壹、競賽的動機

在多年的科學教育推廣的過程中，我們發現有很多老師具有科學教具研發的能量，在國內卻缺乏一個鼓勵與分享的平台，因此老師們研發教具後的推廣與運用成效並不如預期，也使得教具創意設計的活動很難廣泛融入各校教學。為了建立一個結合創意與實作的交流推廣平台，在2018年利用個人科技部科普計劃補助，辦理第一屆科學教具創意設計競賽，希望藉此鼓勵更多老師共同參與教具設計行列，也期望吸引更多年輕學子一起投入創意教具設計的研發工作，藉此培育國內更多的教具研發的人才。

 貳、競賽宗旨與活動設計

這個競賽設計宗旨，是希望讓所研發的教具能夠融入教學課程使用，所以主題的設計需要能有效鏈結課程，以作為教師演示或提供學生結合課程實作的素材，同時透過競賽保留各種研發教具的研發製作流程，以作為後續其他教師推廣使用，故在競賽設計上區分為兩階段，第一階段為設計書審查，佔總成績40%，參加者需依教具適用對象決定參賽的組別，組別的規劃包含(1)國中小組、(2)高中組及(3)大學組等三組，競賽組別就依教材適用對象實施分組競賽評分，為讓此競賽教具製作流程能完整呈現以提供後續推廣，因此在教具設計書內容設計上，包含名稱、適用對象、教具設計、實作問題指引、實作流程及前後側評量表等項目，並利用範例及評量表的設計，有效引導參賽者能建立可推廣性的教具製作手冊及教具適合問題探究的指引，以利後續教師的運用。在第二階段的競賽，則以實品發表與演示(決賽)佔總成績60%，其中區分口頭報告佔20%及實品發表與演示佔40%，決賽當日需將研發的教具實品展示並現場演示與說明，以利各組評審實施評分，同時開放民眾觀摩參加票選活動。

 參、活動的發展與推廣

第一屆競賽的競賽安排在國立科學工藝博物館辦理，共有60隊報名，最後晉級決賽僅有51個作品參賽，共有180位師生參與此次競賽，這次雖是首屆辦理，但參加的人數已比預期更多，也獲得很多老師、家長及民眾的好評，因此讓我們有繼續辦理第二屆競賽的動力。這屆競賽為了鼓勵獲獎師生，也特地將頒獎典禮移至在交通大學所舉的「2018動手做物理教學研討會」開幕典禮上實施頒獎，同時也安排科普嘉年華邀請獲獎師生現場演示並分享研發成果，藉此宣傳讓更多師生瞭解這個競賽，以鼓勵更多師生次年可以組隊來參加。


圖1.2018第一屆全國科學教具創意設計競賽

2019年我以「探究實作推廣營暨科學教具創意實作競賽」為計劃主題，向科技部提出科普活動計畫，成功獲得補助，因此繼續辦理第二屆競賽活動，由於補助的經費相當有限，為讓競賽能順利進行，開始邀集國內有意願合作辦理的教授一起合作辦理，當時彰化師範學院洪連輝院長，也有申請科技部的科普活動計劃，計畫內容與教具研發與推廣項目有關，因此透過計劃的合作，讓第二屆全國賽能募集到足夠的經費繼續辦下去，這一年的競賽規則也特別增加材料費的限制，希望讓所研發的教具能更符合課堂所需，也更有機會運用於探究實作的推廣，在國中小組以500元為限、高中及大學組則以1000元為限，另在獎勵部分也增加創意佳作獎與設計佳作獎項以提高獲獎比率，在獎金的部分也爭取到智榮基金會施振榮董事長的贊助，而能提高較優厚的獎金，藉此鼓勵師生參加競賽的意願，在第二屆共有72隊報名參加比賽，最後晉級決賽有53個作品，共有212位師生參加競賽，雖然作品的數量僅增加3%，在報名隊數已有20%的進步，參加總人數有17.7%的進步，表示這項比賽已開始在國內發酵中，是一個值得繼續推廣辦的活動，兩年所累積的教具創意設計作品也已達到百件。


圖2.第二屆榮獲金牌隊伍合影

 肆、競賽推廣結合在地發展

2020年本人擔任物理教育學會理事長，為讓活動能繼續辦理並提高競賽的能見度，因此特地邀請國立臺灣科學教育館、國立自然科學博物館及國立工藝博物館共同合作辦理，主要目的是希望透過博物館的參與提高民眾的參與度，吸引來到博物館參觀的民眾，一起參加觀摩與票選活動，以提高推廣成效。第三屆共區分北、中及南區方式實施，以鼓勵在地的師長組隊就近參賽，以提高參賽的意願。這年的競賽計劃我向教育部國教署提出，獲得國教署的支持並獲得活動總經費的49.7%補助，另外總經費的51.3%則需自籌，因此特別邀請國立台灣師範大學駱芳鈺教授與彰化師範大學洪連輝教授共同合作，透過計劃的合作也成功募集足夠的經費，讓第三屆全國科學教具創意設計競賽能順利推動。競賽活動於9月開放報名，10月15日截止，共86隊報名參加，最後有完成作品進入決賽共65隊，共有265位師生參加競賽，其中北區有27個作品、中區有12個作品及南區有26個作品晉級決賽，今年報名隊伍數比第一屆已增加41.7%，作品數量也增加27.4%，參賽人數也增加47.2%，這成果顯示這個競賽活動一直持續成長，具有相當發展潛力，也是值得繼續推廣辦理的競賽活動。

 伍、第三屆全國科學教具創意設計競賽歷程

北區競賽於12月13日在國立臺灣科學教育館舉辦，由計畫主持人陸軍官校大學部部主任洪偉清教授帶領陸官科學創意社同學全程協助辦理決賽活動，科教館劉火欽館長全力支持並親自出席開幕典禮頒發評審及合作單位感謝狀，劉館長致詞表示這活動非常具有教育意義也完全契合未來教育探究實作課程發展，最重要的目標是，所開發的教具能在課堂使用為宗旨，因此對於課程活化、教具創意設計與研發能力將能深耕於年青學子身上，有效提升教學教材研發與創新的能量。活動為結合博物館特性也同步開放民眾參加最佳人氣票選活動，科教館更加碼提供很多禮物給完成投票的民眾兑換，吸引高達8百餘人參加投票，也給了参賽的師生一個最棒的分享成果的舞台。


圖3.陸軍官校創意科學社團協助決賽活動的辦理


圖4.劉火欽館長親自出席開幕典禮也頒發評審及合作單位感謝狀

北區的競賽隊伍上午實施口頭報告競賽，下午卯足全力以海報及現場演示方式表現各教具的創意及特色以爭取佳績，經過整天的競賽，由桃園國中與自主學習3.0實驗室合作代表隊勇奪第一名；第二名分别由桃園國中與自主學習3.0實驗室、輔仁大學等2隊獲得；第三名由南湖高中、麗山高中、及桃園國中與自主學習3.0實驗室合作等3隊獲得；佳作則由師大附中、臺灣師範大學、林口國中等3隊獲得；最後最佳人氣奬則由磐石高中、師大附中、凌雲國中、林口國中與仁德文賢國中合作等4隊獲獎，所有參賽選手與師長及參觀民眾均收獲滿滿更期待明年能有更豐富内容展出。


圖5.第三屆全國競賽獲得北區第一名的隊伍合影

第二場為南區競賽於12月20日在國立科學工藝博物館舉辦，共有26隊晉級決賽，科工館陳訓祥館長親自出席開幕典禮並提供最佳的行政支援，今年開放民眾一起參加最佳人氣票選活動，共有近7百餘位民眾參加觀摩並完成人氣獎投票，充分發揮博物館科學教育推廣特性，讓競賽發揮更大的推廣效應，也帶動國内師生投入科學教具創意設計風氣，更結合教學需求使科學教育更加活化，活動在陸官創意科學社與高雄大學科普志工，結合科工館曾瑞蓮科教團隊合作下，讓活動順利圓滿推動，所有參與的選手也透過相互的交流，分享自己最好的設計，也獲得更多的點子，為明年的競賽埋下更多具潛力的創意種子。


圖6.科工館陳訓祥館長親自出席開幕典禮也頒發評審及合作單位感謝狀

經過一整天的競賽，得獎隊伍第一名由德光中學及衛道中學合作團隊獲得；第二名分別由屏東大學及岡山農工團隊兩隊獲得；第三名分別由屏東大學、臺南女子高級中學及臺南市立忠孝國民中學合作團隊及南科實驗中小學等三隊獲得；佳作則由高雄大學、嘉義興安國小獲得；最佳人氣獎由臺東寶桑國中及臺東大學附設實驗國小的合作團隊及寶桑國中的兩隊獲得。


圖7.第三屆全國競賽獲得南區第一名的隊伍合影

第三場為中區於12月27日在國立自然科學博物館舉行，計畫主持人洪偉清教授帶領陸官創意科學社同學全程負責辦理中區決賽活動，共有12隊晉級決賽，所有團隊都卯足全力，為自己所設計的教具大力介紹給民眾並努力爭取佳績，開幕典禮由科博館張鈞翔主任代表頒贈所有貴賓感謝狀，共有六百餘位民眾參加觀摩與投票活動，有效提升推廣成效。今年全國競賽共有27件作品獲獎，獲獎比例約為決賽作品的32%，今年為鼓勵參賽隊伍，只要有完成教具設計書、競賽簡報及作品海報並參加全日人氣獎競賽隊伍，皆能獲得入選獎，這策略也成為有效鼓勵參賽選手積極參與完成競賽的動力，因此今年通過初評的隊伍有高達97%隊伍全程完成競賽，尤其今年各區競賽全日開放民眾一起参加最佳人氣獎票選活動，也成功吸引高達2179位民眾現場觀摩，讓這個競賽活動更具推廣意義。


圖8.科博館張鈞翔主任代表出席開幕典禮也頒發評審及合作單位感謝狀


圖9.熱情參賽者與小小朋友互動，讓孩子一起體驗科學的好玩

中區經過一天的競賽，第一名由彰化師範大學代表隊獲得；第二名由斗六高中代表隊獲得；第三名由大甲高中代表隊獲得；佳作由大墩國小代表隊獲得；最佳人氣獎則分别由國立虎尾高級中學及臺中市大墩國民小學兩校獲得。


圖10.第三屆全國競賽獲得中區第一名的隊伍合影

 陸、活動省思與未來精進

這個競賽活動主要目的是為了鼓勵師生投入創意科學教具的研發，希望開發出能結合課程使用的教具，能將生硬的原理藉由教具的設計，讓學生能看見其重要的現象與特徵，使學生能容易理解背後的原理，同時也能達到吸引學生主動學習目的，另外有期望藉由這個競賽培育更多科普教具研發的人才，這三年的執行雖然補助經費都有些不足，但我們看見國家博物館的投入、我們也看見大學教授藉由計劃合作創造更大的舞台，我們也看見更多的老師與同學願意報名參加。


圖11.南區競賽來自台東學子，第一次參加競賽榮獲三座最佳人氣獎

今年南區由29位來自台東寶桑國中的同學，穿著原住民的服飾每位同學都非常主動，邀請現場民眾到自己展示的攤位並熱情解說，這個情景另人印象深刻，雖然這些孩子沒有獲得前三名或佳作的獎項，但他們卻獲得三組最佳人氣獎，這也是相當難得的成果，就如他們的指導老師楊惠如在臉書所分享，這些孩子參與這競賽的歷程與感動，其中她分享孩子的一段心得:「 最初跟著做實驗時，還有些忐忑，從未接觸過科學活動的我，不知道自己對「科學」有沒有興趣，不知道自己會不會後悔，心中充滿著不安、無助及很多的問號⋯不嘗試看看怎麼知道自己到底會不會後悔，怎麼知道自己對科學到底是什麼樣的想法，於是，帶著忐忑，摸索著⋯，漸漸產生興趣，想要花更多時間在研究上，後來發現，「科學」和自己的想像⋯，一直以來的模樣都截然不同！它誘人去發現、思考、解決困難，從中學習到的不僅僅是那些知識性的原理，更多的是⋯」，這個競賽參加者從大學至國小，從老師至小朋友，只要老師願意帶領，科學的種子就已在孩子的身上開始發芽，因此這個競賽是值得繼續推辦下去，未來也希望能獲得足夠的經費補助，讓這個有意義的科普活動能成為推動國內兼具研發與人才培育的搖籃。

今年的活動在科教館、科博館及科工館的支援下，同時與臺灣師範大學駱芳鈺和彰化師範大學洪連輝兩位教授的計劃合作，非常順利讓主辦單位完成三場全國賽，今年獲獎的團隊作品共有27件，為了鼓勵獲奬團隊並讓績優作品能有更大的能見度達到推廣宣傳的效果，今年在中原大學舉辦的「2021動手做物理教學研討會」將配合以海報展方式陳列展示，提供與會師生參觀，另外也與國立臺灣科學教育館合作，將獲獎作品辦理策展，提供績優作品能有一個更好的展示平台，讓更多師生及民眾有機會看到参賽選手精心設計的教具與創意，也讓這個活動能具有更大的鼓勵作用與推廣成效。