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。

2013年8月9日

科技在科學課堂上扮演的角色

話說今天應邀到東山高中演講iPad在科學課堂上的角色。這場研習如果我所知無誤,是因為台達電和東山高中合作,贊助了東山高中一間e 化教室,想要逐年在這所學校推動科技輔助教學。

我是負責實務經驗的分享,在我之前則安排了賴阿福教授和劉遠禎教授來分享教育科技與數位教學趨勢與發展方向相關議題。也就是拜這次分享之賜,我也順便聽了兩位在推動數位科技輔助教學卓有成就的教授的想法。也因此刺激了我想把一些觀念再度整理一下寫下來。




首先,「科技在科學課堂上扮演什麼角色?」這個問題,其實不會是我們在教學現場問的第一個問題。就像「要如何進行合作學習」也不會是第一個問題一樣。第一個問題永遠是『學生要學什麼?』第二個問題是『學生要學這個,那要怎麼學?』第三個問題是『學生要學這個,要這樣學,那老師該怎麼規劃教學活動』,第四個問題才是『老師想規劃這樣的教學活動,那科技可以怎麼樣幫助老師和學生?』

賴教授和劉教授的分享,其實就很抓到了前兩三個問題。於是我順理成章的可以回答第四個問題。

關於第一個問題,其實太基本也太大了。不太屬於第一線的教師要去思考的問題。第一線的教師要知道,但是大概不太需要設計規劃這東西。這東西就是課綱啦。

我們來看一下:

()課程目標
1.培養探索科學的興趣與熱忱,並養成主動學習的習慣。
2.學習科學與技術的探究方法和基本知能,並能應用所學於當前和未來的生活。
3.培養愛護環境、珍惜資源、尊重生命的知能與態度,以及熱愛本土生態環境與科技的情操。
4.培養與人溝通表達、團隊合作及和諧相處的能力。
5.培養獨立思考、解決問題的能力,並激發開展潛能。
6.察覺和試探人與科技的互動關係。





()分段能力指標
自然與生活科技學習領域所培養之國民科學與技術的基本能力,依其屬性和層次分成八個要項,並依階段訂定分段能力指標,以作為選編教材、實施教學與學習評鑑之依據,編序與說明如下:
1.過程技能:增進科學探究過程之心智運作能力;
2.科學與技術認知:科學概念與技術的培養與訓練;
3.科學與技術本質:科學是可驗證的、技術是可操作的;
4.科技的發展:瞭解科學如何發現與技術如何發展的過程;
5.科學態度:處事求真求實、喜愛探究之科學精神與態度、感受科學之美與影響力;
6.思考智能:對事物能夠做推論與批判、解決問題等整合性的科學思維能力,以及資訊統整能力;
7.科學應用:應用科學知識以及探究方法以處理問題的能力;
8.設計與製作:能夠運用個人與團體合作的創意來製作科技的產品。


這兩段很扼要的說出了國中小的科學課程中,學生應該要學到些什麼?那麼從第二個問題之後開始,是教師專業要發揮的地方。今天賴教授和劉教授都提到了我很喜歡,也做最多的的PBL模式。讓我一次回答第二三個問題:「學生利用完成一個又一個的專題的歷程,去學會他們該學會的知識和技能,老師是專案經理人,負責規劃專題(放手也是規劃的選擇之一),挑選適合的專題,挑選適合的進行模式,在完成專題的歷程中,挑選某些特定項目讓學生練習,或是選擇讓學生經歷一次完整的專題練習。」

再一次強調,老師的角色是什麼?他可以把課本的內容當做參考素材,規劃一個個的專題或任務,讓學生去經歷,去完成。再進行專題的歷程中,教師可以選擇強調某個單一能力讓學生練習,或者一次練習多一點能力。

你沒打算讓學生練習的部份,就幫學生做好,讓他們快速通過(但不是忽略沒有),你打算讓學生練習的部份,就留多一點時間,讓學生在裡面充分的思考、挑戰、犯錯,挫折然後通過它。老師在裡面扮演的角色是幫助或攪局。學生遇到困難了,快放棄了,就趕快幫助他;學生快速通過了,志得意滿了,就趕快攪局或挑戰他。

今天賴教授說的很好,「學習沒有輕鬆快樂的」。我完全同意,而我認為這也是許多趣味科學課程犯錯的地方。任何的學習要深入,要有效,一定有兩個條件要同時成立:就是「長時間」的「專注」。這兩個缺一不可。但是要能夠經歷這樣的過程,有個作法當然就是高壓的精熟練習。但我們知道這作法的效果是很差的,一方面能夠藉由這樣的方式學習的學生越來越少了,另一方面我們一直知道這樣做只能在表層的地方精熟,學生總是無法知其所以然。

那們某種程度上,老師的任務應該這樣說:帶學生去嚐嚐這們學科的滋味。我總是這樣相信的:這世界這麼多人瘋狂的投注在科學、音樂、藝術、文學、機械、木工、建築balabala...中,並不是一個偶然。而根本是中毒了。為什麼中毒了?因為嚐了那個味道,一輩子走不開了。那老師如果可以陪著孩子去嚐嚐各種不同的味道,或許有一天他們也會和我們一樣中毒。

但是有個問題是,我們總覺得要觸碰到那些學科的核心得先經過長期痛苦訓練才行。例如我們總是相信,要嚐到演奏音樂的樂趣,就要先經過長期的練習(彈鋼琴要彈好久的拜耳,彈吉他不長個七八次繭是不可能練起來的),慢慢才能感受到音樂的核心。於是當ukulele出現,當cajon 出現,我們其實可以先跳過很多很多痛苦的歷程,先直接嚐一點點音樂的滋味。或許學生就瘋狂愛上了,感受到魅力了。然後再回頭去經歷那個痛苦歷程時(那條路還是得走!)那些痛苦就變得有意義了。

於是當數位相機出現時,我們可以先跳過學習光圈、快門、曝光值。直接去創作一幅畫面的樂趣時,那個創作的門檻了。我們可以先談論你的畫面、你的構圖。我們可以先去看大師的作品,去仿作學習。等到有需要的時候,我們一定會回頭去觸碰光圈、快門、曝光值,去觸碰那些我們之前跳過的基礎訓練。但是到時候我們會學的心甘情願。

當然這些工具的出現,和大師的出現並不是一回事,但那是另一個主題,先擱置不談。

回頭來談教師在這其中的角色。

教師的角色並不是把學習的標準降低,標準降低會離學科核心更遠,讓整個課程變得很無趣,更不知為何而戰。教師應該協助學生的部份,在於「非主目標」的地方。也就是幫助學生快速的通過不是主要目標的歷程,盡可能把目標鎖定在主題上。

例如說:你希望學生去整理大氣組成的成份和它們的特性,科學史等等。如果你設定的主目標是那些「知識內容的理解與整理」,那麼你應該盡可能提供容易找到資料的環境讓學生去進行這些事情。甚至直接把這些知識內容提供給學生去讀、去整理。

如果你設定的主目標裡面,還想包含「找尋資料的能力」,那你就不會直接把資料給學生,而會提供方便的device和網路環境去讓學生查資料。

例如說:你希望學生學會如何規畫實驗方式,你就可以提供明確的實驗目的(快速通過)、提供足夠的器材(快速通過)。但是不要告訴學生實驗方法,讓學生長時間專注在這個問題上。等到實驗方法通過之後,再快速的幫他們整理數據與分析結論。

講這麼多,終於要回答第四個問題了。科技能幫我們做什麼?

我的答案是,科技可以幫我們快速通過一些非主目標的工具。例如你想要做一個質量與體積關係的實驗,想要分析這兩者之間的關係。如果沒有excel等試算表工具的話,我們要花很多時間去計算趨勢線和決定係數,於是我們的課程可能只好放棄這一塊。但是當我們教室裡面有電腦可以用,我們就可以跳過這些繁瑣的數學運算,直接去學習數據分析的技術。

例如我們想進行載流長直導線的磁場強度和距離的關係,如果我們只有磁針,那我們只能用磁針角度經由三角函數去換算成磁力強度比,或許在國中課程又辦不到了。但是iPad或iPhone 裡面的app,就可以當做高斯計。

當然,如果你課程的主要目標,正是讓學生去「想辦法用有限的資源,完成實驗任務,訓練學生解決問題的能力。中間或許還要訓練學生合作與溝通,順便練習個領導能力之類的」那就可能反而會拿掉一些科技。

行動載具可以讓普通教室轉變成電腦教室,降低老師非得帶學生去電腦教室才能上課的門檻;行動載具可以變成數位顯微鏡,降低學生學習顯微鏡動粗調細還是看不到的門檻;行動載具有許多互動式動畫、整理好的資訊,降低學生吸收知識的門檻。

降低門檻,不是降低課程目標,反而是為了達到高水準的教育目標;降低門檻,是為了讓學生先嚐到學科中最吸引人的地方,而不只是為了膚淺的聲光效果。聲光效果,搞笑娛樂,都是為了要幫助學生有可能去走過那個很難走的路,那些本身不會是目的。停留在聲光和搞笑,是本末倒置的。在聲光與搞笑之後,還是去進行枯燥而捨棄(或根本不知道)核心的課程,那更是只看到末節而忽略了本體。

以下是再一次的提醒與建議。如果您對在課堂上使用新科技感到害怕,請記得最開始的問題順序:

先問學生要學什麼?

再問那他們要怎麼學才好呢?

再問那老師可以怎麼樣設計教學活動來幫助他們?

然後才是問科技可以怎麼幫助老師和學生

或許這樣比較不會被眼花撩亂的新科技搞的心慌意亂吧。
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