105年全國國中科學探究聯合發表會 - 初衷

我希望學生努力了半年、一年的作品，產生的想法，有一個與人交流對談的機會。不是他的老師，不是競賽的評審，而是同儕。

當一個老師，總有太多太多的事情想要告訴學生，這個那個的。但是我們也總是發現，太多的訊息沒有辦法傳達。許多的話，我想藉由JSP 來說。

JSP6手冊封面使用的圖片，來自於維基百科

這是大強子對撞機模擬模型

後設再後設

一個很會游泳的人，能不能理所當然的成為一位優秀的游泳教練呢？

其實不一定，雖然他掌握了許多游泳的技巧，也可能接受了很優秀教練的指導，告訴他要怎麼調整游泳的姿勢，提昇什麼方面的體能讓自己進步，但是那都是針對自己情況的調整。也可能自己本身的資質優秀，有許多困難，在自己不知不覺中，就克服了，他並不知道自己如何克服的，於是也不知道原來那是困難的，遇到這個困難該怎麼克服。

Why問題與 how 問題

如果想要操作一個探究式的課程，問問題是很重要的。問問題的基本原則就是不要問why，要問how...

首先，探究一定是從問題出發。沒有讓學生意識到問題是問題，沒有辦法開始進行探究。學生要意識到問題是問題，最好的方式是由學生問出問題。

在問出問題之前，學生又必須要經過觀察。觀察可以從學生自己的生活經驗出發，也可以由教師營造情境。前者較開放，會產生許多的問題形式和類別；後者教師可以營造適合的觀察情境，誘導學生問出教師想要學生問的問題。

對於學生的問問題的方式，這邊想要提醒的是，如果教師想要操作的是探究式的課程，那就要教會學生逐漸的問出「how」的問題，而不是「why」的問題。不是不能問why問題，只是問了之後沒辦法以探究的方式處理。舉個例子來說

觀察：雷射光從空氣進入水中會產生偏折的現象，這是一個國中國小就會觸碰的課程。

如果學生問「為什麼光會偏折？」

這個問題問的很輕鬆，但要給出一個答案，在國中小階段是絕對不可能的。常常老師會希望要給學生一個答案，或者是不希望學生把答案背起來，所以想要讓學生「知道原因」。不過有時候一個原因替代了一個答案，也只不過用一個知識的記憶去替代另一個而已。

老師可不可以依照學生的程度，想辦法給學生一個光偏折的理由？當然可以，有許多方式。例如這個網頁的figure 3. http://cnx.org/contents/c5086d6f-9d82-4f7a-803e-66da7f5d568e@2/the-law-of-refraction
用車子在草地和硬地上行走速度的不同來模擬說明光的偏折。

不過老師可以想想，這樣的說法有沒有回答「為什麼」這樣的問題，以及這樣的過程有沒有「探究」？

這個說法可以幫助學生，是沒有錯的，但是難以操作成探究課程。所以我們來換個說法：

「雷射光從空氣進入水中會產生偏折的現象，如果將水換成透明壓克力，偏折的情況會有什麼改變呢？」

「如果雷射光照射的角度改變了，偏折的情況會有什麼改變呢？」

「如果......」

這叫做操作型問題，也就是我要關注的是同樣的現象（光的偏折）但是我把情境做了些修改（改變介質），看看會發生什麼樣的變化。

當我們問這樣的問題時，你會發現我們很容易可以讓學生依據他們的問題，開始進行研究計畫。但當我們問的是「為什麼光會偏折呢？」就很難往這方向走了。

好，那來看看問這樣的問題最後會導致什麼結果呢？例如說這個問題「如果雷射光照射的角度改變了，偏折的情況會有什麼改變呢？」以定性描述來說，可能會發現

1.當入射角越大，折射角越大
2.入射角永遠比折射角大

如果定量的話，就是Snell's law了。

定性描述，就是國中要教的課程內容，定量描述就是高中的課程內容了。事實上一直到高中選修物理，應該都還沒有要嘗試解釋「為什麼光通過不同介質會產生偏折的現象」。熟知科學史的老師也可以去找一下人類從Snell's law（1621年）到我們知道光為什麼會折射，花了多久時間？

另一個在從問題出發的課程，教師會遇到的困擾，是問題太多太亂了，太多不屬於你原本教學目標的問題被問出來，打亂了你的教學方向，實在令人心驚膽戰。所以我們可以在探究的前面一個階段，也就是「觀察」這邊動點手腳。

不過首先，亂七八糟的問題其實是良好研究的最開端，對於某些學生來說，你可以教他們如何從亂七八糟的問題收斂變成可探究的問題。不過或許大家把這樣的課程放在獨立研究或科展會比較放心一點。在課堂上，我們還是先考慮收斂一點的狀況。

例如你想讓學生探究的是「表面積與反應速率的關係」時，你就先放二種處理成不一樣顆粒大小的大理石，丟到相同濃度鹽酸中，讓他們「觀察」。從觀察中，很容易看到反應速率的差異，也很容易看到大理石的狀態不同。到時候他們要提出什麼操縱變因時，很容易就會被誘導提出大理石大小的變因。接下來還能提出一些假設，然後進行實驗。

中間當然會馬上觸碰到控制變因的問題--大理石要一樣多才行、鹽酸濃度要相同才行等等的...花一點時間討論規劃一下，就能進行實驗。並把反應速率相關的課程在一個一個探究式的實驗中上完。同樣的，並沒有回答why問題，why問題是接下來用碰撞學說來講，只能以講述處理了。

正確的探究與正確的知識

最近在臉書上murmur了許多關於科學「正確知識」的事情，也murmur了許多科學課程教太難的事情，好像總是希望要教簡單一點。

像是：

大家知道IUPAC把元素的族，從IA, IIA IIB ...這種，改成連續編號1, 2, 3, ...18 了嗎？ 「這樣改來改去是要怎麼教小孩啊？」 理化/化學老師會不會這樣想？

曾經教學生舊編號的老師，會不會覺得糟糕了，教錯了？以後學生看1, 2, 3...18的編號，會不會看不懂，毀了他的化學人生，我們從此少了好幾個化學諾貝爾獎？

或許就在前年或大前年，老師你教學生這世界上有112或113種元素。然後今天你打開元素週期表一看，變成118個了！

「假的！週期表業障深啊！」

(感謝黑金剛贈圖）

完蛋了教錯了怎麼辦！

會考開獎後的雜談

最近其實許多事情都想不清楚，同樣的事情在腦子裡通常都會有三四個意見同時存在然後在吵架。所以這大概會是胡言亂語的一篇。另外，所有的文章想法都一定有侷限性，不可能放諸四海皆準。每個地區有每個地區的特性與問題，這些文章敘述的想法，並不嘗試要找出一個通則...


首先我們龍山國中，考5C的孩子佔了2.7%，4B1C以上的學生有84%。這樣的表現相當不錯，我們學校真的不錯！看到這邊一定有人會問：你為什麼不說有多少5A，甚至5A++呢？

我的想法是這樣，首先5C的孩子是怎麼回事呢？其實會有好幾種情況，其中最令人擔心的，是有些孩子是放棄了，不是一兩科放棄，是全面的放棄。一點點鬥志都沒有，完全的拒絕學習，甚至不是考科放棄而已，其他不考的也都放棄了。代表他在國中的學習是完全無效的，所有科目！

這些放棄或者對於學科無能為力的孩子，每個學校每個班級都會有。但是如果比例太高，放棄的科目太多，我真的覺得是學校的責任。我總是相信這麼多科目裡面，至少也要有一兩科是學生願意多花一點點時間去讀去看的。以會考的標準來說，大部分的孩子應該是有能力至少拿到一個B的。5C，是我們必須關切關注的問題。

教育當然有其極限，多少我們都會碰到我們無法給予協助的孩子，但是如果比例過高，那我想教學現場一定有失職之處。

另外又為什麼要關注4B1C的孩子呢？其中第一個最直接的原因是因為台北市的校務評鑑，是以4B1C為標準的。也就是4B1C以上的學生必須超過某個比例才能拿到分數。

我一開始聽到這個標準其實蠻憤怒的，因為這個標準明顯對於弱勢的學校不利，對於較為明星的學校有利，也有鼓勵學校只在意成績的嫌疑。不過其實一方面校務評鑑不是只有這個項目，另一方面，想想看4B1C的意思，是五科裡面有四科是達到基礎，有一顆待加強。如果以這個標準作為我們教學上的目標「之一」的話，算不算合理呢？

我覺得還算合理ㄟ，我覺得龍山可以達到84%的4B1C以上，是非常好的表現。（假設會考的題目的確能有效測出學科基本能力）這代表龍山的老師真的認真的想盡量把每個孩子都帶上來，也做的很不錯！

但從另一個角度看，以會考的考試形式考不出來的東西，就很難取得資訊了。我們學校是一個教學很正常化的學校，所有「非考科」的老師都超認真的授課，也都提供了許多舞台機會讓不同能力的學生有機會表現。就我的「想像」，這樣的氛圍也會幫助到學生在考試成績上有所進步的。

那A呢？A++。每個學校其實看會考成績時，應該關注的點確實該有所不同。有許多偏鄉的學校正努力的扶弱，盡可能減少5C的孩子。可以將全校有50%的5C學生降低到30%，那是這個學校很大的進步與成就。那資源最多，文化刺激最多的台北市學校，是不是也該「只」關注5C呢？可能我們的要求要更高一些？

我的想法是，要關注5C的學生，但是不能僅限於關注5C。條件更好的地區，理應表現更好一些。那麼要關注什麼？我的想法是：「中等能力表現以上的孩子，能不能獲得自己想要的學校，協助他進一步發展自己的能力？」

我希望一個已經有還不錯表現能力的孩子，可以有多一點時間空間去認識自我，探索自我，發展自我。然後在大考後的這個抉擇點，可以清楚知道自己的大方向，並且可以有所選擇。

要有所選擇，必須先知道你要選擇什麼。盲目的一窩蜂追逐「好學校」，是一直以來我們看到的弊病。每年這個時候，都會聽到4A++ 1A, 或1A-甚至B的學生狂哭崩潰，說自己「爛死了」。嗯，對自己的要求高，追求完美或許是好事吧，但是我常常覺得台灣有許多學生在紅海裡廝殺，最後只能有一個勝利者的那種決鬥，輸了一分，輸了一題，就好像人生要崩潰了。但是一問之下，並不是他的人生想追求什麼，而在中途摔了一跤。而是他就是在這個遊戲規則裡面論輸贏。整個白花花的青春，就被限縮在考卷上了。

所有的老師在學生要畢業離開你之前，大概都會對學生有些想法。有些學生就是會讓你擔心，有些學生就是會讓你覺得很有希望，可以不用太為他操心。

那想想看，什麼樣的學生是老師最不擔心的呢？5A++的？的確，許多有能力考上5A++的學生，真的各方面能力都不錯，可以很放心的看著他往下個階段邁進。但我知道有許多5A++的學生真的超令人擔心的。對我來說，如果一個學生的世界只有考卷沒有別的，考了5A++，我其實是會很擔心的。

什麼樣的學生會讓我很放心？有不錯的基礎能力，各科都有一些基礎，某些科目能夠突出（包含所有科目喔），對至少某些特定領域的事物能夠充滿好奇熱情，能了解自己對自己有期待有方向。


其實說實在，我就只是想看到一個活生生的青少年而已。