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專題導言

STEAM

「To do, To understand」的探究與實作



文
邱美虹/國立臺灣師範大學科學教育研究所教授
 
「不聞不若聞之，聞之不若見之；見之不若知之，知之不若行之。」--荀子

12年國民基本教育自然科學領域綱要指出：此次新課程的核心價值是在學習科學核心概念、強化探究與實作的能力、認識科學本質和培養科學態度，尤其在探究能力的學習表現方面，強調學生應培養手腦並用，並能展現思考智能與問題解決的能力。換言之，此次自然領域課程綱要打破過去太過強調知識面的認知學習，改為著重於知識的運用、與生活的結合，透過實作和融入社會的科學議題學習內容來了解科學知識與技能的價值與重要性。

「這樣教我就懂」的探究活動提供教師與學生體驗科學、認識科學、運用科學到挑戰科學的機會。對教師而言，從知識的傳遞到思考智能與問題解決的啟發，無一不是挑戰，唯有教師願意翻轉教學，從心動到行動，才能引發學生主動學習的興趣、與進一步探索科學、滿足求知的好奇心。對學生而言，從被動的知識接受者到主動的探索、尋找與解決問題，改變學習的方法就有可能改變學習的態度與目的。自然領域新課程綱要的目標與理念以及對探究與實作能力的重視，希望在「這樣教我就懂」的探究活動中得以彰顯，也期待教師可以在學校的課室教學中以探究與實作為常態教學，提供學生更多認識與喜愛學習科學的機會。

本期月刊「這樣教我就懂」專題刊登五篇獲獎的作品，以下簡要說明其活動設計之特色。

首先是林辰駿老師的生態瓶活動設計，以感官經驗出發，在實驗過程中，強調觀察、記錄、比較，以找出「生態系」中的生物三因子(生產者、消費者、分解者)與環境因子交互作用下所形成的體系之間複雜的關係，以及物質循環與能量轉換所形成的動態平衡。這活動符合新課綱所提出的核心概念(基本組成、能量、與動態平衡)的學習，同時在活動中引導學生討論環境議題，可培養學生對永續發展的認識。

第二篇文章是由吳和桔老師從STEAMS的角度設計探討環境空氣品質的探究活動。臺灣這些年來有關空汙問題(PM2.5)相當嚴重，透過認識空氣污染物的種類與來源及其對健康的影響，並進一步實作簡易的空氣清淨機以檢測空氣品質，此活動設計結合STEAMS各領域的核心能力，可以拓展學生的學習經驗與視野。

第三篇文章是馬瑪宣老師的〈甜祕密—糖漬中的科學〉，此活動設計簡單有趣，將探究與實作活動帶入家中， 是一項深入淺出的家庭科學活動。此活動牽涉到滲透壓和糖漬抑制細菌生長的概念以及實驗酸鹼度pH等儀器的使用等等。從數據處理與分析、影片剪輯，以及形成性評量學習單的評分規準的設計，使此活動雖看似簡單，但是活動內容豐富且具深度，可供教學之參考。

第四篇文章是紀則賢老師的〈燃燒你的小宇宙—真人太陽系之教案實作〉。作者透過自己身為教師的反思，改變傳統教學策略改以角色扮演出發，來引起學生的學習興趣。由於這項以學生為中心的學習活動，使學生展現出主動與積極學習的態度和發展出解決問題的熱情，除認識到公轉、自轉的快慢與方向的不同，以及衛星跟行星環的存在，且改變學生的學習方式與態度，更重要的是改變了教師的教學觀，真是教學相長。

最後是吳沛穎的〈生物體內的化學反應—沈浮的葉子小艇〉，這是一個有趣的跨科活動設計，透過一連串跨科主題(化學和生物)的教學活動以及文本閱讀，讓學生從進行實驗、彙整實驗結果與分析問題中歸納出影響光合作用速率的變因，並完成撰寫科學報告。此跨科探究活動可拓展學生認識學科之間橫向的連結關係，同時科學文本的閱讀也是培養學生科學基本素養的重要一環。