臺灣科學節創意實作科學營推廣與省思

文/洪偉清

 壹、活動的緣起


2020首次辦理臺灣科學節全國科普推廣活動,國立臺灣科學教育館特別邀請陸官科普團隊,協助策劃一系列創意實作科學營的活動,為首屆臺灣科學節科普推廣點燃啟航信號燈,活動推廣活動規劃於10月中旬至11月初,推廣活動預期辦理的地區包含馬祖、桃園及台北等地,馬祖地區預期規劃辦理國中小教師研習營、國中志工培訓營及國小創意實作科學營;桃園地區規畫辦理高中志工培訓營及親子創意實作科學營;台北地區則高中志工培訓營及國高中探究實作暨科普關關競賽營,希望透過系列性的辦理大型推廣活動,讓更多民眾與學子一起參與活動,有效宣傳臺灣科學節科普推廣新亮點,更藉此結合在地的學校的資源、科技部及教育部等科普計畫資源,經辦優質的科學教育推廣活動,希望以多元有趣各式活動重新喚起大家心中的科學魂,讓國人一起關注臺灣科學節誕生的重要與意義。

 貳、科普活動的深耕與發展


2008年起我們積極鼓勵陸官老師一同參與科學教育推廣活動,並組成陸官科普團隊協助國內辦理多次教學研討會與全國性科學競賽,老師們都有一個共通點就是對於物理科學教育充滿熱情,利用假日帶領官校學生一起為國內科學教育推廣而努力。多年來我們發現科普教育可透過生活中的事物來解說物理科學,利用深入淺出的演示實作很快地捉住學習者的目光,讓學習者能快速瞭解其中的科學原理,藉此能有效培養學生表達能力及激發自我學習的動機。因此2009年起我們將科普教育推廣列入學系教育發展的指標之一,希望將科普推廣的「科學性」、「創造性」、「趣味性」及「驚奇性」等元素融入課程,並建立以「知識服務社會」的概念,培育官校學生利用所學回饋服務社會,進而推廣至全國各學校,以有效提昇國人科學素養為目的。也期許透過科普活動的推廣,讓科學教育更貼近生活並能於實作中真實的體驗其中原理,以激發學生自主學習科學的動機。

2020年8月於逢甲大學舉辦的台中光谷論壇,本人受光電科技工業協進會(PIDA)邰中和董事長邀請,在台中光谷論壇上分享物理教育推廣經驗,希望引起更多企業界願意投入成為科學教育推廣重要推手,善盡企業對科學教育社會責任,當時本人以科普教育推廣與人才培育~「心」、「欣」、「新」、「興」為主題,分享多年來科學教育推廣與經營的理念,並分享如何協助國内科學教育札根,從創意實作到引發學子自主學習,從高中與大學物理教育的連結到互相交流,而熱情是成就科學教育推廣成敗的重要關鍵,有一群老師不計代價,來自陸軍官校、高雄大學、嘉義大學、臺東大學丶東華大學、屏東大學、科教館、科博館及科工館等多位老師,僅憑藉者對科學教育的一份熱情,一步一脚印由偏鄉科普推廣開始,在經費不足的條件下,這群老師常常自費投入科學推廣教育行列或提供個人研究計畫資源合作辦理,這份無私的心也促成更多的大學教授願意投身於科普推廣,也讓更多大學願意投入教育資源支援科普活動推廣以盡社會責任。

這群教授為何可以犧牲假日,深入全國偏鄉為孩子們演示科學?因為在孩子身上我們找到更大的支持能量來源,當孩子告訴你原來科學是如此有趣,原來課堂上的知識是有用的時,科學種子植入每個孩子心中,我們到任何一所學校,都可能只是認識其中一位熱情師長或是這校的校長很注重科學教育,團隊就會到校為該校辦理營隊,多年的經營也讓科學營隊成為孩子期待參與的活動,每一次看見孩子驚奇、喜悦與認真的表情,其實都轉化成這群教授最大的熱情補充品。

2017年已知未來將探究實作納入教學系統,我們學會開始思考如何協助高中落實探究實作,透過集思廣益設計一套新型競賽模式,目標是要讓更多學子有機會投入科學探究,並能協助課綱能落實推動,物理教育學會籌辦首屆全國高中物理探究實作競賽,以素養題型做初賽、探究實作做複賽與物理辯論做決賽,每年吸引數千位高中學生報名参加,也成功引起家長及學校重視,競賽產出的題目、教材皆能直接融入教學,競賽歷程也成為學子重要學習經歷。

透過物理教育學會、探究與實作學會、物理學會及科學教育學會等單位的合作,集結更多的教育資源,也透過物理教育推動聯盟,成功鏈結大學、高中、博物館、民間團隊、企業組織,讓能量聚集成為科學教育推廣最重要支柱,如智榮基金的施振榮董事長,每年都贊助獎金也親自出席頒獎典禮,給予師生莫大鼓勵,也讓大家看見企業對科學教育的重視與支持,如光電科技工業協進會邰中和董事長也積極投入基礎科學教育,讓數位光學的概念與實作融入科學營,以深植學子心中,希望未來有更多的企業投入吸引更多青年學子投入科學研究。

 參、臺灣科學節活動規劃與設計


2020臺灣科學節全國科普推廣活動,計畫主持人陸官大學部部主任洪偉清教授、黄仁偉教授、物理教育學會理事長余進忠教授、科教館及科工館曾瑞蓮等科教團隊,共同合作辦理馬祖地區創意實作科學營,本次活動原預劃在馬祖南竿、西莒、東莒、東引及北竿等四鄉五島,辦理教師研習、國中志工培訓及國中小科學營,因天候不佳東引無法前往,最後我們推廣團隊完成四鄉四島活動。本次活動結合教育部及科技部科普活動等計劃,透過介壽國中陳建輝主任大力協助連繫,有效鏈結介壽國中小、東引國中小、敬恆國中小、中山國中及塘岐國小等在地學校共同合作,讓馬祖地區能在臺灣科學節啟動前,即能成功推辦全縣科學推廣活動,成功為2020臺灣科節揭開第一場科學教育推廣活動的序幕。

在教師研習課程由科工館曾瑞蓮科教團隊研發設計,以光學為主題設計三原色光源教具製作、色光合成、彩色影子、色光分解、手機顯微鏡DIY及簡易萬花筒,所有的課程都可直接鏈結國中及國小課程,讓參與的老師能在參加教師研習後即能運用課堂演示或進行探究實作,在志工培訓與創意實作科學營課程設計,

由陸軍官校、高雄大學及科教館科普團隊負責規劃設計,課程內容包含搶救乒乓、空氣砲、念力碗、光碟氣墊船、色光變變變、透鏡成像、繩上球、光碟溜溜球、旋轉音管、隔空辯字、氣球火箭、迴旋紙飛機及乒乓陀螺,在志工培訓上以能製作教具、會操作及能說明原理為訓練重點,在國小科學營則以趣味實作、操作體驗與闖關PK賽為設計原則。

對於國高中的探究實作競賽暨科普闖關規劃,包含趣味科普闖關、主題式探究實作、成果分享與學習歷程創意影片等項目,其中趣味科普闖關除提供參賽學員闖關外,同時也開放當日進館的民眾一起參加科普闖關活動,主題試探究則由趣味闖關中的其中八關為探究主題,各組需完成初步實驗現象觀察、理論分析、探究議題訂定、變因分析、實驗設計與測量、結論等項目,最後以簡報方式進行報告,同時也必須完成各組創意影片結合影像、音樂及文字等元素,製作成片長90秒的學習歷程影片,這個競賽最難得是可讓來自不同學校的學生,能在最短時間從彼此認識到分工合作,也能提供學生體驗探究實作歷程與樂趣。

 肆、創意實作科學營活動歷程


第一場教師暨科學營連續兩日(10/5-10/6)在南竿國中小舉辦,共吸引近150位師生報名參加,介壽國中吳健忠校長非常重視科學教育,也鼓勵學生利用志工服務,培養自己實作與科學表達能力,並做為學弟、妹最好的榜樣,未來更希望延續成為學校的特色活動。連江縣政府教育處學務管理科曹琇君科長也特別出席開幕典禮,代表教育處歡迎所有科教團隊,也感謝陸官、物理教育學會、科工館、科教館及高雄大學連續三年到馬祖辦理科學教育推廣活動,也為2020臺灣科學節在馬祖推廣做最好的見證。


圖1.介壽國中科學志工培訓營


圖2.南竿科學營介壽國中吳健忠校長親自體驗

第二場臺灣科學節科普推廣活動,連續兩日(10/7-10/8)巡迴至馬祖西莒島為敬恆國中小辦理教師研習及學生科學營,提供全島師生一次難得有趣的科學實作課程。西莒敬恆國中小陳紫開校長特别出席志工培訓並親自體驗各項闖關,並鼓勵九年級的志工保握難得的學習機會,運用課堂所學的知識來理解各科普闖關的背後原理,也期許同學認真學習以做好志工角色,做為學弟妹的最好表率。


圖3.西莒敬恆國中小教師研習

透過教授有趣的演示與原理說明,成功激發學生的好奇心,看教授行雲流水的演示非常簡單有趣,但輪到自己操作卻發現教具完全不受控制,這個反差的實作,讓孩子們因此更專心注視教授操作示範,終於在多次嘗試與教授指導後,皆能正確成功操作,臉上的喜悦表露無遺,同學們也更有信心能勝任科學志工的任務。國小部陳恩慈同學心得分享表示,這次最大的收獲是,他發現竟然可利用一般的生活用品就可製作出有趣好玩的教具,原來只需多加一些創意就可了。國中黄思媛志工同學表示,原來課堂所學的知識是重要且有用的,可以幫助自己快速尋找出操作的要領。最後洪教授也特別安排PK賽做為學習的驗收,所有孩子都非常認真為團隊爭取佳績。在一天的認真闖關後,學員都非常開心也通過所有關卡,因此都取得科教館準備的證書,一起為首屆臺灣科節科普推廣做最佳的見證與宣傳。


圖4.西莒敬恆國中小科學營教師也熱情參與


圖5.馬祖北竿中山國中科學志工培訓

第三場臺灣科學節科普推廣活動,連續兩日(10/9-10/10)巡迴至馬祖北竿中山國中及塘岐國小辦理,在國慶日連續假期,提供偏鄉師生一次有趣創意實作假期營隊。為讓此活動更加多元且能實質協助偏鄉科學教育的活化,因此也邀請科工館曾瑞蓮團隊,結合學校課程進度以"光"為主題,設計一套適合轉用於國中小課堂的教材,並透過教師研習,提供給教師能學以致用融入教學。在創意實作科學營設計,則分別以電與磁、力學及光學為主題,並結合探究實作競賽所開發的教具所設計而成,共區分13關,採定時輪帶方式進行科學闖關,讓每位學生都能深入體驗每一關,最可貴的是志工都由在地國中學子擔任,讓科學種子在地播種。當天雖是國慶假日,中山國中及塘岐國小師生都報名參加這次教師研習與科學營,開幕時中山國中蕭建福校長及塘岐國小陳功德校長也都親自出席,除奬勵同學們能在假日主動報名這場難得的科學營,也藉此感謝陸官洪總召、各位教授及博物館團隊犧牲假期,為馬祖科學教育推廣努力札根。一週的推廣活動,在天候不佳的條件雖無法前往東引,但多日的推廣也為10月底即將開始的“首屆臺灣科學節“做了最佳行銷與宣傳。


圖6.馬祖北竿塘岐國小科學營


圖7.桃園高中科學志工培訓

第四場臺灣科學節科普推廣活動,連續兩日(10/16-10/17)巡迴桃園地區,於10/16完成桃園高中68位同學志工培訓,共設立有24關親子科普闖關,鼓勵家長陪孩子一起成長與學習,共同體驗探究實作的樂趣,此場預劃僅開放150人,因報名太熱烈,最後特別增加至300人,但仍然秒殺,共吸來自80餘所學校的學生及家長報名參加,為即將開始的2020臺灣科學節做提前暖身。本次活動主要的目的是希望以科普推廣的方式慶祝首屆臺灣科學節,開幕時科教館劉火欽館長、桃園市政府教育局林明裕局長、陸軍官校大學部洪偉清部主任、陸軍官校黃仁偉教授 、嘉義大學蘇炯武教授、物理教育學會余進忠理事長、萬能科技大學周鑑恆教授、中央大學朱慶琪教授及桃園高中游文聰校長都親自出席為本活動做最好的見證。科教館劉火欽館長及教育局林明裕局長於開幕特别表示,這次活動在桃園地區已造成一股參加科學實作的熱潮,也為臺灣科學節提供最好的推廣與宣傳成效,更讓桃園地區的學生及家長一起體驗充滿趣味與科學內涵的親子科學營。


圖8.桃園高中親子創意實作科學營


圖9.科教館臺灣科學節探究實作科學營開幕

第五場臺灣科學節科普推廣活動,分別於11/1及11/8於國立台灣科學教育館舉辦志工培訓營及創意實作暨科普闖關競賽營,由陸軍官校大學部洪偉清主任帶領陸官創意科學社同學,舉辦首屆臺灣科學節探究實作暨科普關關競賽營,慶祝首屆臺灣科學節的誕生,也為探究實作競賽做推廣宣傳目的,更提供高中學子難得的體驗機會。這次活動共有來自46校75位志工及來自65校共150位學員報名参加。科教館推廣組吳中益主任在開幕典禮致詞時表示,感謝洪主任領帶陸官學生支援活動志工,讓民眾有機會看到軍校學生強健體魄與端正儀態,更看見軍校生的科學涵養與表達力,為活動帶來熱情、活力與亮點,也感謝所有高中志工的付出與努力提供所有参加學員及民眾最佳科普體驗活動。這場活動探究主題,由科普闖關中抽取8題做為探究素材,每一組皆需自行訂定探究的議題,透過原理分析後設計實驗並藉由數據來驗証提出的假設是否正確,更能進一步提出更有趣的操控與演示方式或提升更佳的競賽學習方法,並在成果報告時能現場表演。這場成果發表利用科普音樂劇的舞台,同時開放民眾参觀,對學員是非常難得學習歷程。最後競賽績優的隊伍及志工,也特别由科教館劉火欽館長親自頒奬,每位學員也順利取得研習證書,為首屆臺灣科學節留下最佳的足跡與美好的記憶。


圖10.科教館劉火欽館長親自頒發探究實作科學營績優獎狀

 伍、推廣成效與省思


這系列結合2020臺灣科學節科普推廣活動,共辦理3場國中小教師研習、5場科學志工培訓營、5場創意實作科學營,共吸引1134師生參加科學營及956民眾參加科普闖關,成功敲響首屆臺灣科學節啟動的鐘聲,也成功鏈結馬祖地區學校一起推動科普活動的契機。

科普活動每年在馬祖的場次並不多,主要的原因是交通不便,差旅經費所需較高,一般科普計畫若無其他的經費補助,實際上是相當難長期執行。這次的經驗我們發現當地的老師參與度非常高,大部分的教師除參加教師研習外,在辦理創意實作的科學營時,這些老師也都積極參加,各校的校長有都親自體驗每一關,並表示未來期望能將這個活動變成學校的特色活動,因為他們看到國中的志工同學在經過培訓後,同學變得更加有自信,面對學弟妹也能將所學的科學知識完整的表達與演示,這是課堂上很難得看到的成果,因此馬祖地區的學校也非常期待我們團隊能再一次安排來到馬祖辦理科學營。

這次的活動師生反應都非常熱烈,因此科教館劉火欽館長在臺灣科學節感恩茶會上,也特別允諾今年5月至6月間,將會再為馬祖地區學校辦理科學營,讓科普的種子可以在馬祖生根發芽,也希望透科普計畫及結合國家博物館資源,讓科普的觸角延伸至全國偏鄉。
 



洪偉清
陸軍官校物理系教授兼大學部部主任