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高中實驗動手做的重要性

大考中心生物科研究員/夏蕙蘭 撰
科學人才的培養需要時間,學生實驗動手做,也需要給老師充分的時間,才能細細地教學生做每一個實驗的環節,往往訓練一位能細心敏銳觀察實驗的學生,是需要在長期的教導中,找到教授學生的適合方法。物理科簡老師的文章〈高中物理實驗的意義與教學〉,讓我們見識到韓國對科學教育的重視程度,文中提到:首爾科學高中、京畿科學高中、昌原科學高中及KSA科學高中,這些韓國特別編列預算給培育未來科技人才的科學資優高中,共同的特色就是政府投入經費和人力,積極建立理論與實驗並重的實驗室,讓學生能有大學等級的實驗設備,每個學生都能動手做實驗,以電腦處理數據分析,並參與同儕討論。若能帶學生進入實驗室動手操作、討論、發表意見和成果,更能提高學生的學習動機,體悟「動手做實驗」的可貴。
任何一門科學應該都有上述一樣的體認,即將上路的12年國教也強調科學實驗動手做的重要性,其目的希望培養學生有探究的能力。生物科饒老師在〈實驗教學現形記〉提到,許多人認為在現今升學主義的壓力下,學生們走進實驗室的次數越來越少。談及考試與實驗的關係,似乎是呈正向的關聯性,如同「考試領導教學」這句話,意味著只要入學考試有測驗高中實驗,高中學校的行政排課就會正視實驗開課的問題,老師也會考慮要做實驗的問題。但目前有些學校真的有其困難,或可能因為時間不夠,老師只能口述實驗的操作流程及結果,也就是大家宣稱的乾實驗,老師並沒有時間真正地帶著學生動手做;另外的原因是,實驗設備的經費不夠,有些實驗需要使用比較昂貴的儀器,動輒幾十萬甚至於百萬,公立學校要添購都有其困難,更遑論私立學校。
即將上路的12年國教自然領域課綱,除了各科課程內的實驗之外,另規劃跨學科的「探究與實作」,生物科林老師在〈探究實作對高中教學之影響〉提到她所教學的高中,已準備在高二開設「自然科學探究與實作」,透過探究,可以讓學生紮實地建構知識;經由實驗與實作,可以讓學生將抽象的理論具體化,有助於學生理解理論,進而培養解決問題的能力,透過探究與實作的方法學習,能更有效縮小學習成就在個體間的差異,帶動起學生對科學的興趣。地球科學謝老師亦於〈學實作課程設計及回饋〉提到,在「動手玩科學」的多元選修課程中,不只讓同學們「動手」玩科學,更讓同學「動身」利用科學,駕馭科技,這也是未來科學課程的目標。
科學實驗首重安全,實驗動手做首要任務是訓練學生應變處理的能力,實驗應在安全的環境下進行,前述的提醒是化學科張老師在〈動手玩科學──高中實驗現場教學心得〉提到的。除實驗本身,最重要的是要教導學生實驗安全教育,進而融入環保的精神。實作或實驗課程的設計一切要以「安全操作」為原則。
未來12年國教無論是部定課程或校訂課程,無論是必修課程或選修課程,都希望能重視科學實驗教育,國家科技發展是以科技人才的培養為優先,科技人才又需透過大學及高中科學教育打下深厚基礎,而實驗動手做是訓練學生除知識外必須走向務實的技能,了解每一個重要環節。從動手做實驗,理解每一個課程的理論是如何建立的,可以讓科學的訓練更完整與紮實,國家未來才會有優秀的科學人才。
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