自然課進行中，小朋友怎麼突然離開座位開始跑跳或是進行各種肢體運動呢?為了改善小學生課堂久坐導致專注力下降，影響學習效率的問題。教育部近年推動TAKE 10計畫，參考國外安排課堂間適宜身體活動，以改善學生坐式行為與專注力下降現況1。期望在課間進行10分鐘的肢體伸展運動，促進學生的專注力與學習興趣。然而，高年級的自然課程通常進度緊湊，課間安排純粹的肢體運動可能延誤教學進度。因此，我們嘗試導入體感式學習的理念，自五年級的課程中挑選出學生普遍認為抽象不易理解，或是值得再延伸探討的三個單元課程，設計合宜的肢體活動與科學遊戲，期望提升學生學習成效。

 觀測太陽--太陽的位置與運行軌跡

本單元牽涉方位、仰角等數學幾何概念，且必須以量測陰影變化的間接方法觀測太陽位置，學生學習負荷較大，易因學習挫折而專注力降低。因此，我們在每堂課皆安排10分鐘左右的體感活動，藉由肢體伸展紓緩學習壓力，並提供學生具象體感學習。教學實施流程如圖1。


圖1. 教學實施流程

在課本實驗中常利用手電筒與立竿模擬操作竿影與太陽位置的相對關係，或利用半天球模型描述四季太陽運行軌跡變化。由於缺乏親臨感，許多學生對於太陽方位與軌跡的描述仍是一知半解。當學生學習中顯示出困惑與倦怠時，利用下課前的5-10分鐘，我們試著實際帶領學生到晴朗空曠地點，在陽光下進行手臂伸展與身體轉向的伸展與平衡運動，同時觀察身體影子所在方位 (如圖2 )。在伸展與繞圈中，學生同時觀察身影位置，藉此了解影子所在的位置與光源位置有關，並不會因為身體的轉向而改變。

第二節開始，除了前述活動外，再加上圖3中學生以雙臂打直成直線，身體左右擺盪伸展的動作。並請學生執行低姿手臂伸展動作，左手臂打直瞄準影子最前端，觀察右手臂的抬起的角度變化。

由於每次上自然課的時間不同，太陽位置與影長也會改變，經過幾次活動後，請學生分享每次伸展活動的姿勢有什麼變化。學生能覺察當影子越短時，為了讓左手臂瞄準影子最前端，右手臂會舉得越高，進而能延伸討論不同時間影長與太陽高度角的變化情形，以及太陽觀測器的製作原理。

講解太陽運行軌跡與四季晝夜變化時，可搭配圖3的動作，讓學生張開雙臂為地平線，右手握拳代表太陽在天空的位置，進行手臂繞旋運動，藉此提供身體伸展機會，並體驗太陽的運行軌跡。一年之中太陽運行軌跡有什麼不同呢?不同組別指定不同的節氣，學生以手臂比擬正午12點太陽在天空中的位置，確定不同節氣正午時太陽最大的高度角。若右手拳頭以相等速度繞經不同高度後移動至左手拳頭比擬的西方地平線 (如圖5)，那個季節要花較長的時間呢?由此延伸探討太陽四季軌跡變化與晝夜長短變化的關聯性。


圖2. 伸展繞圈，觀察身影的方位


圖3. 以雙臂觀察影長與太陽仰角關係


圖4. 手臂繞旋運動模擬太陽運行軌跡


圖5. 指出不同季節正午時太陽位置

 動物世界面面觀--動物的回聲定位法

本單元前半段課程中安排相關影片、照片，學生多數表現出濃厚的興趣。因此，體感活動安排於後半段，探討生物回聲定位法的抽象概念中，透過下課前的小遊戲，讓學生體驗影片與照片不易呈現的音波傳遞與接收情形。實施流程如圖6。


圖6. 教學實施流程

動物利用的超音波辨識周遭環境或運用於覓食與避敵的能力小朋友都不陌生。不過如何想像牠們如何分析回音得到空間中的資訊?卻是一個難以用口語解釋的問題。在動物世界面面觀單元有許多類似的現象與專有名詞，學生最後往往選擇直接背誦這些名詞的定義，因而覺得這個單元十分耗費腦力。在小朋友腦力快達到最大負荷時，不如帶他們到戶外玩一場科學遊戲，緩解學習壓力。

學生到達空曠場地後分為下列三組：

1.樹木組：席地而坐，圍成一圈，遊戲中安靜地坐著，但是當蝙蝠太靠近時要發出聲音提醒蝙蝠別撞上了。

2.蝙蝠組：進入圓圈中央，以頭巾矇住眼睛。遊戲開始後，定時發出一聲「嗶」聲，靠著回覆的聲音判斷昆蟲的位置，追逐並用手捕捉。

3.昆蟲組：當蝙蝠組的小朋友發出「嗶」聲，必須同時發出「嗶~嗶~」兩聲回應，讓蝙蝠組能透過聽聲辨位，在圓圈內躲避蝙蝠的捕捉。

如圖7學生活動情形，第一輪遊戲時，蝙蝠與昆蟲組各安排一位同學，蝙蝠在限時的2分鐘內努力捕捉昆蟲。各組學生會發現蝙蝠要捕捉到昆蟲並不容易。第二輪開始，逐步增加圓圈內昆蟲與蝙蝠組的人數 (圖8)，隨著加入更多的小朋友後，蝙蝠成功捕捉到昆蟲的機率增加了。

回到教室後，教師可由各輪遊戲的結果引導學生思考，在生態環境中，各種生物的數量與掠食者捕食的成功機率有什麼關係?當某個地區的生物數量越少，掠食者捕食成功率會有什麼變化?藉此引導生物族群數量與物種多樣性有利於維持食物鏈平衡的概念。


圖7. 一對一模式


圖8. 多組共同進行遊戲

 神奇的水溶液--水溶液的導電性

本單元實驗活動多，基於安全考量，並不適合與體感活動並行。因此，於解釋水溶液導電性的抽象概念課堂中，安排20分鐘的體感式科學遊戲。藉由活動建構學生粒子模型概念。實施流程如下圖9。


圖9.教學實施流程

對於大多數小學生的印象中，神奇的水溶液單元，是充滿繽紛色彩與亮光點點的美好回憶的課堂。學生化身色彩魔法師，看著各種水溶液混合後，酸鹼指示劑的顏色變換。可以打破禁忌，大膽地將電線放入水溶液中，觀察水溶液是否具有導電性。老師們也能找到許多利用這些科學原理製作創意活動設計或科學玩具。

然而，由於國小學生尚未建立電解質解離的概念，這些活動雖然有趣，但卻不易對小學生解釋背後複雜的科學原理。學生歡樂的做完實驗之後，總會有學生提問「為什麼連接食鹽水的LED燈比連接食用醋的亮?」這些提問蘊藏了學生的強烈探究動機。

12年國教課綱中，期望引領小學生在自然課程中建立「粒子」的微觀概念，為國中科學學習做準備。我們認為本單元可以相關科普影片引起學生學習動機，再透過圖卡黏貼遊戲讓學生從科學遊戲中讓學生察覺與思考粒子的存在。

由於中學課程才介紹阿瑞尼士酸鹼理論，為了讓小學生建構電解質解能導電的的基本概念，先播放LIS情境科學教材網站，介紹阿瑞尼士酸鹼理論影片（3），學生從輕鬆詼諧的影片劇情中，理解水溶液的電解質與水溶液導電性的關係。

學生建立電離說的基本概念後，開始進行以下的圖卡遊戲：

1.每組學生會拿到糖水、鹽水、食用醋、小蘇打水等四種不同水溶液的圖卡。各圖卡的空格中，有些貼有魔鬼氈，有些貼著紙貼紙，象徵不同水溶液能解離的離子數目各有不同。

2.學生將象徵解離離子的乒乓球黏在圖卡上，黏貼完成後將圖卡張貼在黑板上。組內同學利用抽籤決定自己負責的水溶液圖卡。

3.遊戲開始，各組進行計時競賽。小朋友依序從自己負責的水溶液圖卡上取下乒乓球 (圖10)，跑至教室後方向老師換取一張燈泡圖片 (圖11)，回到黑板上貼回圖卡下方導電性的欄位 (圖12)。

4.遊戲結束後，學生檢視各水溶液圖卡上燈泡數量多寡進行排序，對照先前水溶液導電性實驗，各種水溶液燈泡的亮度強弱 (圖13)。 教師進行總結說明實驗中，燈泡的亮度與水溶液的導電性有關，而水溶液導電性的強弱則取決於各種水溶液的解離度。

圖10. 取下圖卡上的乒乓球


圖11. 換取燈泡圖卡


圖12. 貼上燈泡圖卡


圖13. 依據圖卡上燈泡數量排序

 結語

近年許多學者極力推廣在靜態課程活動中，進行與學科結合之身體活動的體感式學習法。依據學習內容搭配合適的動態活動，能顯著提升學生學習專注力2。在自然課程中，學生透過肢體模擬或遊戲式學習活動理解抽象概念，更可避免講述式教學因學生的理解力與想像力不同，造成學習落差。試行結果發現原先以背誦方式學習太陽軌跡變化的學生，透過肢體的模擬操作，對於學習內容的理解度有明顯的提升。而原本在小組內較不積極參與學習活動的學生，因為團隊活動的激勵，能更積極的投入活動。而場地的選擇與課程時間的安排是執行中最大的挑戰，大部分活動適合於開闊場地進行，學生往返活動場地的動線，以及活動與靜態課程的穿插安排需有妥善規劃。建議活動量較大的活動，宜安排於下課前，避免課間執行後，學生短時間內無法回歸靜態學習課程。活動執行後也應針對活動內容進行回顧與總結，避免流於單純的肢體伸展與跑跳運動，讓體感式活動發揮最大學習效益。