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科學實作課程設計及回饋

國立中山大學附屬國光高級中學 地球科學科老師/謝隆欽 撰
一、前言
1968年,臺灣開始施行九年國教;半個世紀後的2018年,我們將躬逢十二年國教全新課程盛會。107新課綱的鉅變,近年由上而下地風行草偃,已經在各地校園激盪起課程的變革;我也因緣際會地,在原有的地球科學課程之外(已被指派「拍照片說環境故事」以及「科普雜誌導讀」),再試行開設了「動手玩科學」的多元選修課程。
規劃課程時,原本還以為「科學」給大部份學子「生硬難懂」的刻版印象,原本設計只會是小班教學的教室風景,沒想到拿到學生名單時,居然有48人選修!第一節課的相見歡,我簡單地自我介紹,並說明課程目標「引領同學們成為有環境素養的科學人」之後,就將麥克風遞給同學,聽同學們分享他/她對課程的期望;很開心地,絕大部份同學都是對科學感興趣的,將同學們的回應略作整理分類如下:
   1. 從小就喜歡翻閱百科全書
   2. 國中即已是數理資優班,或參加數理研究社(解剖過牛蛙……)、科展、發明展
   3. 喜歡國中科學老師的教學,盼能更加接觸科學,加深加廣
   4. 國中的科學實驗機會很少,盼修這門課能多作點實驗
   5. 覺得自己的文科不行,但喜歡理科的推理
   6. 就是要來「玩」就對了
二、課程設計
面對這群對科學求知若渴的同學們,我除了設計室內的動手操作,也試著安排戶外觀察與參訪的課程。沒有考試,只請同學們分組製作3~5分鐘的微電影,彙整修課期間的見聞、收穫、心得及成長,並在數位原住民的世代中,使用他/她們熟悉的媒材及載體,方便分享與傳遞,讓更多同學們能接觸、領會科學的奇美與感動。扣除月考週、風災後校園大掃除、國定假日放假等,課程計畫如下:
(一)室內
1. 相見歡,課程/活動預告與簡介,科學學習經驗分享
2. 「簡易摺紙光譜儀」實作(感謝彰化高中游大立老師設計分享)
3. 臺灣地震分布立體紙模型實作(感謝TEC設計分享)
4. 觀察辨識礦物、岩石、化石標本/在顯微鏡下觀察薄片及光學特性
5. 手機及平板APP、AR擴增實境、電子書介紹與使用
6. 網路公民科學(如:Zooniverse星系動物園等)
7. 教師參與校外研習後分享/學生參與校外教學後分享
8. 微電影作業說明,作品觀摩與示例
9. 微電影分組討論與製作
10. 微電影發表與製作甘苦、幕後血汗、秘辛分享
(二)戶外
1. 臺灣天文日,望遠鏡與天文攝影實作
2. 校園建築、石材、雲、光影觀察、打卡報天氣
3. 聆聽中央氣象局南區氣象中心科普講座(每月第3個週六),並參觀氣象博物館
4. 聆聽「週日閱讀科學大師」科普講座,並解說天球儀,參觀科學工藝博物館
5. 參訪海洋研究船
6. 參訪海軍大氣海洋局
7. 半屏山自然觀察

三、戶外教學成果   

開學不久,即逢臺灣各地的天文愛好者們發起的「臺灣天文日」(2016.9.10,陰曆八月初十);我也在放學後,請同學們將望遠鏡搬到操場,搭配適宜倍率的目鏡及妥善遮光,親自透過望遠鏡,觀賞即將西沉的太陽,細數描繪光球層上的太陽黑子;以及上弦剛過不久,尚在東方天空緩緩上升的月球。

同學們對11.4cm的水管及20cm木架製成的手作望遠鏡感到不可思議(感謝臺大物理系吳俊輝教授指導),也有許多人是第一次見識「倒立實像」以及「太陽表面居然還有東西」。除了「天文」本身,更盼同學們能從觀察及實作中,體驗到科學的樂趣,重新發現它是可見、可親、可學的,並喚回被考試壓力深埋的好奇心。
偶爾浮雲來去,蔽日遮月,就改說明折射式、反射式兩類望遠鏡的結構原理,以及成像過程的差異;地球約每4分鐘自轉1度,太陽或月球很容易就離開望遠鏡的視野,如何調整杜布森式的支架尋回目標,也是動手實作的一部份;同學們的初學手腳縱使生疏,大耗時間,但「找到了!」的歡呼及喜悅,相信能在同學們的心中撒播下「原來沒那麼難」、「我也辦得到」的正增強種子。

不只「動手」玩科學,更讓同學「動身」利用科學,駕御科技!老師只是陪伴同學們從高雄到臺南,但交通可得各憑本事,練習自理。無論是上臺鐵網站找班次,或是到車站臨櫃購買車票,從小有家人呵護的同學們,有許多人是第一次全程自己打理遠門交通;就算過閘門忘記取票、劃位的座位上有人卻不好意思請對方站起來,都是同學們由青澀成長茁壯的寶貴歷程。
中午讓同學們自理午餐,老師只要打開「LINE HERE」手機APP,就能知道同學們的足跡不只超越老師就近推薦的肉粽、米糕,更遠達赤崁樓旁的日式料理名店。2016.10.29的中研院院區開放日,更有同學隻身從高雄到臺北南港,直接用這個APP在洶湧人群中找到我,完全沒打手機問我:「老師你在哪裡?」

第一次登上海洋研究船,同學們發亮的眼神及許多好奇的提問,更是讓他/她們心中的雀躍表露無遺;雖沒有出海,但課本上的CTD、圖片中的輪盤式採水器、採泥器、A架……等,都躍然眼前。而校園旁的半屏山,同學們雖然感覺十分熟悉,卻有許多同學是第一次走上步道,更有許多同學不知這裡曾經上演過現代版的愚公移山,原本尖銳的山形,已因開採石灰岩礦而漸被挖平。

四、理念與態度
十二年國教課綱的諸多興革變遷中,除了已揭示的「自發」、「互動」、「共好」等核心理念之外,也處處可見「鬆綁」的教育精神,以及「活化」的全人願景。且不論還有多少現實困境仍待克服,且讓我們在樹人大業的變革中順勢而為,在千鈞重任下扭轉教學乾坤,嘗試開發出更符應未來需求的課程。
而從學生的笑容、回饋、評語中(同學中流傳:「值回票價」、「看到謝隆欽老師開的課,選就對了」),以學生為中心的動手實作、觀察分享、開拓眼界、進而巧運校外資源,實踐戶外教育,當是可行王道。

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