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1、行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告培養國中學生科學過程技能與思考智能的教學模組研發(I)Developing teaching modules to enhance junior high students process skills and critical thinking abilities (I)計畫編號：NSC 912511S003074執行期限：民國91年8月1日起至民國92年7月31日 主 持 人：洪志明 國立台灣師範大學化學系 e-mail: .tw共同主持人：林慶隆 國立編譯館 e-mail：- 226 -中文摘要關鍵詞：過程技能、思考智能、科學及科技素養國民中小學九
2、年一貫課程自然與生活科技學習領域，其目標是藉由探討日常生活的主題，提昇學生八項科學及科技素養。惟課程綱要缺乏具體的教學轉化例子及評量辦法，亟須提供完整的教學轉化例子及具體可行的評量辦法，以確保課程目標的達成。本研究將從文獻分析，小組討論發展教學模組及評量指標，專家學者諮詢，試教及修訂等方法，探討素養中過程技能、思考技能的教學轉化教學模組及評量指標。完成後將以資料庫的形式建置於網站上，除提供教師參考使用外，並做為教師創意交流，課程永續發展的園地。 本研究計畫的主要目的在於：（一）、發展培養過程技能及思考智能科學及科技素養的理想教學模組，（二）、提供一套有理論根據，有實驗支持，實際可行的過程技能及
3、思考智能評量辦法。最後，配合整合型計劃的其他子計劃，完成一個國民中小學九年一貫課程自然與生活科技領域課程目標教學轉化的理想藍圖，提供學校教師及行政人員瞭解學校課程小組如何運作，如何完成學校本位的課程，如何進行教學及評量，如何運用教學資源，以及如何成長其專業知能。英文摘要Keywords：Process Skill, Critical Thinking, Scientific and Technology LiteracyThe main goal of the new promulgated curriculum is to equip students with ten fundamenta
4、l abilities of solving daily-life problems. This ability-oriented curriculum differs from the previous knowledge-oriented curriculum in teaching materials, course design, teaching strategies, assessment methods, and the roles of school administrators, teachers and students. Science and daily-life te
5、chnology is one of the seven learning domains of the curriculum, where the ten fundamental abilities are emphasized. However, there are only eight types of literacy stated in the science and daily-life technology learning domain. Since the eight types of literacy are equivalent to the ten abilities,
6、 in this study, we would like to construct the best instruction modules to enhance two types of literacy (i.e., process skill and critical thinking), to design the best assessment methods to help students with these two types of literacy. The research methods of the present study are literature revi
7、ew, group discussion, module construction and assessment design, conference discussion, practice teaching and revising, etc.壹、計畫緣起國民中小學九年一貫課程的基本理念是全人教育（教育部，1998），即在培養具備人本情懷，統整能力，民主素養，鄉土與國際知識，以及能進行終身學習之健全國民。因此，此課程的教育目標是在培養瞭解自我與發展潛能，欣賞表現與創新，生活規劃與終身學習，表達、溝通與分享，尊重、關懷與團隊合作，文化學習與國際瞭解，規劃、組織與實踐，運用科技與資訊，主動探索
8、與研究，獨立思考與解決問題等十項基本能力。為達成上述目標，課程綱要規劃了語文、健康與體育、社會、藝術與人文，自然與生活科技、數學、綜合活動七大學習領域。 本課程綱要最主要的特色有：(一)課程目標著重培養學生生活基本能力而不僅是習得學科知識。（二）以學習領域規劃課程而不是以學科規劃。（三）學校需依地方特殊環境，學生需求規劃學校本位課程，而不再是全國一致的課程。（四）教學活動及內容以探究生活上相關問題或議題為主，而不再僅是為升學做準備。而且，（五）學生是學習的主體，教師協助引導。自然與生活科技學習領域是由物理、化學、地球科學、生物、工藝和家政等科目統整而成（教育部，2000）。課程設計是規劃如何安
9、排適當的教學情況及教材，進行有效的教學活動，促進學生學習，以增進知識及培養解決問題的十大基本能力。在此學習領域，以過程技能、科學與技術認知、科學本質、科技的發展、科學態度、思考智能、科學應用、設計與製作等八項科學與科技素養之增進，等同於促進總綱基本能力的培養，然而，這些素養過於抽象，不夠具體，而且素養間是否有關聯？若有，其關聯性如何？，是否可進一步簡化歸納？例如，課程綱要所列的過程技能，包括觀察、比較與分類、組織與關連、歸納研判與推斷及傳達等能力。思考智能包括的項目有綜合思考、推論思考、批判思考、創造思考及解決問題等能力。其中解決問題能力是否包含歸納研判、綜合、批判與創造等能力，創造是否包含批
10、判能力等。陳文典（2003）曾將八項素養進一步簡化歸納為知識認知、過程技能、思考智能、科學態度及傳達等五項評量項目，惟僅是就其經驗所做的專家建議。因此，就上述問題，確實需要加以探討釐清，而且，探討如何轉化為具體的教學活動設計及教材並探討如何評量，以提供學校教師參考應用，確保課程目標的達成。自然與生活科技學習領域課程是一種生活化課程（陳文典，2001），其教學規劃是安排學生經由處理、探討、解決其生活中或社會上所關心的主題（或議題）之過程，獲得相關的經驗及解決問題的能力，並因此獲得自然科學知識、概念、科學過程技能及設計與製作的各項智能。因此，其教與學是採用議題引發、探索、提出解決方案及解釋以及採取
11、行動等四大項組成的策略。生活化教學的教學內容是探討學生生活上直接相關、有興趣的問題，社區或國家關心的議題，因此學習的內容可能跨學科或單學科。其教學活動是豐富多元的，包括資料蒐集與分析、聽講、閱讀、觀察、討論、辯論、角色扮演、實驗等。配合多元的活動，教學資源除了教科書外還包括圖書館、博物館、網際網路、專家、社區設施等，因此，教材以教學模組的形態呈現，較能符合上述的需要（陳文典，2000）。另外，可培養教師的專業能力並提昇學生的科學和科技素養的活動類型有資料尋找、鷹架設計、腦力激盪、認知圖、故事接龍、協商或表決，實驗探究等十二種(王澄霞，1996；洪志明2001)。有關十大基本能力的教學轉化研究，
12、教育部曾委託國立臺灣師範大學教育研究中心楊思偉教授等進行國民中小學九年一貫課程基本能力實踐策略的研究(楊思偉等,1999；教育部，2000)，惟本研究僅侷限在各基本能力教學轉化策略分析與教學單元設計的舉例，並沒有針對整體的實踐策略，進行全面的研究。陳文典(2001a)曾針對自然與生活科技的教學與教材做了一些原則性的介紹，他也提供了一些關於認識天氣的教學示例及教材設計（陳文典，2001b），另外，他也針對科學素養的評量做了內涵解析及提供一些實例（2002）。洪志明(2001)以生活中的電池教學模組，探討科學與科技素養目標達成情形。這些研究、介紹及舉例雖然提供了教師發展這些主題相關教材的幫助，惟尚
13、未對素養的評量指標進行有系統的研究，而且，尚有大多數的主題，須要進一步的研發。另外，很少的老師有時間、精力和資源去發展他們自己的教材 (Aikenhead, 1992) ，所以非常須要儘速探討相關主題及評量指標，以提供教師以最少的時間和精力，發展須要的教材。貳、研究目的本研究計畫先就計畫主持人較有經驗的過程技能及思考智能素養進行教學轉化探究。因此本研究的具體研究目的如下：1.發展國中階段過程技能及思考智能素養具體落實之教學轉化設計，包括教學活動設計、示例等。2.發展國中階段過程技能及思考智能素養的具體可行的評量辦法。本研究所發展的具體教學活動設計，示例及評量辦法，將提供國中教師參考使用，藉以增
14、進教師發展學校本位課程的專業能力，以確保國民中小學九年一貫課程目標的達成。另外，本研究的成果，將建置於網站上，成為教師表現創意，課程永續發展的園地（林慶隆，2000）。參、文獻探討關於過程技能素養的探討有王澄霞和洪志明(1992)，鄭湧徑等(1997)，邱鴻麟等(1997)，Wilson Livingston（1996）等。關於思考智能素養的探討有邱美虹(1994)，王澄霞和吳孟修(1997)，謝昭賢和王澄霞(1997)，周進洋和韓承靜(1999)，Yager（1990），Penick（1996），Penick Yager（1993）等。關於教學模組開發的有王澄霞和游佩琪（1994），王澄霞和
15、劉奕昇（1995），莊奇勳和王嘉田（1997），王澄霞和謝昭賢（1998），洪志明和陳穎慧（2001），吳碧純和甘漢銧（1999），Their Nagle（1994）等。關於評量的有王澄霞和陳國華(1993a， 1993b)，Baker Piburn（1997）等，上述研究的目標並不是針對九年一貫課程目標的順利達成而進行。因此，非常須要對科學與科技素養的教學轉化進行研究，以豐富資源，確保課程目標的達成。當然，教學模組的活動設計，如資料蒐集與分析活動，可培養學生運用科技與資訊、主動探索與學習、自我學習與終身學習能力；腦力激盪、小組討論及成果發表活動，可培養學生表達、溝通與分享、團隊合作等能力；設計與實驗，可培養學生規劃、組織、實踐、獨立思考與解決問題能力。是故，本研究除了在思考智能與過程技能的培養外，亦可隨帶培養出其他基本能力。肆、研究方法與進行步驟本計劃計畫自九十一學年度起，於三年的時間（九十一年八月至九十四年七月），就如何提升國中學生的過程技能及思考智能兩項素養的教學活動設計，教師如何進行適切的評量及如何創新教學，進行探究，今年是第一年。所用的方法如下：第一年(91年8月至92年7月)1.由研究人員邀集數位國中自然與生活科技教師，共同探討、分析、歸納國中自然與生活科技綱要及相關文獻，
