2025年1月27日 星期一
2024年10月14日 星期一
10/12教學設計研習紀錄---建模案例分享
上個禮拜六(10/12)，我參加了彰化師範大學的探究計劃研習，並擔任初階國中組的講者。我帶了宜蘭的林修毓老師一起參加，並麻煩皮卡老師來擔任下半場的助講。我擔任探究計畫相關研習的講者很多年了，但這次準備了不同的教材，並與現場老師們進行了交流，讓我有了很多感觸與收穫。
這次研習的對象是初次參加計劃的初階老師，有些老師的教練也會陪同參加。我們主要講解探究教學的教案設計，重點在於如何將探究能力融入到領域課程中。過去幾年，我們主要針對初階老師進行課綱解讀，特別是學習表現的部分，並集中在觀察與預定題（PO）和計劃與執行（PE）這兩個部分。這些內容對於初階老師來說效果很好，尤其是PE部分，因為它涉及科學方法，如辨認變因、設計實驗、操作實驗和記錄實驗等，這些都有標準操作程序（SOP），便於執行。
暑假的時候，段教授邀請我和幾位特聘教練拍攝教學影片，供其他老師參考。我負責國中生物部分，選擇了植物的有性生殖作為主題，特別是花的觀察。由於生物課程中較少涉及需要控制變因的實驗，且過去十年計劃中已經涵蓋了經典的實驗活動單元---如酵素和光合作用等，所以我選擇了較少(似乎從來沒有)出現在教案競賽中的這個主題。這次我還需要將國際科學素養中認識論的內容融入教案中，儘管對認識論不太熟悉，我選擇聚焦於科學的本質和科學家學習科學的方法。用這個主題和認識論內容去規劃教學設計，寫成教案，並請段老師指導。
段老師對我教案中的建立模型（tm）部分有疑問，並希望我能做更詳細的說明。我原本打算刪掉tm呼嚨過去(我也是會偷懶的)，但後來段老師再次提供了資料，指出認識論可以融入的部分，包括模型建立和數據與證據的使用(真是循循善誘阿)，我意識到”模型建立”其實已經在學習表現的tm中(所以我才會列這條阿)，只是我之前的教學都是我認為我在教tm，但別人卻感受不到”建模”發生在哪裡，最終建模只發生在我的腦中。於是，我決定不應該因為怕麻煩而省略模型建立，而是應該改進教學設計，真正做到對模型的認識、建構和評估。
我花了很多時間修改學習單、教學方法和提問，並重新錄製了教學影片。我發現當我認真對待模型建立時，可以教出不同的效果。因此，我決定在這次研習中分享這個教案，特別是其中的模型建立部分。我有些擔心初階老師可能會覺得困難，因為即使是資深老師也不一定知道如何教這部分。雖然生物學中很多知識涉及建模和評估模型的合適性，但在教學中並沒有特別強調這一點。
在研習當天，我先播放了一小段自己錄製的教學影片，並請參加的老師們注意影片中的教學目標和探究內容，然後回答相關問題。我發現無論是初階老師還是教練，他們對於我的tm示例都非常有共鳴。許多生物老師和我一樣，突然意識到他們以前在教學中其實已經在使用模型，但並沒有特別強調這一點，學生也不一定知道這是模型。
中場時，由皮卡老師分享了較”硬”的部分(教案競賽的一些規定和精神)，這真是幫了大忙，因為我實在很不會這個部分，讓我去講這部分，有可能初階老師和教練們被我搞亂了!!而且我有點人來瘋，有些段子會講得”太滿”，皮卡老師總能適時幫我修正，拉回正軌；另外，皮卡老師一直在”挖坑”給我跳，他在推文裡面寫個”ai老手”(我是夠老拉，但…)，我只好去做點事來符合”ai老手”稱號----趕快去把花與果實概念圖生成器做起來(本來是想用光合作用概念圖生成器呼嚨的)…，只是以我這種懶散、被動的個性，還真是需要”推坑手”，不然做不成事…
整體研習過程中，老師們都能夠抓住重點，並且反應良好。這讓我意識到，過去幾年我們的確需要強調學習表現，因為那時課綱剛開始，大家都不熟悉。但現在已經十年過去了，即使是初階老師，他們在大學師培過程、或在最近這幾年的增能研習中，多少都學過這些內容，不需要再花太多力氣去講解。我認為現在即使是初階老師，也能理解更高階的內容，如思考智能的建立模型和推理論證。因此，我覺得研習的方向可以進行調整。
今年我有四場研習要擔任講師，且有四個助講名額。我決定從宜蘭的輔導團隊中邀請助講老師，因為宜蘭的輔導團隊早已參加彰師的探究計劃，只是110開始，因為宜蘭有其他計劃而暫停了參加。今年宜蘭的計劃已經完成，所以我們可以回歸參加彰師的計劃。我回憶起以前參加彰師計劃時，老師們每年會有十次的共備和幾次的實體研習，我們通常選外縣市的研習，過程中，車上、住宿時的聊天和吃喝玩樂，可能比正式研習的收穫更多。然而，最近三年因為忙於自己的計劃，每次碰面都是談事情和計劃，缺少深入了解的機會。我想念吃喝玩樂之旅。這次的崖習經驗讓我覺得---我真是明智啊!!
這場由修毓老師擔任助講，並先分享了他參加計畫的經驗和教案寫作的收穫。他開場的第一句話就讓我感到驚訝和開心，他說自己是來參加我的粉絲見面會，他是見面會的樂手。修毓老師真聰明阿，他把我們前一天晚上聊到的刀郎演唱會用在這裡了，頓時我都飄起來了，以為自己是像刀郎一樣是深受喜愛的小老頭!!修毓老師的分享非常全面，幾乎涵蓋了所有重點，讓我覺得自己不需要再多講什麼了。這讓我再次意識到，教師社群的成長不僅僅依賴於正式的研習和主題，而更多來自於非正式的交流和互動，如吃喝聊天等。我認為教育部能不能正視這個問題，讓教師們在輕鬆的氛圍中成長和學習。
相同內容的研習還有一次會在11月2號進行，只是助講老師會不同。我期待這次研習也會有不同的體驗和收穫。誠摯歡迎大家來參加 (非計畫成員也可以來喔)，我會把分享的內容再好好整理的!(影片不是做得很好---因為我邊做邊聽歌….，我保證11/2會更完整
2024年10月10日 星期四
2024年8月28日 星期三
開花結果教學設計(1)
我在規劃一個教學設計----開花結果，符應的學習內容是
Db -Ⅳ-7 花的構造中,雄蕊的花藥可產生花粉粒,花粉粒內有精細胞;雌蕊的子房內有胚珠,胚珠內有卵細胞。
7-1 觀察不同植物的雌雄蕊差異,探討花的構造和授粉的關聯,如自花授粉和異花授粉,蟲媒花和鳥媒花的差異【探討活動】
7-2 不同植物的花粉具有不同的形態,花粉可萌發長出花粉管。顯微鏡可觀察到花粉與花粉管的外形。
7-3 被子植物藉由空氣、昆蟲或鳥類等方式授粉,授粉後胚珠可形成種子,子房可形成果實。
預計2-3節課，教學流程的起與合如下---
第一節起---”圖片中哪些是植物的果實？果實有何特徵?”，
第二或三節的合---” 香莢蘭在自然情況是由昆蟲進行異花授粉，但人工種植時是人工、自花授粉，豌豆在自然情況是自花授粉，但孟德爾做遺傳研究時是進行人工、異花授粉，說說看，他們這樣做的原因是什麼?”
為了這個課程我自備了一些教學資源
1胚珠的寶座-胎座”-閱讀單(學習單)
2羅漢松花粉飛散影片
3 香莢蘭的故事影片
4.問題分類---網頁遊戲
5.孟德爾的豌豆實驗---KWL閱讀單+學習單
6.很多花的解剖構造示意圖
這個課程是應彰師段曉林老師主持的探究計畫指定而做的，彰師探究計畫已經執行很多年了，培養了很多種籽老師和教練，它是一個能不斷成長蛻變的有機體，計畫團隊一直在思考怎樣能更有效幫助老師，在探究、科學素養方面的教學更精進，這次段老師提出讓教練們拍個教學影片，供計畫的成員們參考，所以這個教學設計除了要有教案，還要拍成影片，而且段老師指定我的課程要融入”認識論”，於是，我最近其實滿認真在自學，自覺有以下進步:
1教案格式---我曾經把一般教案格式(太繁瑣)，改成起承轉合可視化模式(宜蘭論壇計畫模式)，這次我和AI共備，在教學流程上，在每一階段開始加入教學策略說明(感謝段老師提醒)，感覺更容易看懂但又不會太簡略，真的不錯(自我感覺良好發作中)!!
2從認識論視角設計學習活動---認識論視角，是我初次嘗試，但也不是完全陌生，這次我選擇----理解科學知識的形成過程和科學方法的重要性、學生反思自己的學習過程兩個重點，覺得視角不同後，教學活動也跟著改變了!
3 教學影片(已試錄一節)---AI在這方面應該有些可用之處，我想…會有所不同。
※發文心態
我在FB、IG分享都以圖片、生活照片為主，偶爾分享教學設計或研習，分享生活、圖片和分享教學設計的心態差距很大的:
分享圖片、照片---我又畫了(最近都是叫ai畫)幾張圖、去某些地方、吃了一些好吃的….，我喜歡，分享出來，做個紀錄。朋友給讚，我會挺高興的，是一種---原來別人也喜歡這個，我不孤單的那種高興。
分享教學設計時，通常是這個設計我很滿意(敝帚自珍)，很想和大家分享。朋友給讚，不會讓我特別高興(我會分享就是自己覺得讚阿)，但如果有人能看出某一個設計的用意，特別處，如---閱讀文本和提問的關係，就會讓我很高興，如果有人能提出不同的看法，那又更高興了!
教學資源中----3 香莢蘭的故事影片、4.問題分類---網頁遊戲 已分享過了，這次來分享1胚珠的寶座-胎座”-閱讀單(學習單)、5.孟德爾的豌豆實驗---KWL閱讀單+學習單，至於教案和影片.等我覺得滿意的時候再發…
2024年8月20日 星期二
2024年8月13日 星期二
從課程設計到教學實踐的反思---探究計畫成發所見所得
這幾年有幸長期參與彰師大科教所辦理的「全國國中小科學教師探究課程設計與執行能力提升計畫」，和很多初階、進階、高階種子教師和教練們，共同研發、精進探究教學的能力，也因此看過很多的探究教案，以下是許多教案的共同可精進之處，我想分享出來，和大家交流!
一、教材內容與課程綱要的對應問題
多數教案以教科書為基礎，致力於解決課本中的難題或釐清迷思概念。然而，這些內容可能已超出課程綱要的範圍。例如，生物科在物質進出細胞單元探討「滲透作用」，或在呼吸運動單元探討胸腔體積與壓力，都是較為艱深的議題，也都可能超出綱要要求。我相信在國小和理化科中也存在類似的情況。 當然，課本內容超出綱要卻能通過審查是一個值得探討的問題，但這不是我們能直接解決的。那麼，老師應該如何判斷課本的某部分內容是否超綱呢？我不建議老師必須熟讀、精讀每一條學習內容和學習內容說明，但可以提供一個簡單原則：如果某個概念連你自己或你的同儕老師都難以完全理解，那麼它很可能是超出綱要的。這時值得你和共備社群一起確認學習內容和學習內容說明。 舉例來說： - 老師能否明確定義滲透作用，並清楚解釋相關現象？ - 你如何向學生解釋海帶、水晶寶寶、粉圓等食物泡水膨脹的原理？這是否屬於滲透作用？ 如果在共備社群中提出這類問題，你可能會發現老師們意見紛紜。這表明該概念可能過於複雜，不適合作為國中小階段的學習內容。 同理，你可以詢問其他老師：深吸氣和淺吸氣時，橫膈收縮的力量差異有多大？胸腔體積差異如何？如果大多數老師都無法回答，或想不出如何測量，那麼這個主題可能就不適合作為國中呼吸運動單元的教學重點。
二、觀察與定題，還是閱讀與訂題？
探究計畫的老師們在探究方面已經很有能力，知道要通過觀察來引導學生提出探討問題。但在實際操作中，效果可能會有很大差異。例如，老師可能展示一些照片、影片或閱讀資料，期望學生能提出探討問題。以滲透作用為例，老師可能展示5種食物（如蘿蔔乾、海帶等）泡在水裡體積變大的照片，希望引導出的探究問題是「某因素（如食鹽水濃度）對食物體積變化的影響」。然而，這樣的觀察資料中，操作變因是不同種類的食物，學生最可能提出的問題是「不同種類食物泡水後體積變化的比較」。 要如何引導學生提出我們預期中的各種變因呢？以下是我的建議： 觀察應該是有目的性的。老師需要將觀察的目的（各種自變項）巧妙地融入其中，讓學生去發現。例如，老師可以準備三杯透明溶液，分別是水、濃鹽水和稀食鹽水，將同樣大小的蘿蔔塊放入其中。學生觀察到蘿蔔塊在三杯透明溶液中的體積變化，可能會問：「那三杯水有什麼不同？」這樣就能自然引導學生提出「食鹽水濃度和蘿蔔體積變化的關係」這一探究問題。 如果閱讀材料（文本、照片、影片、老師的提問）缺少相對應「自變項」的融入，學生就只是在「看」、「閱讀」，然後「訂題」——訂了一個題目，最終還是由老師在「定題」（事實上，有時連老師也沒把題目定好）。
三、假設、預測是「因為……所以……」的思考訓練
進行探究教學的老師都知道要引導學生提出假設、預測結果。例如，在探討影響自製濾水器過濾效果的因素時，引導學生提出「改變某某因素，會改變濾水效果」等假設。但如果只是提出假設、預測，而沒有提出預測的依據，就等於在「因為……所以……」的思考過程中，去掉了「因為……」，只留下「所以……」。這種習慣可能導致學生認為所謂假設就是把所有因素都當作操作變因，比如改變水的量、水的種類、水的pH值、水的溫度、濾材的種類、濾材的量、濾材的順序等。這種方法的優點是可以探究很多變因，而且每一個變因都可以衍生出新的變因。但問題是，你可能沒有足夠的時間、設備或資金來探討所有這些因素，最後可能忙了一大圈，卻漏掉了要探討的重點。 那麼，如何讓學生的思考過程是完整的「因為……所以……」呢 ？以下以「自製濾水器」為例，分享我的做法：
我會問： 你為什麼這樣想？ 你想怎麼做？ 你認為會獲得什麼結果？例如：
教師：你為什麼會想要改變濾材的順序呢？（引導學生思考相關的理論依據） 學生：因為濾水器材的縫隙大小和吸附能力決定了物質能否通過，所以改變濾材 的順序應該會影響過濾的效果。 教師：你想怎麼做？（引導學生思考實驗架構） 學生：我想把礫石（縫隙大）排在進水處，先濾掉大型污物（如枝條、塑膠片 等），然後把活性炭（縫隙小、吸附力大）排在最後（出水處），這樣可 以吸附水中的一些細小顆粒。
四、科學就是要量化嗎？
這次有兩件生物相關的作品，都花了很多心力在「量化」上，如量化食物吸水後「重量」的改變、量化呼吸時橫膈的拉力、胸腔體積的改變。這其實反映了生物學（或地球科學）面臨的一個難題：我們的許多知識都是通過觀察獲得規律性，很少能嚴格控制變因去操作、比較，也很難獲得量化數據。這種情況很難符合一般人對「探究」的要求，尤其是無法符合探究必須從觀察一路做到結論(不能缺少實驗規劃與執行、數據的分析與發現)的成見。因此，參與探究教案競賽的生物科教師，總是要費心思去尋找能產出量化數據的題材，而像花的觀察、蕨類的觀察、細胞的觀察等主題就很難出現在教案競賽中。 但我們需要思考：量化真的如此重要嗎，尤其是在國中小階段？沒有量化就不科學嗎？做了很多。很精密的量化數據就是科學嗎? 這是值得我們所有教育工作者深入思考的問題。
五、把活動串成完整的課程
在設計探究教學課程時，我們常常會遇到這樣的情況：每個單獨的教學活動看起來都很精彩，但整節課或整個單元卻感覺缺少了什麼。你可能有這樣的經驗：某一節課的引起動機設計得很有趣，也有很好的提問；實驗和操作活動包含了假設、變因控制、數據紀錄和繪圖等要素。你能清楚地辨識出哪個實驗活動對應了探究過程中的哪個步驟（如提出假說、實驗設計、數據收集等）。然而，整節課程卻給人一種鬆散的感覺，缺少了某種關鍵的連結。 這種情況的根本原因往往是缺乏有效的整合。學生可能完成了所有預設的活動，但並沒有真正利用所得到的數據來解釋科學現象，也沒有將不同活動中獲得的知識串聯起來形成完整的理解。 以主題：影響水分進出細胞的因素為例，老師們通常注重步驟1-4的設計、教學，但常忽略步驟5-7，而使課程顯得不足。如果我們能注重5-7的教學(學習)活動，整個課程就會更完整、更探究!
探究教學步驟舉例---
1. 觀察與定題： 2.假設與預測： 3. 實驗設計與操作： 4. 數據分析與繪圖：
5. 解釋與討論：引導學生根據實驗結果來解釋水分進出細胞的現象、 如:這些實驗結果如何解釋日常生活中的現象（如泡菜的製作）？ 6. 應用與延伸：讓學生思考並討論延伸的問題， 如---動、植物如何利用水分進出細胞的原理來適應環境(如海水魚與淡水魚細 胞內鹽濃度差異)？在食品保存中，如何應用這些原理（如醃制食品、脫水食 品等）？在醫學領域中，這些知識如何應用（如靜脈注射時液體的選擇）？
7. 總結與反思：引導學生反思整個學習過程，並鼓勵學生提出新問題或方向。
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