事科學工作。自民國103年起,科技部極力推廣女性科技人才培育(以下簡稱女培),很幸運地,國立臺灣科學教育館(以下簡稱科教館)於108年獲得科技部補助,開始進行為期1年(108年8月~109年7月)的首屆女培計畫—「嘿!女孩們!動手探索科學趣」。此計畫是利用學校晨光時間進行教學,透過學習科學相關的實作課程,激發國小女學生對科學研究的興趣,以提升探索科學的能力與科學素養,進而增進學生探究問題的能力。本文首先將科教館與臺北市四所學校合作入校推廣的實作課程、參觀「設計我們的世界-科技性別化創新」特展、親子共學課程與教師研習做一綜合論述後,而後分享金華國小黃真瑱教師藉此計畫之課程設計理念發展出適合低年級學童的探究與實作課程,並成功應用於教學現場之實踐。


 壹、計畫發想


一、世界各國仍存在對性別的不平等
2018年歐洲核子研究組織(CERN)舉辦了一系列的講座中一位來自義大利的物理學家斯特魯米亞(Alessandro Strumia)在台上表示,「女性在物理學上的表現不如男性,但像他一樣的男性科學家卻被調職,由經驗不足的女科學家頂替他們的位置,真正受到性別歧視的應該是男性。」 (地球圖輯隊,2018)。2019年黑洞照片被公布後,協助團隊開發演算法的29歲女科學家布曼(Katie Bouman)被推舉為最大功臣,她雖然一再強調成果來自團隊合作,但卻因當時媒體的吹捧,使她受到很多與性別有關的攻擊(陳鈺臻,2019)。由此可見,就算女性科學家在各方面有卓越表現,也不免受到性別的不平等。

二、管漏現象
在性別與科技研究中常用的譬喻,用來描述女性在理工學科以及科技專業領域中,越往高層人數越少,就像會漏水的管子一樣,越往前進,水漏得越多,剩下在管子裡的水變少。根據教育部統計2014年至2018年,有關理工科女性畢業生人數發現,的確越往上就讀,人數越少,且是大幅變少(教育部統計處,2019)。

表1. 104-108學年度高等教育STEM女性畢業生人數統計表

說明:本表STEM領域係指「自然科學、數學及統計」、「資訊通訊科技」及「工程、製造及營建」領域。來源:教育部統計處。

三、性別刻板威脅
刻板印象威脅(stereotype threat effect)是 C. M. Steele 與 J. Aronson 於 1995 年以心理學角度提出的社會現象,指當某群體受到社會上的負面刻板印象影響時,會導致該群體的個人在行為表現上變差的現象,從此研究發展以來,已經在多個領域都證實此現象存在,而若此威脅現象與性別刻板印象相關,則稱為「性別刻板印象威脅」(陳皎眉、孫旻暐,2006),也因此在同性別較多的環境下,少數不同性別的人會懷疑自己的能力不足,對自己產生信心不足的現象。


 貳、女培課程設計總論


一、入校課程規劃

(一)設計理念
以跨科學為架構,主要培養學生「探究與實作」以及未來面對生活中挑戰的能力,並讓學生透過「動手做」與小組合作來進行實踐。安排女同學接觸STEAM(Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics)的科學動手做課程活動,有助於提升女同學從事與科學相關的學習興趣以培養其及探究與實作的能力。

(二)課程設計大綱
十個課程主題設計融合的領域涵蓋自然科技、社會、綜合、語文、藝術人文、數學,搭配新課綱的核心素養,邀請各領域的優秀老師入校推廣探究與實作。 表2. 女培課程設計大綱表

二、教師研習活動

(一)研習活動目的
有計畫、有系統、有組織、有目標導向的研習活動,可以透過各種方法,來增進教師的專業知能。另一方面,教師研習活動的目的也因為隨著社會變遷、知識不斷進步和專業化的需求等,來提供教師更多面向的思考以及開拓教師教學上的視野。

(二)研習活動的規劃
研習活動的主題融入自然、藝術、語文、數學、社會等領域,理論與實作的相互應用,協助推廣學校教師指導學生的多面向題材。

表3. 女培課程教師研習活動規劃大綱

三、親子共學假日課和校外教學

(一)親子共學課程與校外教學目的
一般來說,小孩的學習深受父母的價值觀所影響,因此,透過親子的共同學習,小孩將從活動之中,體會到父母認真學習的態度以及面對挫折的容忍力,這樣的直接感受與學習,會是更為有效。另外,學生一向對於走出校門學習比坐在教室聽課要來得有興趣多,故透過校外教學等多樣態的學習途徑,可增進學生的學習意願。

(二)課程設計大綱
親子課程與校外教學搭配活潑生動的主題,讓家長與親子間都能輕鬆駕馭,尤其將親子共學的部份作為主要推廣內容,家長與學生將學習獲得的知識帶入生活當中,能夠獲得不一樣的視野。

表4. 女培課程親子共學及校外教學課程設計大綱表

 參、女培課程概念實際在低年級課室中延伸教學應用


參與上述所有教學活動後,教師將原本在高年級女學生實施的女培課程概念,試著融入低年級的課室中作為教學延伸。以下就延伸教學的部分進行介紹。

一、臺灣傑出女科學家系列影片介紹 首屆「臺灣傑出女科學家獎」頒獎典禮於2008年1月舉行,目的在表揚女科學家的傑出成就及對社會的貢獻,並以此典範鼓勵更多女性參與科學,促使科學界兩性均衡,進而更加速科學精進。教師藉由此系列影片介紹女性科學家讓學生認識。

(一)實施時間:每週兩次晨光時間介紹女科學家系列影片,共三週,介紹六位女性傑出科學家。

(二)實施內容:
一次介紹一位女科學家。分別為第三屆傑出女科學家獎得主,研究B型肝炎及C型肝炎病毒領域的吳妍華博士;第三屆傑出女科學獎得主,新生兒膽道閉鎖的專家,嬰兒大便卡的發明者張美惠博士;第四屆傑出女科學獎得主,改寫臺灣地震理論的馬國鳳博士;研究類固醇功能調控、斑馬魚發育的鍾邦柱博士;研究超導、半導、磁性超晶格的郭瑞年教授;第五屆傑出女科學家獎得主,研究甲殼類疾病及免疫學的羅竹芳博士。

(三)實施方式:
由於題材的內容對於低年級的學生較為艱澀,每一部介紹影片只有不到十分鐘,但是很多部份需要老師一邊播放,一邊解說的方式進行,每一支影片的課堂使用時間約在35至40分鐘。在結束影片播放及解說結束後,會進行有獎徵答,測試學生是否有吸收到重點。另外,桌遊活動則在規則說明與熟悉卡牌之後,分別兩次讓學生進行實際玩桌遊。


圖2. 女科學家系列影片欣賞
(影片來自「臺灣傑出女科學家獎」網站)

(四)學生回饋:
多數的女學生覺得透過女科學家的故事,原來也有這麼多很優秀的女科學家活躍在不同的領域當中。多數的男學生覺得更加佩服具有研究精神的女研究者,並想向她們看齊。

二、「傑出女科學家」系列影片與桌遊課程結合繪畫比賽

(一)實施時間:桌遊活動利用三次晨光時間;繪畫比賽使用兩節生活課,共200分鐘。

(二)實施內容:桌遊遊戲規則說明、實際分組練習玩桌遊、舉辦競賽、課堂繪畫指導。


圖3. 分組玩女科學家桌遊卡牌

(三)學生作品欣賞


圖4.學生作品1


圖5.學生作品2


圖6.學生作品3


圖7.學生作品4


圖8.學生作品5


圖9.學生作品6


(四)家長及學生的回饋:
舉辦繪畫比賽除了增加小朋友的主動學習外,也深受家長好評,家長表示老師在引導的過程,學生會無形中主動想去了解更多不同的學習領域。再進一步透過遊戲圖卡讓學生認識不同的研究領域,了解到原來研究一個小小的東西也能發光發熱。

三、設計搭配生活課程的科普文章閱讀

(一)實施時間:晨光時間,共五次,200分鐘。

(二)實施內容:
設計五篇閱讀科普小文章,內容涵蓋生活課本裡面「風而吹過來」、「一起來玩吧」、「聽,那是什麼聲音」單元,再加上,小朋友最喜歡的動物課程相關主題。五篇文章分別為「什麼是風」、「大氣壓力看得見」、「聲音是什麼」、「鳥類救傷知識」、「認識小刺蝟」。

(三)實施流程:
先讓小朋友安靜閱讀短篇科普文章,並先預先作答文章下方的題目。接著,帶著全班同學導讀每段重點,再請小朋友想一響剛剛回答的問題是否判斷正確或是讓孩子回家完成親子共作的作業。
圖10. 科普文章一


圖11. 科普文章二

(四)學生回饋:
透過短文的科普知識,學生大多表示他們更容易理解科學的原理和知識。對老師而言,必須嘗試將科學知識用簡單的文字來表達讓學生易懂,而當文字簡單呈現時,學生反而不覺得科學是門深奧的學問。

四、實作與勞作

低年級年紀較小,對於塗塗畫畫與勞作十分感興趣,因此,教師透過簡單的實作與勞作課程,將科學概念融入生活課程的勞作與實作中,增加課程的豐富性與趣味。

(一)實施時間:生活課十節,共400分鐘。

(二)實施內容:

1.製作風的玩具
帶著學生製作了多樣的風玩具,有龍捲風、風陀螺、迴旋飛機、十字球,學生完成作品之後,可以小試身手(圖12)。

2.測試壓力-變大的氣球
利用真空罐和氣球,與學生玩了一場測試壓力的小遊戲,將吹好鼓起的氣球放入真空罐當中,藉由抽出空氣的過程中,體驗氣球變大,驗證波以耳定律(圖13)。

3.製作壓力小玩具
使用塑膠小滴管、圖畫紙、彩繪用具等,製作出飛吧超人的小玩具,做完之後,學生可以將作品拿來玩遊戲,並進行競賽(圖14、15)。


圖12. 製作風的玩具(龍捲風)


圖13. 抽氣後變大的氣球


圖14. 壓力玩具(標靶製作)


圖15. 壓力玩具(小滴管)

4.製作聲音蛇
利用毛根、紙杯簡單的道具,製作出聲音蛇的小玩具,看著學生透過聲音的震動讓毛根蛇動了起來,體會聲音的傳導,過程中大家也都玩得很開心(圖16)。

5.拍翅鳥
利用西卡紙、吸管、彩繪用具等製作出自己的拍翅鳥,而學生透過拍翅鳥的製作過程中,觀察學習到鳥的翅膀運動方式(圖17)。

6.蛋糕盤刺蝟
利用蛋糕盤及彩繪用具製作出小刺蝟,過程中將觀察到的刺蝟身體特徵,如鼻子和身上的刺毛表現出來。


圖16. 體驗有趣的聲音蛇


圖17. 學生專注於製作拍翅鳥


圖18. 利用簡單材料蛋糕盤製作彩繪刺蝟

(三)學生回饋:
學生最喜歡動手實作,尤其小女生,對於手作課程內心自然雀躍不已,會主動分享作品並幫助其他拙於手作的男生,在彼此互動過程中,女生自信心不知不覺提升,而對於科學小玩具自然更能激起興趣;特別的是,女生在課餘時間也會製作其他科學小玩具與老師分享。


 肆、結論與建議


根據在低年級班級之執行情形,提出下列結論與建議:

一、科學結合勞作,女孩兒更有自信
低年級的學生不管男生或女生都最喜歡塗塗畫畫和動手做,因此將簡單的科學原理搭配在生活課的勞作當中,更能讓學生提起興趣學習,邊觀察邊做邊玩,同時也發揮了更多的創意。同樣的,實作的部分也占課堂的絕大部分,讓學生邊做邊創作,尤其女生手比男生巧,科學加上勞作,女學生更是有自信。

二、利用晨光時間豐富科學內涵
教師協助高年級學生在晨光時間實施女培課程入校推廣,學生表示會期待下一次的晨光科學時間。因此,我將簡單的科學概念帶入低年級晨光時間,以不影響正常課程為主要目標,又能夠多給學生一些額外的科學概念,提早開啟他們將來喜歡科學,願意主動投入科學的一扇窗。

三、發展關於女科學家的繪本和動畫
宮崎駿的動畫為何能如此的暢銷,動畫老少咸宜,更何況越小的孩子越喜歡看卡通影片,若能夠將女科學家的奮鬥事蹟或是生平故事利用繪本表示或是動畫呈現,潛移默化,吸引小朋友,相信會更有助於推廣女生願意嘗試科學工作。

四、邊玩邊學的科學
學生在遊戲時,會產生想像力,會沒有壓力,會有與同伴自然的溝通能力。邊玩邊學的科學,就像在遊戲一樣,學生雖然是在遊戲,卻不知不覺的學到了知識,並且會與同伴用自己的語言說出學到的道理,回到家也會用自己的語言跟家長傳達學到的知識。


 參考文獻
時時(2018)。「物理是男人一手打造的-義大利科學家發言惹議。地球圖輯隊。取自:https://dq.yam.com/post.php?id=10047
陳皎眉、孫旻暐(2006)。從性別刻板印象威脅談學業表現上的性別差異。教育研究,147:19-30。
陳鈺臻(2019)。科學界也難逃性別歧視歪風?世界首張黑洞照片「功臣」引發爭議,女科學家慘遭網軍攻擊。風傳媒。取自:https://www.storm.mg/article/1171562
教育部(2019)。性別統計指標彙總性資料-學生。教育部統計處。取自:https://depart.moe.edu.tw/ed4500/cp.aspx?n=DCD2BE18CFAF30D0



黃真瑱
臺北市立金華國民小學教師
佟冠誼
國立臺灣科學教育館推廣組行政專員
蘇萬生
國立臺灣科學教育館推廣組薦任編輯