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第六十六期:通識教育在高中的實踐

學校課程創新中的學習翻轉——以瑞祥高中科學閱讀課程為例


文/莊福泰 高雄市立瑞祥高中教務主任
 自99課綱起,學校就被賦予開設選修課程的權力,但在巨大升學壓力和整個教育界傳統思維模式下,真正落實的學校並不多,107課綱總綱公布後,隨著國內由基層教師掀起的翻轉教學思維,讓學校的思考模式有了很大的改變,如何開設以學生學習為中心的課程成為一股風氣,瑞祥高中過去為因應12年國教的特色招生,開設學校的特色課程──科學閱讀,也在這股風潮下歷經四年的轉變,課程設計有了極強烈的翻轉思維,「科學閱讀」課程從名字來看不是一個創新的課程,但是四年來,經過學生學習回饋不斷反思和改進,從整個課程架構和教學方法確實是走在以學生為中心和培養學生科學素養的大方向上,這個課程在發展過程中有幾個面向是值得在未來高中課程開發中參考或思考的。

課程架構的系統思考
 在設計課程之初,先討論學生在科學學習上的諸多問題,我們抓出三大主軸:

 第一、過去的傳統自然科學課程太強化知識系統的架構和詮釋,就算有實驗課程也大多是食譜式的實驗,學生在科學素養和科學方法上的學習並不是非常足夠和有效,所以,我們希望科學閱讀不再是知識的累積,而是著重於科學素養、科學方法和邏輯能力的培養。

 第二、學生在科學學習的方法是低效率的,許多學生學習方法著重於背誦或概念理解的層次,再好一點則是可以整理出重點,但是對文章的整體系統架構和推理思考還是較為缺乏的,於是我們決定個人學習方面導入認知策略,而班級授課則嘗試用學習共同體,希望透過互動過程促進思考的進行。

 第三、我們社會對許多重大議題的論述缺乏科學素養,大家都容易就表象或片面的數據去討論,也很少懷疑數據的測量方式和真偽,所以,我們將社會的科學議題納入課程。
經過四年的發展,目前我們科學閱讀課程的主要架構如下:

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(圖一/科學閱讀課程主要架構)
課程發展採取跨科共同備課
 為了不讓學生科學閱讀文本內容過度偏向特定學門,因此,本校科學閱讀課程由五位不同科目的自然科老師共同備課開發,歷經一段時間的磨合之後,我們開始體驗共同備課和跨領域討論的魔力,以「火星上有水」的文本為例,主要內容屬於地球科學領域,在共同閱讀時,物理科老師對於極低氣壓下水的蒸發與凝結的解釋,顯然讓其他老師有豁然開朗的感覺,而化學老師解釋高濃度鹽水的蒸發與凝結更是縮短大家摸索的時間,這樣的過程讓同仁之間彼此相互學習,有共同成長的樂趣,所以課程開發得以持續維持動力。

 共同備課可以從不同觀點討論課程和教學方法對學生的合適性,以科學圖表閱讀為例,原先我們設計的教學法是相當教師觀點的,先將各種圖表做介紹,並教學生閱讀科學圖表的技巧,例如觀察座標、讀取數據、解讀圖形趨勢與相關性等等,但我們從學生的學習回饋和前後測結果發現,學生科學圖表的能力學習前後未達顯著差異。在共同備課中,生物老師提出應該給學生體驗完整的科學家科學圖表形成過程,這位老師認為從數據的記錄、整理再轉換為圖形的歷程和直接以圖表教學是截然不同的,他這樣的觀點引發大家的討論,並思考如何在課堂上讓學生體驗這樣的完整歷程,透過跨科腦力激盪下,設計出用撲克牌模擬森林物種調查的實作教學單元,學生利用抽取撲克牌模擬觀察到的物種數量和個體數量,然後記錄為數據,最後須將累計的物種總數和調查次數轉換為圖表,應該會獲得一個逐漸趨近水平的曲線。這個教學活動再搭配分組的發表、討論,第一次試教觀課時便發現學生的學習動機和各面向的學習成效都顯著提升,這是共同備課的強大力量。

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(圖二/森林物種調查模擬實作課程,學生發表作圖並提出解釋。)

科學閱讀和實作融合的翻轉思維
 傳統科學閱讀課程大多著重在科學文本的閱讀,實施方式最常見是以科普文章為教材,進行類似書報討論的教學方式,由於共同備課會產生多元觀點,在第三年的課程設計討論中,老師們提出必須強化實作的想法,部分老師認為單純科學閱讀太偏向知識的吸收,學生應該體驗動手實作的歷程才足以明白科學方法和科學本質,於是如何將科學閱讀與實作融合就是我們思考的方向之一,經過多次的設計改良,我們設計了DNA萃取的閱讀與實作單元,先由同學閱讀一篇關於香蕉的DNA萃取文章,文中討論DNA萃取的技術原理和方法,文本閱讀後透過學習共同體的討論,學生依據老師提供的實驗器材自行完成DNA萃取的實作流程設計,然後讓各組上台說明他們實作流程的原理和步驟,再根據大家的發表內容修正自己的萃取流程,最後動手實作檢驗自己的設計是否正確。

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(圖三/學生於修改實作流程進行實作檢驗)
 
 這樣的課程完整體驗科學家的實驗歷程,教學方法幾乎以學生為中心,不再單向輸入,而是透過閱讀、討論、發表分享、修正反思、實作檢驗等等的歷程來完成學習任務,課程實施後,在觀課後的討論中大家對這樣的課程設計都給予高度肯定,並期待下年度可以設計出更好的教學單元。

課程難度與教學法的差異化
 12年國教實施後,學生學術程度的顯著差異帶給教師嚴厲挑戰,因此同一門課,必須具有明顯的差異化設計,差異化包含兩大部分,第一、知識難度的差異,第二、多元智能的差異。針對知識難度,我們的課程採取先基礎再進階的課程設計,無論是閱讀策略導入、科學圖表閱讀或科學解釋與推理,我們都先設計一個基礎課程,讓知識能力較薄弱的學生先有基礎的學習,然後再給予進階的教材。
針對多元智能,學生的多元智能天生就有極大不同,有些習慣口語表達,有些專精繪製圖形,有些則表現在邏輯推理上,因此,我們在教學活動的設計上都盡量採取多元的表達方式,課程不單純聽講,而多以提問、討論、繪圖、口說表達等方式進行,讓不同智能的孩子都有進入學習狀態的可能,本課程採取多種不同教學方法,如學習共同體、焦點討論法、探究式教學和論證式教學,透過這些不同的教學模式,希望提供給不同特質的學生更多元的學習體驗。

 我們很期待透過這樣的課程發展模式,能夠開發和創新更多的課程,並導入更多元的教學方法,107課綱給學校彈性也給老師帶來挑戰,但是透過跨領域的共同備課,讓各種不同思維激盪,透過實際教學、回饋反思、修正改變的歷程,高中的教學應該會更貼近學生的學習需求。 
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