如何撰寫自然科學素養導向教案（四）教學流程與教師提問的撰寫～從探究層次簡案邁向「培養學生問題解決能力與思考智能教案」的編寫

延伸閱讀：

如何撰寫自然科學素養導向教案（一）從理解十二年國教學習表現與學習內容開始

如何撰寫自然科學素養導向教案（二）學習目標的撰寫

如何撰寫自然科學素養導向教案（三）教學流程與教師提問的撰寫～從簡案開始瞭解探究層次的差異

如何撰寫自然科學素養導向教案（五）教學流程與教師提問的撰寫～問題解決能力與思考智能「交互作用」的教案編寫：以康軒版簡單機械單元為例

        十二年國教自然領域課程綱要將探究能力區分為「問題解決」與「思考智能」兩項，因此這兩個要項便成為培養學生探究能力不可或缺的重要成分內容。學生在進行探究時，需要問題解決與思考智能同時運作、交互運用；在撰寫教案時，當然也會希望撰寫者能同時思考這兩個要項，思考該如何讓學生在教學脈絡中進行學習。但「問題解決」與「思考智能」這兩個一個外顯、一個內隱，課堂上可以透過「指令、提問」讓學生表現出我們想培養的能力並藉此評量，但若要在教案中呈現「問題解決」與「思考智能」的教學流程，則需要關注師生、生生間的思考脈絡，換句話說，我們要將學生如何思考，以及教師如何引導學生思考用文字呈現在教案中。

第三篇文章我曾建議讓初學者或師資生以Herron（1971）的探究層次為依據分別撰寫教學簡案，分析、比較不同層次的探究在教學流程以及教師提問上有何差異，因為用提問來串接教學流程，有助於讓設計者朝學生中心的角度思考問題的合理性與必要性。Herron探究層次分類中依據學生的給予項目：Teacher supplied problem、Teacher prescribed procedure、Solution known in advance，可以將探究的類型區分成確認（confirmation）層次或稱食譜式探究：學生根據指定的步驟去確認課本的知識；結構式探究（structured inquiry）層次：提供問題及步驟，由學生找出解答；引導式探究（guided inquiry）層次：只提供問題，由學生進行探究活動；開放式探究（open inquiry）層次：由學生自己找出探究問題、規劃程序、 找出未知的答案。如果我們再與Inquiry and the National Science Education Standards（探究與國家科學教育標準）（NRC, 2000）第29頁的表2-6相互對照，就可以發現：最左欄是探究的基本特徵，基本上也是探究教學的流程；接下來右側的四欄，可以看出擁有Herron四個探究層次的樣貌，並且更為細膩的詮釋課堂內探究教學的各個階段，這可以作為探究教學下教師教學與學生學習的參考。

我將洪振方（2003）教授「探究式教學的歷史回顧與創造性探究模式之初探」文章第181頁上的表4（ 課室探究的基本特徵和探究型態的變異）進行整理，將Herron、十二年國教的內容分別放入相關的位置後，可以更清楚的看出「探究教學下，教師在每一個階段下可參酌的教學目標或學生的學習目標」。

仔細思索，表1這個以「問題解決」流程為架構的表中，其實隱含著十二年國教自然領綱有關探究能力的另一半要項，也就是「思考智能」，表1的每一個探究教學的時點，都充斥著對思考智能的要求與期許，如圖1-1、1-2、1-3與1-4。

釐清這四者（科學探究層次、課堂探究型態、問題解決與思考智能）的關係後，就可以思考：如何讓師資生或初學者能快速的理解、並將這樣的觀點應用在撰寫「培養學生問題解決能力與思考智能教案」上。底下記錄了我的學生從探究層次簡案邁向「培養學生問題解決能力與思考智能教案」的歷程，首先，我重新編修了教案格式，希望讓師資生或初學者能夠在撰寫教案過程中不斷檢視學習目標、探究層次、探究型態與思考智能間的對應。

我們先看看上面這組撰寫的教案，當他們有這樣的思考與嘗試時，代表他們已經開始思考：「每個問題解決的探究階段，是否都會經歷完整的四個思考智能（想像創造、推理論證、批判思辨、建立模型） ？」

這組的教案編修到這裡，遭遇到了困境。《國小自然科學教材教法教材教法》教科書P67-73有段「批判思辨教學」的描述，詳細列舉批判思辨教學的流程：提供科學問題情境、產生解釋、驗證解釋、統整活動。師培生參照教科書進行教案設計時，很容易將「產生解釋」「驗證解釋」的解釋（explanation)與問題解決流程（例如五E）中的解釋（explanation）相混，其實兩者並不相同。一開始時我並沒有發現這個問題，直到批閱學生教案後才確認這問題的嚴重性。

我是這樣思考的：教科書內所謂批判思辨教學流程所提到的解釋（P67-70），應該是指「尚未經過實驗驗證，是一種學生的假設（hypothesis），而非已經實驗驗證後、用來說明、詮釋性質的解釋」。（註1）因此當這組以這種觀點再次撰寫教案時，寫出來的教案已經往十二年國教下素養導向教案的樣貌邁進。

底下是另一組師資生的教案，他們遭遇的情況與前一組並不相同。

上面這組所編寫的教案碰上師資生與初學者普遍會遭遇的困境：一節課40分鐘想教很多概念，因此做了很多提問，但問題與問題間都是細小、瑣碎、封閉式的提問，不僅在教學流程上無法前後連貫，也無法在學習目標、探究層次、探究型態與思考智能間做出對應。

這組與我討論後，開始朝著我建議的視角出發：「從生活情境中想一個問題，盡量串聯這個單元教授的科學概念」，因此她們提出從「吃柚子著手，找出柚子怎麼來、再引導到柚子繁殖器官與繁殖方式的探討」。對師資生來說這是一個很棒的突破，但回到教案撰寫時，又出現無法在學習目標、探究層次、探究型態與思考智能間做出對應的情況，而且和前一組一樣，也將批判思辨中「產生解釋」與「驗證解釋」的解釋（explanation)與問題解決流程（例如五E）中的解釋（explanation）相混。

經過幾次的來回修正，這組總算在學習目標、探究層次、探究型態與思考智能間做出比較相互對應的情況，而後續幾場的試教也越來越好，漸入佳境，值得肯定。

底下是另一組師資生的教案，他們的教案撰寫情況也蠻值得與大家分享。

這一組很特別的地方在：他們在一節課的時間裡不時會出現值得討論很久、探索很深的題目（例如：為什麼魯凱族會選用岩石作為房子建材？為何地面磁磚不用石灰岩？如何判斷河的兩岸何處合適建成港口？河道型態發展排序？），但他們卻無法察覺這些題目在科學概念上的意義，以至於幾乎用師生一問一答的方式編寫了這一次的教案—好像這個想像中的班級全部都是資優生一樣。

經過幾次的來回修正，這組的教案在學習目標、探究層次、探究型態與思考智能間也做出相互對應的情況，可惜的仍然是師生一來一往、統問統答的教師中心樣貌，而這一部分則需要等待他們看到自己的微試教影片，再藉由逐字稿與文獻相互對照、帶著他們不斷反思來改變了。

        這樣的教案格式轉變，對師資生與初學者來說都是鷹架，有助於幫助他們「從探究層次簡案邁向培養學生問題解決能力與思考智能教案」，熟悉後終將逐一拆除，接著也期待他們可以走回撰寫「詳案」的路線～學生如何思考，以及教師如何引導學生思考用文字呈現在教案中。對於藝術教育專業本科的他們，我要求他們：「從生活情境中想一個問題，盡量串聯這個單元教授的科學概念」，因此「這個生活情境中的問題，難度將會是近側發展區的上緣」的題目，藉此讓整個教案都能沉浸在同一個學習脈絡裡。很感謝他們不斷的在課後透過線上進行討論、反思，並一遍又一遍的朝我建議的方向修改，能撰寫出這樣的自然科學教案，我以他們為榮。

註1：《國小自然科學教材教法教材教法》教科書P67-73有段「批判思辨教學」的描述，詳細列舉批判思辨教學的流程，包含：提供科學問題情境、產生解釋、驗證解釋、統整活動。對於這裡的「解釋」一詞，我認為應該是指「尚未經過實驗驗證，是一種學生的假設（hypothesis），而非已經實驗驗證後、用來說明、詮釋性質的解釋」。這個想法我曾與學有專精的教授討論，也獲得類似的意見，但因尚未徵詢那位我敬愛的教授同意揭示姓名，因此沒有放入內文中。未來如果教科書有機會改版，建議可以加以區分。

參考資料

洪振方（2003）。探究式教學的歷史回顧與創造性探究模式之初探。高雄師大學報，15-3。641-662。

National Research Council (2000). Inquiry and the National Science Education Standards: A guide for teaching and learning. 2021年12月30日取自：https://www.nap.edu/catalog/9596/inquiry-and-the-national-science-education-standards-a-guide-for