科学探究式学习的课程发展-以丽山高中为例

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1、科學探究式學習的課程發展－以麗山高中為例陳偉泓摘要臺灣的科學實驗課程受「考試領導教學」影響，多採用講解式(又稱傳統式或論證式)實驗，即教師先定義實驗內容，而學生只要重覆教師的指導，依循教師提供的實驗過程，按部就班，即可完成實驗，這種教學方式無形中扼殺了學生的思考與創意。而以「研究方法」、「專題研究」作為學校本位課程，學習歷程強調科學探究過程；「科學探究式學習」是指學生經由與科學家進行科學探究活動中相似的體驗學習過程，更能激發創新和問題解決能力，進而提高基本科學素養。以臺北市麗山高中為例，說明如何推開學校教育的藩籬？推動全校性「

2、專題研究」課程，以科學探究式學習引導學生理解科學知識、學習良好的科學態度與能力，應是一個可行且值得一試的方法。關鍵詞：科學探究、科學探究式學習、專題研究科學探究式學習的意義美國科教中心針對國家科學標準，對探究的定義是：「探究是多方面的活動，包括觀察、提出問題，經由瀏覽書籍和其他資訊找出已知的結論，規劃調查研究計畫，根據實驗證據對已有的結論作出評價；能利用科技蒐集、分析、解釋資料，提出假設答案、解釋、預測與討論可能結果；探究要求確定假設，進行批判和邏輯思考，並兼及其他可以替代的解釋」(CSMEE,CenterforScience

3、MathematicsandEngineeringEducation,2000)。美國國家科學教育標準(NRC,NationalResearchCouncil,1996)肯定探究是科學教育的重要成份，是教師可以用來提升學生了解科學本質的方式，利用探究教學不只可以培養學生科學探究的能力，也可以讓他們體驗科學探究。標準中提到探究式教學可以使得科學教學較為著重科學的過程，而學生可以學到科學技巧，如觀察、推理和實驗…，探究式教學要求學生結合過程和科學知識，例如他們使用科學推理和批判性思考去發展他們對科學的理解，並吸引學生參與和討論科學

4、探究；教師應該協助學生發展科學概念的理解、欣賞科學知識形成的過程、了解科學本質、具有獨立探究自然世界的技巧、能有使用有關科學技巧、能力和態度的傾向(Colburn&Bianchini,2000)。中國《全日制義務教育物理課程標準》對科學探究的定義是：「學生在科學探究活動中，通過經歷與科學工作者進行科學探究時相似的過程，學習物理知識與技能，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的探究方法，領悟科學的思想和精神」(強樂峰,2006)。所以科學教育的學者及專家，提倡讓學生進行科學探究活動，因為探究能促進學生發展科學思考，是有效學習科學的方法

5、(AAAS,1989)。自80年代以來，探討如何進行科學探究早已是科學教育的主要目標之一。香港在近年的許多教育改革文件中，也提出探究式學習的好處，例如常識科課程指引(課程發展議會,2002)提出探究式學習是以學生為中心，發展知識、共通能力及價值觀的學習；透過鑑定問題，蒐集資料來解決問題，學生是知識的主動建構者(蘇詠梅,2006)。所謂「探究學習」是相對「接受學習」而言的一種學習方式，即從學習和生活中選擇和確定研究題目，在教學中創設一種類似於學術研究的情境，通過學生自主、獨立地發現問題、實驗、操作、調查、信息蒐集與處理、表達與交

6、流等探索活動，獲得知識、技能、情感與態度的發展，特別是在學習過程中培養學生探索精神和創新能力(曹霞,2004)。Pappas(2000)認為探究除了讓學生回答問題、解決真實世界的問題或衝突事件外，也包含發現和理解「從前未知」和「未來欲知」知識的過程。探究學習在教與學的方法上是讓學生去探尋知識、提出問題以及科學實驗室中進行真實的研究。張靜儀(1995)認為探究式教學是從尋求問題的解答開始，探究式教學法是最接近實際科學活動模式的教學法，因此學生不僅學習必要的科學內容資訊，也參與了如科學家實驗室內所使用的各種科學探究活動的過程。綜合

7、言之，「科學探究式學習」是指在科學學習的場域中所採取的一種教學模式，學生經由與科學家進行科學探究活動中相似的體驗學習過程，以問題解決為導向，不僅學習科學知識，同時培養主動學習的態度和學習科學家的探究方法。科學探究式學習的主要過程包括1.提出議題；2.預測與假設；3.訂定研究計劃與設計實驗；4.進行實驗與收集數據；5.分析與驗證；6.評鑑結果；7.延伸與論證。臺灣科學教育的困境臺灣的科學課程中一般都會安排實驗課程，而實驗課程的主要架構多採用講解式(又稱傳統式或論證式)實驗(張惠博，1993：Domin，1999)，即教師先定義並

8、說明研究主題，然後指導學生進行研究行動，而學生只要重覆教師的指導或者閱讀實驗手冊，依循教師所說明實驗過程，按部就班，最後比較實驗結果是否和實驗手冊的結果相似，即已完成實驗。但Domin(1999)和翁秀玉(1997)認為講解式實驗如同食譜一樣，僅是讓學生依循特殊步驟去收集資料