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1、提升學生探究與思考的教學,洪振方教授 高雄師大科學教育研究所,What is science?,科學在探究： How Things Work？ Science as a way of knowing Science as a way of thinking Science as inquiry Science as creative process,天賦的學習程式,Three basic mental abilities are assumed to be innate: (a) pattern making and recognition (b) drawing inferences (c)
2、 making comparisons,孩童與科學家,孩童的特性好奇、愛問、生氣蓬 勃、活力充沛地探索周遭的世界 科學家常保童心，事實上，每個孩子 都是一位小小科學家 科學家們以專業的方式，從事小孩子 自然而然在做著的事,孩童與牛頓之間的差異,孩童: 蘋果為什麼會掉下來? 牛頓: 蘋果會掉下來，為什麼月亮不 會掉下來?,孩童與牛頓之間的差異,More learning is derived from reflecting on an experience than is derived from the experience itself. Reflectiveabstraction,佈局與佈
3、題,透過佈局與佈題提供學生探究、思考 、反思抽象的機會 如何佈局與佈題？ 範例,單元：單擺,學習目標 1.理解單擺概念。 2.理解探究中的變量，理解為什麼每次只 能改變一個變量，如何改變。 3.學習描述、解釋、和預測自然現象，學 會蒐集、分析、和表達數據的能力。,教學活動 一、學生四人一組 二、材料： 1 .一段繩子 2 .一把剪刀 3 .一卷膠帶 4 .數個尺寸及重量各不同的墊圈,三、探究活動(一) 1 .完成下述工作： (1)建造一個單擺； (2)把鉛筆用膠帶固定在桌面上，把單擺掛 在鉛筆上使其能自由擺動； (3)計算單擺在15秒內的擺動次數。,2 . (1)為什麼各組記錄的擺動次數都不一
4、樣？ (2)為什麼會發生這種現象？ 3 .為了釐清測定的時間和次數是否準確無 誤，各組決定重複這項實驗。 4 .結果：擺動次數的差別並不是因為次數數 得不對或時間測得不準。又引發了一場關 於結果為什麼不同的討論。,5 .學生提出的原因包括： (1)繩子的長度；(2) 墊圈的重量；(3)墊圈的直徑；(4)在起動單 擺時墊圈舉起的高度。 6 .請各組選擇一個說法設計實驗，以證實提 出的哪個原因是正確的。(老師把第一次和 第二次實驗用的單擺都收了上來),7 .各組重新開始工作： 第一組：把直徑不同的單擺掛在長度一樣的 繩子上，單擺的起動高度也一樣。 第二組：採用了一條繩子和一個墊圈，但是 每次起動單
5、擺的高度越來越高。 第三組：把繩子剪成不同的長度，但是採用 同樣的墊圈和同樣的起動高度。,8 . 各組向全班介紹他們的實驗過程和所蒐集 到的實驗數據。 全班同學的結論是：擺動次數的差別是 由於繩子長度的不同造成的。,四、探究活動(二),1 .在教室前面放一個為單擺製作的木板，木 板頂部有一排掛單擺的木釘，木板底部是 一排連續的數字。 2 .讓每組學生把原來的單擺，掛在與固定時 間內的擺動次數相對應的木釘上。 3 .請全班同學解釋他們的結果，經過討論， 學生得出了結論： 固定時間內的擺動次數隨著繩子長度的減 少而有規律地增加。,4 .由於學生所製作的單擺在15秒內擺動了5次 和7次，沒有一個單擺
6、擺動6次，讓每組製 作一個在15秒內擺動6次的單擺。 5 .如何才能把這些訊息表述成繩子的長度與 擺動次數之間的關係？讓學生畫一個圖來 表達這些數據。,五、探究活動(三),1 .接下來的一堂課用在圖表的討論上。 2 .請每個同學根據自己的圖製作一個擺動一 定次數的單擺 。,Ask Questions,經驗始於觀察 科學始於問題,科學探究教學模式的共同階段,階段一: 使學生接觸問題、事件、或現象，藉 機製造衝突事件; 階段二: 經由形成假說與測試假說的過程，以 探討所提出的解釋之合理性; 階段三: 分析及詮釋實驗數據，綜合各部分的 想法，建立模型; 階段四: 應用所學到新的情境; 階段五: 回顧與評估學到什麼及如何習得。,科學探究教學模式的共同要素,Exploration phase Term introduction phase conceptmental patternterm Concept application phase,結 語,教學時應提供適合的機會，讓學生說明其想 法，以瞭解學生先前的概念和經驗。教師可 以運用問題來引導學生思考、引領探究活動進行的方向、營造熱絡的求知氣氛。使學生參與討論、發表自己的看法、進行實驗、提出自己研判的結果，進行實作、展示自己工作的成果。,
