置頂

物理與化學是很有趣的兩門學科,對我來說這兩類的學問幾乎就是許許多多有趣的遊戲。也許有人覺得物理與化學太專門或者太嚴肅,對這一點我想說得是:當你很喜歡這個遊戲的時候,你自然就會慢慢變得很專門,你也會很認真,甚至有時候會很嚴肅。
但是別忘了其中的樂趣,這些樂趣是吸引了許多人投入這個領域的極大誘因。 如果你喜歡這兩門學科那很好,請好好的玩它!如果你沒有那麼喜歡,那也無妨,你還是可以從中獲得一些樂趣。

2017年3月22日

Signal 和 noise 和 閾值

這篇的標題取了一個看起來很專業的東西,其實這應該是很多自然科老師都知道的事情,不過或許不太清晰,或者不知道怎麼運用在課程教學上,所以我想可以寫一點東西來講這個。

以自然科實驗來說,大致上可以說是這樣。我們會在某個地方,想辦法丟一個操作變因進去,然後去觀察我想看的那個應變變因,有沒有跳出來,對吧。如果我丟了一個操作變因進去,然後觀察到應變變因的話,我們就會說這兩者有因果關係對吧?

其實不對,這個說法其實就少了「對照組」,也就是我們還必須要先觀察沒有丟操作變因的時候,應變變因的狀況。我們就把沒有丟操作變因的時候,測量到的東西,稱為背景值,就是noise;丟操作變因進去的時候,測量到的東西,稱為測量值,就是signal。

測量值和背景值有看的出差異的時候,我們就能夠辨認出兩者,如果看不出差異的時候,我們就辨認不出來。

我們做實驗的時候,當然理論上希望背景值很乾淨,最好是0,但其實不可能,沒有背景值為0的實驗。但是很多時候,我們會把背景值先直接當做0, 尤其是老師在做國中實驗的時候。我舉個例子,像國中八年級下學期,電解質課程最開始,就會做一個實驗,「電解質溶於水,會讓水溶液導電」

如果用這個裝置來測量導電性



2017年2月26日

教改教改,你改了嗎?

前一陣子看了藍弋丰寫的《橡皮推翻了滿清》這本書。對於裡面寫的一段敘述特別有感覺。就是地方仕紳對於地方的治理勢力很強,雖然是中央集權政府,但是地方仕紳掌控了當地。雖然看似許多事情要聽命中央政府,但骨子裡還是由仕紳管理。有些甚至就是地方仕紳化身成為政府官員。雖然看起來像事由政府單位控管著地方,但是骨子裡還是地方仕紳的勢力。

所以就算換了政府,地方仕紳只要不失勢,其實對於當地來說,變化就不會太大。

對於台灣來說,我有時候感覺也是一樣的。許多人、家族,掌握分配著許多資源,就算換了政府,那些原本掌握那些資源人脈的人,還是同一批人。就算換了政府,也未必撼動的了這些既有的勢力。於是原本發生的事情還是持續的發生...

於是說要改變,變革,不管是所謂由下而上的,還是由誰喊出來的,如果只是小打小鬧,做一些無關痛癢的改變,那些既有勢力的人士,或許就睜一支眼閉一支眼。如果是真的會動到他們比較核心的利益,那就很抱歉,絕不會讓步的。

這一段時間,關於教改的論述,其中一個最震撼我的言論是莊福泰主任說:不要什麼都怪教改失敗,你自己改了嗎?意思是,你如果根本沒有跟隨教改的腳步做一些改變,根本就沒資格說教改失敗不失敗。

對於許多的民眾是如此,我想對於那些掌握權力資源的人更是如此。我之前一直覺得,我面對的學生之所以常常讓我覺得觀念非常難以改變,是因為我不是只需要和學生的觀念拔河,是因為我需要跟學生背後一大把的家長、同學和其他人拔河。但我現在更感受到,我們需要跟那些掌握龐大資源和權力的人去對抗。

我從九年一貫實施的第一年開始當正式老師,回頭看九年一貫課綱的內容,以自然科來說其實是非常前瞻有理想性的,如果真的想推行這些很棒的想法,如果是想玩真的,這十幾年,早就該從師培系統、教師甄試系統、考招制度下手逐步調整。但是大家可以去看看教師甄試的題目,考的到底是什麼東西。

也就是你要翻轉教學也好,行動學習也好,合作學習,學習共同體,什麼都可以沒關係,政府也可以花錢花人讓你去玩。辦一堆研習競賽,作文比賽教案比賽訪視評鑑都可以,比賽越多就讓你花越多時間在比賽訪視評鑑上面。但是就是不改制度,不改評選教師的方式。

大家可以去看看,有多少師培系統的課程,是用翻轉教學、行動學習、合作學習、學習共同體去設計課程?還是只是用傳統講述法去教翻轉教學?

國中自然科談探究教學,不是一天兩天的事情,大家可以去看看會考題目,有多少探究在裡面?

這次招聯會的決定,又是一次的證明。掌握資源權力的人,根本不想跟隨教改的腳步做調整。改一些無關痛癢的可以,真的要在本質上調整些什麼就是免談!



2017年2月17日

質量守恆定律教學思考

質量守恆定律,是化學發展初期,發現的重要定律之一。以化學來說,定律描述的內容是化學反應前後,質量不變。原本質量是多少,後來就是多少。在國中理化課裡面,有一個小節在介紹這個觀念。這個觀念並不難懂,也容易接受。其實不太需要花太多時間說服學生化學反應前後的質量是不變的。既然如此,那課要怎麼上?要上什麼?

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2017年1月19日

STEAM 課程雜想2

上一次說到,如果STEAM課程,就是做成任務導向課程。任何任務,只要鼓勵鼓動學生積極投入,學校和教師,是完全的支持系統。在學生的任務進行過程中,給予需要的技術和資源,有時候就給予一些意見,或是讓學生和教師形成團體,共同討論方向。學生在學習階段,就是完成一個一個的專案。

能執行的話,這樣應該是最好的方向。不過我很難想像以目前的教學狀況來說,要如何執行。

不過這邊先岔開個話題。從專案任務導向切入的課程,是一個課程設計的方向沒錯。甚至這是但是我認為這不能佔全部的學習時間。尤其是中小學階段。很多時候許多學習的內容,就是學生無法理解「為什麼要學這個」的學習內容。像是素描,就是要學怎麼把一條線畫直,色調畫均勻;練太極拳就是要蹲馬步,所有關節屈伸的角度就是要正確;練樂器就是要練各種基礎練習。除了基礎練習之外,還有許多其他的課程,就是對於學習會有很大的幫助,但是很難讓非專業領域的人士了解的。想想看,一個不會彈鋼琴的人,某一天聽到郭德堡鋼琴變奏曲覺得很好聽,想要辦一場音樂會(專案),要演出郭德堡鋼琴變奏曲。要直接把曲子練起來,可以說是不可能的事情。直接跳過前面的基礎練習,要直接完成一個「專案」,並不是快速的捷徑,而是繞遠路。

好,有個說法是,從專案切入,讓學生察覺基礎能力的重要之後,就會產生強烈的學習動機,這時候再回頭練習基本能力就好。但這條路其實非常難走,門檻可以說是極高。那個強烈動機要多強,才能跨過那個門檻,我覺得很難說。大部分的情況,或許都會以放棄收場。所以那種不知道幹嘛要學的功夫,常常會在後來需要的時候自然而然跑出來幫到你的。很可能你自己也沒察覺它的重要性,但絕對不能拋棄的學習內容是什麼。是需要小心謹慎處理的。

也就是專案式的課程,是一方面運用基礎能力,一方面學習新的能力。一方面讓你察覺基礎能力的重要,讓你更甘願回去蹲馬步,一方面又能精熟應用和做出變化。所以專案式的課程並不代表可以放棄基礎知識能力課程。所以所謂的基礎知識能力是什麼?大家就得好好想清楚了...


回到主題...

有一種比較能夠想像(也已經很多老師在做的),是以一個學期為單位,以二十週來說,先進行15週的能力技術培養,然後最後五週利用前15週的技術能力來進行一個專案,然後期末驗收。當然這種模式就不太是STEAM,因為做的專案就會跟前15週的課程有關。如果15週教的是app inventor,最後的專案當然就是app inventor的專案。在做app inventor的專案中,當然會需要一些美工(A)和數學(M),如果要讓app inventor控制馬達,機械的話,就會觸碰到像馬達、機械手臂等工程(E),或許也會需要觸碰一點點的科學。

這是某個課程方向做出發點,然後進行專案的過程中,自然加進不同領域的元素。當然這樣的課程,其實主體並不是STEAM,而是其中一個領域的課程。其他的領域只是搭配上去而已。就像教理化課的時候,多少都要用到數學。但這是拿數學來用,並不是教數學。我覺得還是不太一樣的。

那如果不以某個專門技術當做出發點的話,可以用什麼當做出發點?那其實任何都可以。我隨便舉個例子,例如某一天,坐公車的時候,發現窗子起霧了。他開始思考這個問題,那就可以從這個問題出發。然後各以不同角度去切入這個問題。可以以科學研究角度研究起霧的原因;可以從科技和工程的角度拆解和了解現行除霧裝置的設計原理;可以察覺日常生活中還有什麼地方會需要除霧的,這個裝置是否可以運用?要如何調整修改?如果可以控制玻璃起霧或除霧,能夠設計什麼裝置藝術?

可以先S然後TE然後A;也可以先TE然後S然後A;也可以先A然後S, TE。M的部份都不用提,因為一定用的上。只不過我不確定這樣「用的上」,對於數學領域的教學,強度是不是足夠。



2017年1月15日

STEAM課程雜想1

最近因為有個機會,開始有機會想一下如果有時間空間跑STEAM課程的話,應該要怎麼跑。這東西之前沒有系統性的思考過,也沒有實際實施執行的經驗。所以腦子裡面沒有系統化的架構。所以就想說,想到什麼就在部落格先記錄下來。

STEAM指的是 科學、科技、工程、藝術和數學的課程形式。關於STEM 或 STEAM的意義或想法,網路上有很多資料。就不在這邊贅述,這邊先談我自己腦子裡面出現的思考,關於課程的想法。

首先,STEAM明顯的會是以任務導向或問題導向式的課程形式。也就是先提出問題,形成任務。在回答問題或解決任務的過程中,將需要的領域技能和知識引進來讓學生學習。

最開放的形式,當然就是問題由學生提出,解決問題的策略也由學生提出,策略提出後,需要的專業協助和資源,也都讓學生去找。需要什麼老師,需要什麼器材....

好,這簡直不能說是教學形式了,根本這學生就已經學會了啊。這比較像是已經有足夠能力的成人,想要自己進行一個專案的時候做的事情。這可能可以說是我們最後希望看到學生表現出來的樣子而不是學習的過程。當然如果有學生真的可以完全自己來(所謂的完全自己來,並不是都不要他人協助,而是自己可以去找尋到適當的資源搭配上自己的想法)那當然歡迎。這部份應該要提供差異化的教學思考。不過我想教學現場應該要思考的是,比較結構化的協助學生,從毫無概念慢慢建立起整套系統方法的過程。

STEAM每一個項目,本來自己就有一套完整的體系。不能從各自領域出發思考課程,這樣會掉進各領域的範疇,跳不出來。所以先從問題出發是對的。這所謂的問題,並不是一個已經定義清楚的問題,而是一個大方向。可以是問題的問題,也可以只是一個物件事件。例如:「家裡隔壁總是在抽煙,煙味一直飄到自己家裡」「塑膠使用量要如何減低」「海洋資源匱乏該怎麼辦」這種生活議題。或是「喝水鳥」「把一張A4紙拿起來往前丟」「身體濕濕的時候,拿吹風機開熱風吹到身上,會覺得冷還是熱」這種就是有個主角、動作、情境。從這些出發,讓課程有個可以附身的主體之後,開始發展。

以下談一些可能發展的方向

有一種是從一個主體出發之後,開始很多的談話。在談話中,將一個範圍這麼大,這麼抽象的主體,逐漸的具象化,縮小範圍,最後變成一個具體可以著手進行一些什麼的想法後開始執行。

例如,擺一隻喝水鳥,讓喝水鳥擺動。有人可能想要研究原理;有人想要自己做一隻一樣的;有人覺得造型很醜想自己做一個北歐冷冽金屬風格的藝術品;有人想要拿這個東西做綠能發電機...這些不同的發想,會讓問題依附在不同領域的主體上,變成一個開端。

研究原理的話,第一步的主體會是科學

要複製一支一樣的話,第一步的主體會是科技,然後工程。中間會需要一些科學。這裡的主體是科技和工程,科學是附屬。他只需要去「知道」科學原理,甚至常常不知道也無妨,還是可以做出來一樣的東西。

如果出發點是造型很醜,那就比較是以藝術為主體,先談美學方向的感受。後續的工程、科技是為了完成美學上的需求。未必會觸碰科學部分的探究。

如果出發點是喝水鳥擺動的軌跡與重心的關係,擺動的數學規則,就比較是以數學當起點。這裡最後可能其他領域都可以不觸碰,純談數學。

這種思考是找一個主體出來後,從這個主體發想,找一個自己有興趣的方向做下去。每個學生有興趣的方向都不同,所以決定方向後,在完成專題的過程,學習不同領域的技術汗和知識。

這個模式,是稍微收斂一點的形式。不過還是很開放的....

待續...