一O七課綱│自然科學領域》 知識減量 讓學生思辨、探究、實作

建立: 11/17/2016 - 19:51
未來學生會有更多機會動手做自然科學實驗。攝影/陳弘岱

自然科學領綱,以減法思維設計課程,
留更多空間給學生思考問題、統整知識、探究與實作。
這樣的設計思維,對於大學不打算鑽研理化的學生更為友善,
並讓有志鑽研理化的學生,繼續選修加深加廣課程。

「看到彩虹,很少學生會去思考,為什麼在這個時間點、這個情況下,它會出現?他們對自然世界失去了思索、探究的能力。」高雄鼓山高中物理教師朱元隆長年接觸學生,發現多數學生進入國、高中後,愈來愈習慣被動接受知識。

對世界感到好奇,並且主動探究,是人類與生俱來的本能,也是生活、生存的關鍵能力。唯有開始探究,才能發現問題,進一步提出可能的解決方案。

為找回學生的探究熱忱,十二年國教自然科學領綱加強「探究與實作」,不僅要求各學習階段都須實踐,高中階段更規畫了前所未有的「自然科學探究與實作」必修課程。

這門課不限單一科目授課、不限主題及方式,但是必須引導學生懂得自己發現問題、蒐集資料並進行分析、找出解決方案;對於探究的成果,能夠表達、溝通,以及在生活中實踐。有些教師沒有相關經驗,對開課感到焦慮;也有教師已經開過精神相符的多元選修課程,比較有概念。

要能進行有意義的探究與實作,除需具備「探究能力」外,也需一定基礎的學科知識。過去國、高中自然教育太偏向傳授學科知識,忽略培養思考、探究能力。新課綱強調的是平衡,而非偏向任何一邊。探究與實作過程中,求真以及講求實際證據的科學態度也不可或缺。

 

知識減量,課程更適性 加強實作,找回探究熱忱

 

探究與實作課程的誕生,揭示了整個自然科學領綱方向的改變。

呼應總綱精神,自然科學領域必須以學生為主體,並且考量社會變遷與國際趨勢,透過培養學生核心素養、跨領域統整應用能力,讓他們能適應現在、迎接未來挑戰。因此,自然領綱建構出「科學素養」和「七項跨科概念」。

科學素養的內涵,包含代表學科知識的「核心概念」、代表技能的「探究能力」、代表情意的「科學的態度與本質」。

「核心概念」意指萃取最重要的概念與知識,去除瑣碎的、學生未來用不上的。以高中化學為例,新北高中化學教師鍾曉蘭說:「高一是共同必修,希望以生活化的知識為主,將比較複雜的概念、計算,移往選修;在選修部分,同樣是降低複雜程度,並且移除學生一直學不會、太難的部分。」

過去社會組在高二仍須上一學期基礎物理和基礎化學,新課綱實施後,高中階段自然科的課程規畫出現變化。重新調整後的基礎物理及化學,未來都在高一上完,高二到高三改為加深加廣選修,主要是提供自然組學習進階內容。

這樣的適性設計,對於未來不選理化科系的學生更友善,當然,對社會組學生更是如此。鍾曉蘭舉例,環境相關的水資源議題、環境保護議題,屬於貼近生活的知識,在新領綱屬於高一必修基礎化學課程。另外,雖然高二不需要修進階化學,但是教師還是可以透過校本課程,提供「從食品玩化學」、「化妝品DIY」等課程,學習實用的化學知識。

內容的刪減、簡化,除了適性、符合學生需求外,另一個目的是讓學生有更多時間精力,進行思考、探索、實作、實踐。若要達到這樣的學習效果,不能只採教師講、學生聽的教學方式。

 

學會建構知識的方法 比知識本身重要

 

「以往教師由上而下的將知識傳遞給學生,新課綱的重要精神,就是要將它解構。」朱元隆指出,因為各科教師通常只熟悉自己的學科知識結構,無法幫助學生進行科際整合及跨領域統整。自然科學領綱的「七項跨科概念」,正是為了科際統整而生。

例如物理和化學會有重疊的主題,包括「能量的型態與流動」、「物質系統」、「科學、科技、社會與人文」、「資源與永續利用」等。朱元隆說:「物理課教的力學屬於能量主題,教師知道同主題的其他科目教些什麼,就能夠進行橫向連結。」如此一來,物理、化學的知識結構就會解構、重組,協助學生科際統整。

而解構知識結構,也能幫助學生理解知識形成的邏輯,以及知識與知識之間的關聯性,學到知識建構的方法。如此一來,面對不斷更新的知識結構,以及未知的新領域,都能夠自行因應調整、進行學習,甚至懂得在不同情境中應用。目前幾種活化教學方式,如學習共同體、學思達,其實都隱含這種讓學生自

行建構知識的精神。

自然領綱透過「探究能力」、「科學態度與本質」等核心素養,體現於課程規畫,就是「做中學」的實驗課、探究與實作課,以及融入課程的科學史。

「過去科學史大多著墨於科學家何時出生、有哪些重要事蹟。」鍾曉蘭指出,「新的科學史更重視呈現科學研究的過程,從發想到解決問題、蒐集資料,實驗出錯如何除錯。唯有讓學生去經歷科學家的思考過程,才會學到有系統的解決問題。」從研究知識、科學理論與發明的發展過程啟發學生,下次學生自己做實驗,就能仿效科學家的思維去演練,加深學習印象。

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何星瑩