啟動老師的合作學習---104自然團第一次共備工作坊

宜蘭縣國教輔導團國中自然團的第一次共備工作坊將於9/7開始，這時間其實有點尷尬，因為第一次要共備的內容是第一次段考範圍(各冊1.2章)，應該在開學前就要進行了，但是暑假實在找不到好時段，所以搶開學後第一次領域時間來開也算是「次好時機了｣!但也因應這樣的時間點，所以我們把共備重點放在各冊第二章，第一章的資料就提供給大家參考了!!

這次工作坊也同時舉行領域召集人會議，理論上各校都會有人參加，輔導員怡翔於是想要傳達一些想法，包括:

1.  請林家漢同學以過來人的角度，回顧學生生涯所受的科學教育，讓學生來告訴老師---科學教育中的哪些成份是真正會影響學生的! 家漢同學在JSP5時曾以「用思考走人生｣分享了科學教育對他的影響(這裡 )

2.  新課綱重點說明---新課綱公布很多天了，即將要辦公聽會了，但真正去看課綱的應該沒幾人，看了而且了解---新課綱增了什麼？刪了什麼？對老師會有何影響的人應該更少了，這也不能怪老師們，畢竟光是自然領綱草案就厚達246頁，都是字沒有圖，那是一群教授、老師組成好幾個委員會，廣泛徵詢各方意見，來回討論、修改之後才寫成的(所以對課綱被說成黑箱很不以為然)，我參與其中那麼久，還是對國小或高中的生物科有些不清楚，一般老師實在不太可能去詳讀那246頁而且抓到重點，所以「導讀｣是有必要的(其實課綱草案尚不包含”內容說明”，內容說明比較接近導讀本)，不過這次我只有30分鐘而且要說明共備做法，所以只能帶大家看幾個重點，整理在 資料夾中「自然領綱草案｣和「自然領綱草案Q&A｣、「新舊課綱比較生物篇(阿簡老師整理)｣、「新舊課綱比較化學篇(小P老師整理)｣、「學習表現指標｣…提供大家參考。我已經答應仲平校長12月份會到彰化輔導團導讀課綱，接下來我會認真來思考如何組織、呈現!

宜蘭自然共備1040907 from Bell Wu

3. 共備要做的事---其實我在偏鄉共備研習時就把新課綱理念融入在共備原則裡做出共備金字塔，整個偏鄉共備就按金字塔理念去跑，第二天蔡智恆老師帶第二章共備時，把金字塔倒過來，顯得更簡單清楚，所以這次就用橘子蔡的倒金字塔來講(老人隨時要有被翻的準備)，各組協助的講師---7年級林宛青老師、8年級張揮鈺老師、9年級鄧燕蕙老師被我硬坳要準備：「V1(V3.V5)整冊學習時數規劃｣、「各節學習內容(核心概念分析)｣、(在偏鄉共備時講師還要負責準備「各節教學計畫參考資料(於內容活動欄提供收集到的資料連結)｣，這些前置工作是為了要讓老師們在研習會(工作坊)會場可以寫出一個節(如2-1或2-2或2-3)的教學計畫，所以我們事先準備了「教學計畫說明｣「教學計畫空白表｣，老師在工作坊當天只要全組合作完成一節教學計畫即可，這裡有偏鄉教師研習時老師們當嘗寫的手稿供大家參考，她們做得很好，我期待宜蘭的老師們也來試試(盡力就好不要有壓力)。

4.  偏鄉共備研習的迴響---7/13.14的偏鄉共備前我心裡在打算：這是第一次有全國自然科科老師齊聚一堂的機會(學校分布在北(連全國最靠北的學校都來了)、中、南、東區，科目包括生物、理化、生科、地科)，我想做的是包括：

(1)   建立比較可行的共備模式，所以我們討論出共備金字塔、我提供了「教學計畫｣、「四格教案｣寫法等資料，這點在偏鄉共備時似乎進行得不錯，但能不能負制回各縣或各社團、各校的共備呢？關鍵在找到可以帶動、事先寫好「教學計畫參考資料｣的講師，這次宜蘭的3個講師除了揮鈺老師曾在偏鄉共備帶過8年級外，宛青老師和燕惠老師都是第一次做，感激她們願意擔起這個重責大任，也請大家多給一點包容與鼓勵。

(2)   建立資源平台---偏鄉研習的資料及老師的作品都已放在GOOGLE雲端硬碟「國中自然領域共備資源｣資料夾中，「祈願偏鄉 國中自然 ｣社團的成員及宜蘭縣自然領域的老師都可以取得連結，宜蘭縣自然團的研習資料也會另外設資料夾(如這次的資料放在---104宜蘭縣共備0907資料夾 中)，方便你取得資料於事前或之後取用。

(3)  透過老師的使用心得分享，讓教學現場、更活化更有效---這點在偏鄉教師研習之後有非常好的效果，有好多老師分享了她們暑期輔導的成果,如:

開學後也馬上有老師(Fei Chuang)分享共備時出的一個多元評量題目(如圖)--

    看到這些回饋，真的很開心，覺得共備真的可以成為「老師的合作學習｣，希望這些景象也會發生在宜蘭的共備工作坊!!

附註---由於工作坊的資料會建置在TMAIL雲端硬碟中宜蘭縣的老師們只要開通TMAIL自然就能擁有這些資料的使用權，趕快開始使用TMAIL吧!!使用方法很簡單,可以參考這偏教學喔(開始使用 TMAIL   講義)!!

跨科？怎麼跨？（國中自然科跨科概念課程設計粗搞）

跨科？

因緣際會下我和鄭志鵬老師參與一個課程研發的計畫，主要任務是開發能展現12年國教以素養為導向的模組，「素養」是什麼？我自動簡化成「知識」、「能力」、「態度」，這些對我不算新東西，因為從30多年前入行就知道教學要兼顧「知識」、「情意」、「技能」，而且我在和老師們共備時也一直強調「知識」、「情意」、「技能」(不管用什麼名詞，但本質是相同的)。但這次被賦予一個新的任務：希望是跨科的課程!跨科!!

科學知識來自對自然現象的探討，應用於解決生活中的問題，無論自然現象或生活中的問題都是不分科的，所以科學不分科這是事實，美國、日本的中小學科學採合科教學這也是事實，但在台灣不要說合科，即使只是「跨科」都遭到「被判出局」的命運(想起九貫之初膽敢在國一課程溶入地科及粒子概念的光復、牛頓、國教院版自然科教科書….)，所以這次又說要跨科，感覺是艱難的任務呢!但明知應該做而且之前也努力過了，難道就「知難而退」?就再努力一次了!

主題式的跨科

「跨科」是什麼？浮現在腦中的是：找一個主題，用跨科的素材來呈現，如：主題是「熱」，內容包括熱的傳播、熱和溫度…(理化科素材) 、生物的熱量來源、體溫調節…(生物科素材)、溫室效應、全球暖化…(地球科學科素材)等。不過，這樣感覺是為跨科而跨科，重點還是在教分科的知識概念啊!只要是以「學科知識概念」為主，就很難開創新局!

原來還有所謂的跨科概念!!

我在這裡要介紹的是「跨科核心概念」，這也是這次我參加這個模組開發計畫才學到的東西，大部分是我們去讀了NGSS的跨科概念內容(這裡)得到的心得，發現---自然科的各分科其實可以由幾個核心概念貫穿，連結的。

美國NGSS的「跨科核心概念」包含「模式」、「因果關係」、「尺度、比例和數量關係」、「系統和系統模型」、「能量與物質」、「結構和功能」及「穩定和變化關係」。以我們這次選定的「穩定和變化關係」為例，其主要概念包括---

1、變動與平衡具有週期性、動態平衡與回饋控制等特性。

2、物質世界從微觀(如溶解度)到巨觀(如全球溫度.大氣成分)都有變動與穩定的交替現象。

3、生物世界從微觀(如細胞內的代謝作用)到巨觀(如生物演化)都有變動與穩定的交替現象。

(當然還有其他的，但目前我們只想選這三點來設計課程)

從跨科核心概念出發

我們以上面所列的三個「穩定和變動」核心概念去設計課程，以全球暖化議題作素材，設計了一些教學活動，目前「粗稿」(真的是粗搞)完成兩個單元，其知識概念分別如下(探究能力和科學態度不在本文討論)：

單元一：從二氧化碳看穩定與變化(2節)

1、 知道週期性的變動為一種平衡(以二氧化碳和全球氣溫的變化為例)

2、 知道全球溫度、大氣成分等現象在短時間和長時間內的變動情形。

單元二：地球熱量的收支平衡(2節)

1、 知道物質世界從微觀(如溶解度)到巨觀(如全球溫度.大氣成分)都有變動

與穩定的交替現象。

2、 知道變動與平衡具有動態平衡的特性

3、 了解溫室效應的成因與影響

也就是說這兩個單元中，主要的知識概念學習是「穩定和變動」的特性，與學科知識概念有關的，只有「了解溫室效應的成因與影響」這一點。這是不是有點不一樣?我們想把學科知識概念留給各學科去教，而跨科核心概念即探究能力、科學態度才是我們得重點。

這次參與課程研發對我而言「打破、歸零、全新出發」的歷程---打破舊觀念、舊習慣的過程很辛苦，花很多時間去研讀、討論、聽演講，然後才免強弄懂「跨科核心概念」。我想---如果連我們這樣一直在嚐試教學改變、有機會接觸到最核心作法和理念的老師，在面臨新課程時都要如此掙扎，那一般現場老師的反應就可想而知了!正式課綱出來後要面臨的最大難題是---老師們不瞭解新課綱的理念，而抗拒、排斥、批評!所以如何傳達理念和提供務實可行的作法，就成為新課程改革成敗的關鍵了!

我想---與其等到所有課程都發展好了，才拿來跟老師說明、勉強老師接受，不如在研發階段就把不成熟、可以改進的東西拿出來和大家討論：

兩個單元的初稿在此----單元一、單元二

如果有老師願意試教，請告訴我或鄭志鵬老師(小P)，我們會再提供簡報.叫學示例等資料，希望能收集大家的經驗與智慧，把這件工作做得更好一些!!

把這麼不成熟的東西拿出來其實我很徬徨，不過.....就做吧!!這也是打破自己的一環! 打破自己!很累!但我們會繼續努力!希望有全新出發!

讓呼吸看得見---從會考通過率最低的生物題談起

通過率最低的是…..
你知道103年的國中教育會考自然科全國平均通過率是多少嗎？答案是53.15%，有點低吧，其實就是不及格阿!以下是103國中教育會考自然科各題評量結果統計，更詳細的資料請參考宜蘭縣自然與生活科技領域專任輔導員陳怡翔的分析（這裡）。
以生物科老師的習性，當然是先看生物科的哪一題通過率最低，結果是編號34的那一題，通過率只有0.26，這也是自然科所有考題中通過率次低的一題，只比第45題的0.25高一點點(但在宜蘭，這兩題的通過率都是0.20)。


以上是第34題----
選項命中迷思概念
這題會成為生物科甚至是自然科通過率最低的題目，應該有些老師會覺得很訝異：這不是我們一再強調的概念嗎？就只是考「所有細胞都是經由呼吸作用分解養分釋出能量」這樣的概念，沒有計算、也不需要統整其他概念，為什麼通過率會這麼低?但以我來看其實意料之中，因為歷年TASA測驗結果都顯示：學生對呼吸作用有很根深蒂固的迷思概念，包括
1認為只有呼吸器官(動物的鰓、肺、氣管，植物的葉子)才會進行呼吸作用
2認為葉子白天進行光合作用、晚上進行呼吸作用
3認為植物的呼吸作用白天呼出氧氣、晚上呼出二氧化碳。
迷思概念形成的原因
之所以會出現這樣的迷思概念，原因可能包括：
1缺乏具體經驗---七年級學生有很多仍在「具體操作期」，必須有具體經驗或實務操作來協助思考，但是呼吸作用是很抽象的---看不到、摸不著，所以學生會把動物的呼吸運動（有親身經驗）誤認為呼吸作用，而植物則連可觀測到的呼氣、呼氣現象都沒有，學生很難想像根莖花....有在進行呼吸作用。
2生物教科書中呼吸作用出現的順序和選用的題材不利建構完整的呼吸作用概念：有關呼吸作用的教材出現在
（1）、第一冊第三章「食物與能量」---此時學生對化學反應與能量尚無概念，只能死記「細胞會進行呼吸作用釋出能量」
（2）、第一冊第六章，在動物---以呼吸運動來強調體內如何維持二氧化碳的恆定，但沒有連結到「二氧化碳是來自所有細胞的呼吸作用」、「呼吸作用是分解養分釋出能量」的概念，造成學生誤認呼吸運動就是呼吸作用；在植物部分則僅以「種子萌發時的呼吸作用」活動，強調植物也是呼出二氧化碳的，還是沒辦法讓對「根、莖、花....所有細胞都有在進行呼吸作用」。
（3）、強調葉子白天氣孔開、吸進二氧化碳呼出氧氣，讓學生錯誤連結以為「植物的呼吸作用白天呼出氧氣、晚上呼出二氧化碳」，或「葉子白天進行光合作用、晚上進行呼吸作用」。
迷思概念的澄清
看到這題的超低通過率，很多生物老師都生氣的說：明明每次都有特別強調....、講過幾百遍了還錯….!是的，講幾百遍還是會錯，所以... 「麥擱共啊」!我們換個方式---做給他看甚至讓他自己做，要讓學生有感啊!
讓學生看到植物在呼吸
關於呼吸作用的迷思概念，我曾經設計過兩個活動(植物的吸氣、呼氣---光合作用、呼吸作用）希望能協助學生澄清概念，基本的原理是利用BTB液遇氧成藍色，遇二氧化碳成黃色的特性設計實驗，讓學生觀察植物的哪些部分會進行呼吸作用、什麼情況會進行光合作用!請參考以下兩篇教學紀錄
關於植物吸氣、呼氣---學生怎麼想？
植物的白天與黑夜---氧還是二氧化碳?
BTB的變色反應

教學設計(簡化影片版)

如果老師們只是想建立「植物的所有器官都會進行呼吸作用」，那不一定要使用BTB液，只要選用合適的酸鹼指示劑即可(課本中所用的石灰水反應，反應沒那麼靈敏也不如變色明顯)，我想---根據學生的迷思設計可觀察甚至可動手做的教學活動(其實是很好的探究活動)，才是破解迷思的可行之道。
＊因為整個教材(含設計理念、參考資料.教師手冊.....等)資料很多，若有需要更詳細資料的老師請留言通知我，我私下分享給你喔!
＊上文所說的課程是國教院教材原型計畫跨科模組---全球暖化的一小部分,此模組光是生物科的部分就有將近100頁,我覺得老師們一定懶得看!所以我把其中的光合作用與呼吸作用的活動節錄下來(含活動的教用版---即學生活動學習單但有答案版_),及實驗指導手冊,教學示例,及閱讀資料!恩...不是很完整但比較不會太繁瑣,不知這樣是不是對大家有幫助?(上文中所附兩篇教學紀錄是我依現有課程將模組內的理念及教學設計融入後所做的教學)

植物吸氣呼氣實驗指導及活動紀錄 from Bell Wu

泡菜滲透出的迷思

「物質如何進出細胞」應該是國中生物第一個有「科學知識」的單元(之前的單元大多是常識)，以前常用「紅血球泡在鹽水中和泡在蒸餾水中的變化」或「水蘊草等植物細胞的質壁分離」來說明，最近各版本紛紛用「做泡菜」來解釋滲透作用，這時在教學上出現很多現象無法解釋，於是今年自己再修改了一下實驗，結果衍生更多問題。以下是我對滲透的理解及疑問，提出來請較大家： 

滲透的背景知識 
滲透的定義可以用維基百科所說的：滲透是水分子經半透膜擴散的現象。它由高水分子區域（即低濃度溶液）滲入低水分子區域（即高濃度溶液），直到細胞內外濃度平衡（等張）為止。這裡的半透膜可以指物理性的半透膜如人工製的玻璃紙、腸膜、蛋膜等，原理是這些半透膜上有一定大小的孔所以大於這個孔的分子無法通過，而小於這個孔的分子可以通過，所以半透膜可以當成分子的篩子一樣，篩出大小不同的分子；但細胞膜又是另一個情形，物質能不能通過細胞膜除了分子大小外，還牽涉到分子的極性等，極性的分子、離子等需經過細胞膜上特殊的載體、通道才能通過（也就是國中課本所說的特殊蛋白質協助）；國中課本大多會說：水、二氧化碳、氧(當然是溶於水後) 可以單純擴散通過，而鹽、糖、胺基酸等則都需要有特殊蛋白協助才能通過。而水則被認為可以單純擴散或經由水通道而進出細胞！ 

鹽（或糖）為何不能通過細胞膜 
在解釋「質壁分離或紅血球萎縮」時多數課本或老師會以「鹽（或糖）不能通過細胞膜」解釋，但其實我們有：鹽（或糖）要經特殊蛋白質協助才能通過細胞膜的說法，表示鹽（或糖）是可以通過的。而且學生依據生活經驗會說：「如果鹽（或糖）不能進入細胞被細胞利用，那我們吃鹽（或糖）做什麼？」、「為什麼鹽（或糖）會跑到腎臟去造成腎臟的負擔？」…所以「鹽（或糖）不能通過細胞膜」這個說法是不妥的！我自己會以「任何細胞上都有水分子通道，而且很多，但鹽（或糖）的通道很少而且多集中在某些細胞（如腎臟或小腸壁），所以水的移動相對量大而迅速，鹽（或糖）則幾乎沒有移動」來解釋，但我也不確定這樣講是否完善或正確或適合，請大家來提供專業的知識。 

冬瓜條泡水的實驗 
這次我將滲透實驗稍稍改了一下：實驗步驟及結果如下圖

當步驟2之後我問學生：你們預測泡清水和泡鹽水的冬瓜會發生什麼變化？很多學生說：「鹽水組會脫水、清水組會膨脹」、「濃度高往濃度低移動…(當我問哪邊較作濃度高…時就答不下去了)」、「ㄟ….就擴散啊….滲透啊…」，這些孩子也許已先學過了但一知半解，總是以專有名詞解釋事情（沒辦法---專有名詞是他們被要求記下的內容因為考試要考啊！），但也有很多孩子說：「鹽水組可以保存比較久不會爛掉…因為鹽可以殺菌啊…」，其中有一個答案是「鹽水組的冬瓜會變鹹、鹽會進到冬瓜內…」，我說：「你為何這樣想呢？」，學生說：「蘿蔔乾不是也這樣做的嗎?用鹽醃一醃會變鹹啊…」

說真的這樣的疑問很正常但也很難回答！前面實驗中泡清水組的冬瓜變硬、胖、長、重而且量桶的水變少，所以「泡清水的冬瓜會吸水」是無庸置疑的；而泡鹽水組的冬瓜變軟(可以把它弄彎)、瘦、短…所以「泡鹽水的冬瓜會脫水」也能接受，但泡鹽水的冬瓜到底會不會變鹹(鹽是否會進入細胞內)？則是無法確認的(重量並未減輕，反而從4.0變4.14---雖然應該是外面的的水重)！ 

從蘿蔔乾變鹹看滲透 
蘿蔔乾變鹹是事實，鹽應該是有進入細胞內的，我猜測原因可能是：蘿蔔乾已經是死細胞，細胞膜早已破壞，無選擇性通透的能力了！所以應該只是單純的濃度差異問題，鹽從外界濃度高往蘿蔔細胞內(濃度低)擴散！所以鹽會不會進入植物細胞的關鍵點應該是：活細胞或死細胞！活細胞有選擇性通透，鹽不會(或很少量)進入；死細胞則依擴散原理，可以進入細胞內(其實應該只是細胞壁圍起來的框框內)。下次來做活細胞與細細胞的比較(ㄟ….還沒想到怎麼做)。

關於做泡菜另一個我很不解的地方是：為何總是用鹽巴而不是用鹽水?照理講「水溶液」不是比較容易發生滲透嗎？為什麼要用乾的鹽巴呢？我還是想不通，不知有人可以幫忙解答嗎?

生態教學亂亂玩-2:教學路上可以如此花朵繽紛泉水沁涼

一位愛唱歌的老師---簡星東老師
用影片歌曲教學，這是最新的嘗試，但今年可能還看不到成果。去年我曾嘗試讓學生寫一篇說明單邀請朋友到宜蘭來做生態旅遊，但效果不是很好，因為學生根本沒去過幾個地方、更不知生態和旅遊有什麼關聯？今年我想先做個示範，讓他們知道怎麼進行---原先的規畫是以簡報的方式呈現，因為學生應該對簡報教熟悉。但後來看到本校簡星東老師所做的兩首生物歌曲，覺得真是好聽又可將內容很完整的呈現，是很有意思的教材與教法，於是興起請星東老師來幫忙作詞作曲的念頭。於是請求星東老師同意後就開始著手進行了！

首先目標選定員山鄉的「花泉農場」，因為這裡沒有太多人工設施，很符合生態教學，而且我曾多次到此遊玩、吃東西，已經照了一些照片，本來還邀可愛的怡伶老師充當模特兒，想拍動態畫面如騎腳踏車、盪鞦韆等，後來因為時間來不及，這個構想就留待下次了。


我的吃喝玩樂紀錄
我們的作法是---我把照片整理出來，把要顯現的東西、內容、生物名稱...等寫下來，交給我們的才子簡星東老師（TONY），才子修改、押韻、潤色後，變成歌詞，並且編曲還自彈自唱兼錄音...，這些素材全交給怡伶老師，怡伶老師將它製作成草案，我再增刪一些畫面（用到一些噗友的照片），最後定稿成這影片！


就當暑假作業吧!
我拿這個影片給學生看，告訴他們可以改編歌曲或只是用照片與字幕(文字說明)的方式作成影片或簡報檔。學生其實很有興趣與想法，但受限幾個問題如：多數學生沒相機（有相機可自由使用的比例超乎想像的低）、沒時間去玩（總要去過才有感覺阿！）、多數學生連製作簡報的能力都不是太好、考試將屆家長不准學生用電腦…等。所以想要在暑假前完成作業已，是不可能的任務，學生要求說：老師，這個可以當暑假作業嗎？本來想：暑假過後我就不是你們的老師了，無法給你們分數….，後來想想：還是可以當暑假作業啊，再找機會幫他們發表(臉書或部落格吧)、加分就好了！就這麼辦吧！期待有學生做出好東西來！

E-learning的另一模式!
我很喜歡這個影片的產生過程，覺得也許是E-learning的另一模式，也可以發展成教師社群或成長機制。這裡面用到的照片除了我自己的之外，還包括：噗友brand的鳶尾、allen的水芭樂、快樂圖神的鐵路、心心老師的白鷺和不知名的鳥、怡伶老師的兒童笑臉和櫻花…這些老師除了貢獻照片之外，最重要的是給了我「靈感」和「安心」。

噗浪是我靈感的湧泉
也許是我個人的習慣吧！雖然網路上有很多CC授權的圖片，但我總覺得我缺的不是素材而是靈感。我不會等到要用時才去找圖片，而是在製作教材時腦中會閃過曾看過的某一圖片，或是看圖片時突然閃過---這可以用在OO單元或設計成XX教材：如在設計動物分類學習單時閃過心心老師有一張圖很適合當「棲地」；看到圖神的一些照片會先想：ΔΔ單元改用這張圖更好…，我比較適合胸有成竹型的。而且當我要用這些照片時，有時來不及徵求同意，有時不適合標出姓名(如這次的影片因為要標字幕就不易標出照片來源)，這時有個可以先斬後奏的圖片來源，就讓你覺得很安心而且很大膽的發揮，所以噗浪上這些朋友是我很重要的教材庫，也隨時刺激、引發出新的靈感。噗浪的另一特色是：回應很即時，大家又很正向、會鼓勵別人，每次把東西貼出來之後受到讚或掌聲鼓勵好像做起來更有勁了！在教育這個圈子要獲得掌聲很不容易，在噗浪中卻一點也不吝惜呢！

是不務正業還是多才多藝?
星東老師是個很特別的例子，明明是英文老師卻跨足到生物科來做起生物歌曲，也許有人覺得這是不務正業，但我覺得這是超級難得的人才---有能力、有熱情，而且不同領域的人合作真的能發揮截長補短的功能---有生物的實質專業又有音樂藝術的動人悅耳，真是太讚了！其實教師圈中各種人才都有，怎麼樣激發他們的熱誠，發揮他們的才能，大家要多想想、多用心啊！

感謝所有參與這個影片製作的老師，有你們真好！教學路上可以如此花朵繽紛泉水沁涼！我們一起來創更多的花泉曲吧！