Transcript 授課內容1
提昇九年一貫教師專業知能— 自然與生活科技領域 張惠博 國立彰化師範大學物理學系 陳均伊 國立彰化師範大學科學教育研究所 1 綱要 九年一貫課程改革 科學課程的發展 教學模組的定義 教學模組的發展模式—以「鏡」教學模 組為例 實務練習—設計教學模組 模組發表與心得分享 2 課程的定義 Goodlad(1979)將課程的類型分為： 1.理想的課程(ideal curriculum)：以哲學基 礎、理論或任務為根基所設計的課程。 2.正式的課程(formal curriculum)：可能整 個接收理想課程，也可能加以修正，其 特點在於它是官方的、被認可的。 3.詮釋的課程(perceived curriculum)：被使 用者所詮釋的課程(特別指的是教師)。 3 課程的定義 4.運作的課程( operational curriculum)：指 實際在學校教室中教導的課程。 5.經驗課程(experiential curriculum)：學生 實際學習經驗到的課程。 6.成就課程(attainted curriculum)：學生的 學習成果。 4 科學課程目標的演進 Bybee與Ben-zvi(1998)提出貫穿科教史的 三個課程目標為 1.獲得科學知識：傳統的科學課程著重在 「科學知識的獲取」。 2.學習科學方法：學生應在個人發展及社 會情境中學會發問、解決問題、探究及 建構科學本質的方法。 3.瞭解科學的應用 ：學生應建立其應用科 學去形成決定、面對社會挑戰的能力。 5 科學教育目標的轉變(郭重吉，1992) 1960年代(傳統的邏輯主義) 1.其需求是為了培養更多的科學家及 工程師來解決當時所面臨的問題 2.學程的設計是為了符合各學科昔日 的目標，知識的獲得仍是重要的 3.科學以拓展知識和說明的方法來教 授 4.科學和科教與過去和現在有關 5.科學教育專注於認知技能的培養 6.科學被視為不具價值判斷的實驗科 學 7.科學需要線性思考，強調探究技巧 8.科學教育的目標侷限在各個學科內 1980年代之後 1.其需要源自科學與科技之當代社 會問題 2.迫切的需求是認識當前的社會問 題，解決問題有用的相關知識才 是有用的 3.科技被視為改進社會的手段，科 學教育是為培育未來的公民 4.科學和科教必須以未來為取向 5.除認知技能外，也注意情意、倫 理、美學上的領會 6.具有道德和倫理方面價值判斷的 科學 7.科學需系統性思考，強調作決策 的技能 8.教學的目標來自於STS的互相影響 6 全美科學教育標準 (National Science Education Standards) NSES (1996)提出在課程內容方面強調之變革 較不強調 1.學習科學事實和訊息 2.各個學科獨自學習 3.分隔科學知識與科學過程 4.涵蓋許多科學標題，探究的 實施是一連串過程 較強調 1.了解科學概念核發展探究 能力 2.在探究、科技、各人和社 會的科學觀點及科學史和 科學本質的脈絡中學習 3整合各方面的科學內容 4.研讀一些基礎的科學概念， 探究的實施被視為有待學 習的教學策略、能力和想法 7 課程改革：九年一貫 Anderson（1992）指出課程改革是一項 複雜的工程，包括：（一）教材的發展； （二）選擇合適的教學途徑；（三）付 諸實現之改變的歷程；（四）發生課程 改革的社會情境。 8 9 課程改革：九年一貫 教育部在民國八十七年公佈「國民教育 階段九年一貫課程總綱綱要」，強調課 程內容應以學生為中心，將所學的知識 與日常生活相結合，激發學生主動探索 和研究的精神，進而培養學生獨立思考 與解決問題的能力。 10 課程改革：九年一貫 九年一貫教學精神結構圖（陳順和與簡馨瑩，2001） 11 課程改革：九年一貫 陳順和與簡馨瑩（2001）指出九年一貫以學 習領域統整學科，而學科依然是存在的。所 以，新世紀學校課程發展，可以嘗試各學科 已建立完整的學科綱要與教材內容上，重組 建構新的教材，實施統整、跨科、合科的教 學，俾能達到知識與能力的統整。 合科教學是一種迷思？ 提供並促成知識的統整才是重點。 12 科學課程的發展 科學課程發展的步驟： 課程目標架構(framework)科學課程 課室實務 1.轉換課程目標為架構(framework) 2.轉換架構(framework)為科學課程 3.轉換科學課程為課室實務 13 轉換課程目標為架構 (framework) 課程架構包含了一些設計新課程時的基本元素。 過去課程架構的標準過於重視課程內容的選擇， 而忽略了教學模式及評量實務等部份。 完整的課程架構可提供訊息，以幫助決定課程 的內容、活動範疇、教學策略的選擇及適當的 評量實務等相關部份之問題。 課程架構的發展可以使得透過課程而發展科學 目標更為具體及落實。 14 發展科學課程架構的一些重要特徵 1.目標(Goals） 2.理論基礎(Ratuionale） 3.年級(Grade Levels) 4.時間(Time Requirements) 5.學生族群(Student Population) 6.學校類型(Type of Schools) 7.學術學科(Academic Subjects) 8.課程注重(Curriculum Emphasis) 9.與其他學科的關連性 (Realationship to Other Subjects ) 10.課程材料(Curriculum Materials) 11.教學的注重(Instructional Emphasis) 12.教學策略(Instructional Strategies) 13.教學模式(Instructional Model) 14.教育設備(Educational Equipment) 15.評量(Assessment) 16.實行(Implementation) 15 轉換架構(framework)為科學課程 當將架構轉換到科學課程時，有幾點是 必須注意的： 1.科學家、科學教育者及科學教師應共同 設計及發展教材。 2.未直接參與設計及發展課程的教育者應 精確了解其科學內容，並考慮教材是否 適用，並考慮其教學方法及其評量方式。 3.教材需經過實際測試。 16 轉換科學課程為課室實務 所有課程改革的最後努力在於將科學課 程轉換為課室實務，且科學教師最後必 須決定使用何種課程材料於課室之中。 因此，課程架構中的實行(implementation) 即是科學課程改革的最後一步(Fullan, 1982; Hall & HORD, 1987)課程的實施即 是賦予課程計畫生命的關鍵。 17 轉換科學課程為課室實務 將課程轉換為實務時，需考慮學生的需 求、學生的概念層次及發展狀態、科學 教師的背景、科學教師對科學的了解、 對於學生學習的假設等各層面。 除此之外，政府機構的支持、人員(Staff) 的發展、材料及設備的提供皆息息相關。 18 設計及發展科學課程的重要原則 1.應認知到學生的科學課程學習不是開始也不 是結束。 2.應包括科學內容、教學、評量的策略、資源 及材料。 3.應瞭解及整合人力資源，特別是教師；且需 將目標轉換為實務以營造愉快的課室學習環 境及促進學習者的發展。 19 科學課程應同時重視知識與能力 全美科學教育改革計畫中指出：倘若缺 乏能力並智慧的使用技能，則其解決問 題能力的價值會降低；同樣的，倘若缺 乏能力去應用技能，知識對於問題解決 的價值亦遜色許多。知識和技能都是很 基本的，且大部分的時候，是應該同時 學習的。 20 科學課程應同時重視知識與能力 標準字典的定義是：「知道」即是能明 確地瞭解，或是擁有某些的知識；知道 如何有能力去做某些事情，如何擁有某 些技能。亦即，所要考慮的是持續性的 （長久的）知識和技能，並非只是在完 成學校教育或完成某個年級的教育時， 當時所知道或可以做到的而已。雖然這 種持續性的知識和能力在評量上有些困 難，但這不應構成滿足於短暫學習的充 分理由，Benchmarks（AAAS, 1993）。 21 教學模組的定義 Moon(1998)與Warwick(1987) 郭重吉與江武雄（2001） 賴慶三（2001） 黃茂在與陳文典（2002） 教師應善用統整教學及協同教學。 22 教學模組 課程總綱上指出「學習領域為學生學習 之主要內容， 而非學科名稱」，明白表 示不是「合科教學 」。 Integrated Interdisciplinary Thematic 三種課程 Planned curriculum Taught curriculum Learned curriculum 23 模組的定義 Moon(1998)與Warwick(1987)認為教學模 組是指教學內容獨立而完整的一個教學 單元，但教師可依照教學時間及課程目 標的需求，將數個教學模組組合，而且 各模組間並沒有一定的教學順序。 24 模組的定義 郭重吉與江武雄（2001）指出模組化課 程比一般課程，更能以學生的興趣和生 活經驗為中心，其彈性化的特點，使不 同學科教師在發展教學活動與進行教學 時，能互相合作且擁有必要的自主性。 25 模組的定義 黃茂在與陳文典（2002）提出教學模組 的設計是教師教學前的準備與規劃，教 學進行的目的應以學生為主體，並視在 教學現場中，師生的實際互動情形而能 彈性調整。 26 模組的定義 賴慶三（2001）指出「教學模組」是一 種現代化、適性化的教學活動設計，其 的特性是有較明確的目標，涵蓋多樣性 的教學方法，並運用充足的教學資源來 完成教學活動。 27 教學模組 綜合而言，「教學模組」即教師依據教 學目標，採用生活化、適性化、多元化 的教學活動，以學生為主體，發展出一 個完整的教材。教師在進行教學時，可 將模組分割成數個獨立之單元，或是組 合數個教學模組，依其教學目的與授課 時數的需要，彈性運用教學模組的內容。 28 國中教學模組的發展與評鑑： 以「鏡」為例 以建構主義的理論為基礎 重視有意義的學習 主張與日常生活經驗相結合 強調實作的教學活動 29 以建構主義的理論為基礎 郭重吉（1996）指出，為因應廿一世紀種 種新情況，傳統的教學方式必須加以改變： 由教師中心轉變為學生中心；學生由被動 的吸收轉變為積極主動的建構知識；從個 別的研讀到團隊的合作學習；教材的內容， 從固定到彈性、由單一學科轉變為多科統 整，且與日常生活相連結。 30 重視有意義的學習 Ausubel（1968）認為學習是個體將新訊 息納入原有認知結構的歷程 。 為了要達成有意義的學習，Ausubel （1968）提出三項需具備的條件： 新知識要有意義 學習者具備相關的先備知識 主動學習 31 主張與日常生活經驗相結合 Dewey（1916）提及在學生的眼中，社 會是整體性的，其日常生活經驗和環境 是不可分割的。 Brown, Collins和Duguid（1989）指出知 識是在情境中建構而成的，難以與社會 的情境脈絡分離，強調學習應在真實的 情境中進行。 32 強調實作的教學活動 Dewey（1916）「做中學（learning by doing）」和「行以求知（knowing by doing）」 。 在學習活動中，學生要能夠透過實作的 方式來解決問題，以及反省思考已具有 的知識與經驗。 研究及試行以求知的一種途徑。 33 研究目的 一、教師在發展「鏡」教學模組的過程 中，其思考與教學的演化為何？ 二、學生對於「鏡」教學模組的學習態 度與成效為何？ 34 研究方法 二個個案班級均為國中一年級，共計54 位學生。 在「鏡」教學模組教學前、後，使用： 「反射與折射概念學習」問卷，晤談。 個案教師 35 資料收集與分析方法 小組討論 課室觀察 問卷與評鑑表 晤談 36 教學模組發展歷程 教學模組發展歷程圖 37 研究發現 個案教師在發展「鏡」教學模組時，其設 計與發展的過程，共分為五個階段： （一）教師的理念與學生的學習問題相結合 （二）建立教學目標，將教材趣味化 （三）研擬教學活動，提供解決問題與科學 有關的知能 （四）同儕互動可提昇教材內容的品質 （五）試教是教材評鑑與回饋的機制 38 教師的理念與學生的學習問題 相結合 教師認為教學模組主題的確立，必須是新 穎、有趣、可行性、生活化，以及要適切 國中課程所要呈現的概念，內容須與九年 一貫的基本能力和分段能力指標相符合 。 教師決定設計以學科概念間的統整為主、 和課程內容連結、符合學生需求的教學模 組。 39 建立教學目標將教材趣味化 教師發展教學模組的理念是將原本較生 硬的教材，運用生動活潑的活動與電腦 輔助教學，融入學生的日常生活經驗， 使反射定律及折射定律的學習更加趣味 化，利用闖關活動讓學生在遊戲中快樂 學習。 40 建立教學目標將教材趣味化 教材架構圖 41 研擬教學活動，以提供解決與 科學有關的知能 在「鏡」教學模組中，各教學活動的設 計，希冀能經由科學性的探究活動，使 學生獲得相關的知識與技能，養成積極 探索與正向的科學態度，能有主動思考 的習慣，並運用科學方法解決日常生活 問題。 包含鏡的認識、反射定律、面鏡成像、 折射定律、透鏡成像、與鏡的運用六個 活動 。 42 鏡的認識 了解學生的先備知識。 讓學生各自去收集在日常生活中，會使 用到的鏡，透過小組討論的方式，指出 各種鏡的名稱與用途，要求學生對這些 鏡做分類。 43 反射定律 44 反射定律 45 面鏡成像 46 折射定律 47 透鏡成像 48 鏡的應用 在鏡的應用活動中，是以闖關的方式進 行。 共包含萬花筒的製作、照相機的製作、 光學望遠鏡的製作、顯微鏡、投影機、 以及靈魂之窗等七個關卡。 49 同儕互動可提昇教材內容的品質 在「鏡」教學模組的發展過程中，教師 同儕間會相互討論，並給予修正與發展 模組的經驗，主要的建議有： 光線的類比 光學望遠鏡的製作 折射水槽的使用 50 試教是教材評鑑與回饋的機制 90 80 70 60 百 50 分 40 比 30 教學前 教學後 20 10 0 1 2 3 4 5 6 7 題序 8 9 10 11 圖八 教學前後學生作答情形分布圖 51 試教是教材評鑑與回饋的機制 在學生的學習態度方面，則普遍皆有正 向的回饋，在晤談的過程中，學生對於 「鏡」教學模組的看法，可歸納成下列 幾點： 一、實際動手操作 巧文：我很喜歡可以自己動手做的部分，不然老師 一直講，我也不知道應該怎麼做，不如自己 親手做做看，就知道是怎麼一回事了啊！ （晤談-yp121062） 52 試教是教材評鑑與回饋的機制 二、小組合作的學習方式 在晤談中，學生表示利用小組合作的方 式學習，可以互相討論促進理解，小組 中有較高學習成就的學生，亦會幫助其 他同學學習。 53 試教是教材評鑑與回饋的機制 三、給予機會表達想法 晤談時，學生指出為了上台發表，他們 必須更加投入小組的討論，對於所要發 表的內容，都要再深入思考與組織，才 能將小組結論作明確的表達。 54 試教是教材評鑑與回饋的機制 四、日常生活經驗 宗哲：上課的時候，老師都會提到一些平常常 看到的現象，我覺得很有趣，就會很專 心聽，而且在上了課之後，我自己也會 比較注意身旁的東西，看看和老師教的 有沒有關係。像坐媽媽的機車的時候， 有時候從後照鏡裡面看不到後面的車子， 我就可以知道頭要怎麼，就可以看到車 子了。（晤談-yp120251） 55 教師的反思 （一）學習單編製應圖文並茂：教師認 為闖關部分的學習單，文字敘述過多， 學生不易讀懂，宜加入一些實務的內容， 例如流程圖等。此外，對於理論的部分 亦較缺乏，學生雖能應用先前所學的概 念來完成作品，但對於相關的新理論， 卻沒有達到預期的學習成效。 56 教師的反思 （二）學生的日常生活經驗不易全盤兼 顧：在製作萬花筒的時候，有玩過的學 生，都可以做出來，但是有些學生從來 沒有玩過萬花筒，沒有這方面的生活經 驗，就完全做不出來。而且，現在市面 上賣的萬花筒不只有平面鏡反射，有的 還包含菱鏡或凸透鏡，來增加趣味性。 57 教師的反思 （三）活動的素材不夠多樣化：在學生 動手操作的活動中，提供給學生選擇的 素材不足，導致學生難以充分地發揮他 們的創造力。像是望遠鏡的製作，因為 缺乏不同焦距的透鏡供學生選擇，使得 望遠鏡的倍率不甚理想。 58 教師的反思 （四）「鏡」教學模組對學生的影響深 遠：教師認為透過此次教學模組的試教， 學生不僅學習到相關的光學概念，對於 學生日常生活中與鏡有關事物，都已經 播下種子，認知層次已有所提昇，未來 若再接觸到類似的情形，學生則更易理 解箇中的原理。 59 結論與建議 教師透過實際設計教學模組的經驗，藉 由教學模組的方式，提供學生一個有脈 絡組織與整體性的學習內容。 60 結論與建議 在教師教學與思考方面，其體驗與演化 主要可歸納成下列幾項： 一、統整課程的了解與實作經驗的累積更 為清晰 。 二、科學教學目標漸趨明確化 。 三、同儕互動有助於教師的專業成長 。 61 結論與建議 教師經由教學模組的設計及試教，對於 九年一貫課程目標、意涵等，獲得更深 切的體認。雖然，對於欲進行學科統整 的教學有所疑慮，信心已大幅提高。 62 結論與建議 綜合研究的發現與結論，提出以下的建 議，供研究者與教學者作為參考： 一、擷取本研究的經驗，發展出屬於自己 學校的特色。 二、教師在進行光學教學時，可參考 「鏡」教學模組內的活動。 63 結論與建議 三、在使用「鏡」教學模組時，教師可使 用更多元化的評量，了解學生的學習 情況與態度，利用教學模組彈性化的 特點，適時的調整教學內容，以符合 學生的程度與需求。 64 結論與建議 四、由「鏡」教學模組的試教結果，可以 發現學生有較正向的學習態度，在學 習成就上，亦有顯著的提昇。因此， 有關教學模組的教學活動設計，值得 進一步研究與推廣。 65