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2024年9月1日 星期日

這些年一起錄製的影像紀錄

未來教室新想像-科技時代的科學教育推進​

樂玩科學:從科展指導談素養 / 新北市沙崙國小主任 余俊樑(01:25:30開始)

學習者中心活動設計~以國小自然與生活科技為例

全國自然領域輔導團年刊發表/課程名稱:邁向學習者為中心科學探究教學-以「河流作用」為例

新北教育豐年季1講堂 / 備課,備什麼?

【2020新北名師LiveShow】小小生活越讀家第四集 星空偵探隊沙崙國小

【2021新北名師LiveShow】「疫情下的學習共同體」(第1集)追求協同與探究的JUMP

【2021新北名師LiveShow】「疫情下的學習共同體」(第2集)公開授課的觀議課-以學生為核心

【2021新北名師LiveShow】疫情下的學習共同體(第3集)英語課堂中的光與影

  

【2021新北名師LiveShow】「疫情下的學習共同體」(第4集)創造探究與協同學習的課堂~淺談可視化的課堂實踐  

國小自然科教材教法專書設計教學教案_非自然本科背景師資生_第四章_教學方法


國小自然科教材教法專書設計教學教案_非自然本科背景師資生_第六章_教學設計

2023年5月23日 星期二

第二學習階段符合問題解決與思考智能的提問範例

 沙崙科學人教師專業學習社群

新北自然科學輔導團

本文摘自新北市混齡教材資源手冊自然科學領域部分

(112年7月14日新北教國字第1121343590號)


108課綱下自然科學領綱將「探究能力」視為自然科學學習的重要內涵,而探究能力又區分為「問題解決」與「思考智能」這兩個面向,它們也是教師進行探究教學、學生進行學習遷移的重要基石。雖說領綱對於「問題解決」與「思考智能」多有描述,但教師常無法察覺自己的提問是否精準含攝這兩個面向。沙崙科學人與新北自然科學輔導團特別將「問題解決」與「思考智能」的提問範例編纂成下表,提供教師可以參考使用。




2022年1月1日 星期六

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。「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;結構探究(structured inquiry)層次:提供問題及步驟,由學生找出解答;引導探究(guided inquiry)層次:只提供問題,由學生進行探究活動;開放探究(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,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


2021年12月12日 星期日

創造探究與協同學習的課堂實踐

 王亭雅、余俊樑

新北市板橋區沙崙國民小學
(本文已刊登新北市政府教育局新北學共10年特刊-學習共同體教學實踐故事P.92-P.99)

一、遇見夢想中的課堂

        2016年的秋天,日本兵庫縣西宮市立甲東小學一場四年級數學公開課震驚了在場的觀課老師。
        三輪涼子老師出了兩道數學題,讓學生進行了小組討論及全班討論,看似普通的安排有什麼值得在場觀課的老師驚訝之處呢?在這堂課中,看不到炫麗的引起動機、沒有活潑的教學活動、沒有增強的加分行為、沒有教師的口沫橫飛,僅僅兩道稍微困難的數學題目,就讓所有的學生非常努力地想要共同解開問題。雖然解題的情況不甚理想,學生一直卡在一個重要的概念無法串連,因此一直到下課都還沒得到解答,當三輪涼子老師不得已的宣布「要放學回家囉」,沒想到學生們竟然不想放學表示想要把這道問題完成,有的學生甚至因為不想離開而哭了。這是何等強烈的學習動機啊!現場的狀況,顯示學生對學習保持著動力、對解決問題保有著慾望,這樣的課堂,相信是所有老師夢寐以求的課堂風景。
佐藤學教授針對甲東小學三輪涼子老師四年級數學公開課做出分析

新北市教育參訪團與佐藤學教授於甲東小學一整天的公開課研討會後一小段面對面QA時間

        臺灣的學生,在沒有炫麗、活潑、加分、競賽的教學活動下,下課鐘聲一響,不管正在做什麼,就想要衝出教室去玩了;臺灣的老師,也會進行小組討論、也會進行全班發表、也會提出問題讓學生思考、也在進行公開課、也一樣進行備課議課。同樣的教學活動安排以及教學策略的使用,為什麼發展出來的課堂風景卻有這麼大的不同?這個問題不斷在參訪老師們的心中出現,當晚一群人就窩在旅館房間不斷咀嚼觀課後的感受,述說自己的感動,反思自身現在的教學,想要尋找造成這種差異的原因而不捨得入睡,一株火苗就這樣在參訪的我們心中燃起,開始了邁向學習共同體課堂風景的旅程。

二、看到探究與協同學習的新時代意義

        2013年,我們心中帶著佐藤學教授在「學習的革命-從教室出發的改革」一書中的圖像,第一次在日本沖繩縣國頭村參與了學習共同體的學校計畫,第一次聽到了佐藤學教授的演講,也第一次在佐藤學教授的口中聽到「探究」兩個字。

傳統課程是計畫式課程、階梯式課程,強調達成目標,目標、達成、評價,是一種生產線的課程觀,而學生就是我們的產品。現在我們強調的是單元式課程、是一種登山型的思考與探究的課程,強調主題、探究、表現。(20131027日本沖繩-佐藤學-以創造與學習為中心的教育改革演講記錄)

        我們好奇的是,學習共同體裡所提到的「探究」與目前科學教育界所倡導的探究有無相同?與2019年即將實施的十二年國教「探究與實作」的探究又有何差異?

        西元1900年以前,多數人是將科學當作知識的集合體,因此教師是透過直接教學的方式讓學生學習科學知識。1909年起Dewey看到當時的科學教學著重訊息的堆疊,忽視學習者的思考路徑與心智態度,因而提出科學教學不應只是學習科學知識,也應該學習過程或方法(洪振方,2003) 。1957年,由於蘇俄的Sputnik人造衛星領先美國升空,因此Dewey強調尊重學習者興趣的觀點被批判,但他強調科學學習要包含過程或方法的觀點卻被保留下來。因此以「兒童如科學家」的觀點切入,重視科學方法訓練的探究教學逐漸成為科學教學的趨勢,舉凡SAPA課程、ESS課程、SCIS課程皆將科學探究過程設計入課程中,強調結構化的知識與原理原則,藉以培養學生高深知能。
        1970年,重視科學方法訓練的探究教學弊端顯現。結構化的原理原則與繁瑣的科學探究過程,對一般學習者而言顯得太難;課程內容和社會上的生活脫節,因此教學的效果不如預期;日本的經濟蓬勃發展,美國快無力防守;美國與英國學生的數學與科學成就大幅落後其他各國。因此1980年起基於國家目的的課程改革裡,提升全體公民科學素養的科學全民化(Science for All)觀點因而興起(AAAS, 1989)。這時科學探究的內涵從被分割成一系列的成分技能逐一訓練的觀點,轉變成科學探究是一個完整(holistic)的經驗,而不是一步一步(step by step)的步驟。1996年美國國家研究委員會(NRC)出版「國家科學教育標準」、2000年出版「探究與國家科學教育標準」,洪振方(2003)發現:

與以往的探究式教學之區別,對於探究式教學不強調「演示和證明科學內容的活動」,而是更強調「調查和分析科學問題的活動」;不強調「作為探究和實驗的科學」,而是更強調「作為論證和解釋的科學」;並且不強調「學生只將想法和結論告訴教師」,而是更強調「將想法和結論與同學公開交流」。此種轉變,宣告了當今之探究式教學的蛻變,其核心在於探索(exploration)、解釋(explanation)、與交流(communication)。

        接下來這幾年我們不斷耙梳佐藤學教授的相關書籍與PPT;在課堂以自己的理解進行實踐;分別於2014年、2016年、2017年參加新北市日本學習共同體的參訪行程,將自己實踐的心得與日本看到的學習共同體現場對照;參加每一場新北市所辦理的學習共同體國際年度研討會,我們發現學習共同體的「探究」和目前科學教育界所倡導的探究、十二年國教的「探究」都有很高的共同點。

(一) 探究的核心是將自己的思考告訴同學

        佐藤學所說的探究(李季湄(譯),2003;鍾啟泉、陳靜靜(譯),2012))是課堂中學生對於課題的思考方式,透過教師將學生對課題思考時所呈現的聲音、文字等想法串連起來,與同學相互交流的過程。現今科學教育對於探究是期待學習者能從只將想法和結論告訴教師,轉變成將想法和結論與同學公開交流;十二年國教自然科學領域(國家教育研究院,2017)中的探究能力雖包含「思考智能」與「問題解決」,但不論是在思考智能或問題解決,也都希望學習者能提出自己的想法、論點,並知道自己的想法、論點與他人或與事實的差異。

(二) 探究的問題要足夠讓學生展現思考的歷程

        佐藤學說學習是從已知世界前往未知世界的旅程(黃郁倫(譯), 2013;鍾啟泉、陳靜靜(譯), 2012),所以探究的問題如果學生立即就舉手回答,那就代表這個問題很簡單,或者這已經是他知道的知識。因此對於學習課題的設計,佐藤學有自己的一套觀點。

學習的課題有兩種:一是共有的學習,基本上是個人學習的協同化,製作轉化科書內容的學習單,使基本知識與事項得以概念化、結構化。二是挑戰的學習,基本上是以協同為基礎的探究學習,挑戰的課題就原則而言難度越高越好,是近側發展區的上緣。(201612新北市學習共同體國際年度研討會佐藤學教授專題講座紀錄)
        
        將學習的課題設定於ZPD的上緣,而非下緣,造就了學習者一人不能達成的程度,因此學習者勢必要透過他人及道具的援助才能發展到教學者設定的程度。此時若教學者透過課程的設計,將這些援助的鷹架安排在同學身上,那讓所有人展現自己的思考歷程便成為重要的事。十二年國教自然科學領域對於學習者思考智能的要求相當高,除了要能做到以往高層次的推理論證與批判思辨外,更重視模型的建立,可以說已經要求這些內隱、平日無法嶄露於外的知能要可以被檢核,因此如何在課堂中讓學習者展現思考歷程已成為探究教學中的關鍵。
        佐藤學(黃郁倫(譯), 2013a;黃郁倫(譯), 2013b;鍾啟泉、陳靜靜(譯), 2012)不斷強調學習共同體採用的是在小學一二年級重點在組織男女混和隨機編成的「兩人小組學習」、小學三年級以上(包含中學及高中)的「4人小組學習」的協同學習而非合作學習,其中的關鍵在於透過對話式溝通來營造互相學習的關係,而協同學習正好是對話式溝通最好的策略。

孩子一個人獨自解題,他不會的題目給他30分鐘甚至24小時,他還是不會,所以需要小組。而在教室中如果做了小組而沒有探究的話,這個協同是沒有意義的。所以探究與協同是相同的事,因為探究必須要與人協同。(20191223新北市學習共同體國際年度研討會佐藤學教授專題講座紀錄)

        基於上述觀點,在共有課題(教科書或課綱上的概念)的學習上,佐藤學(2013)是希望學習者能夠達成個人學習的協同化;在伸展跳躍的課題上(學習者一人不能達成的程度),學習者則是以協同為基礎的探究來進行學習。也就是透過monitoring(觀察模仿),模仿他人的思考;透過scaffolding(鷹架),將他人的思考做為鷹架,一躍而上。一切都是學習者的主動學習,是「這裡我不懂,請你教我」;並非一般人強調的「這裡你不懂,我來教你」,會的去教不會的。
        提筆到此就能理解為何三輪涼子老師僅用兩道數學題就讓學生們想要把這問題完成不想放學,甚至有學生甚至因為不想離開而哭了。原來透過提出近側發展區上緣的問題,能讓程度好的學生一下子想不到解答是什麼,也會讓程度不好的學生覺得我好像有機會能解答成功;搭配協同學習的觀察模仿或是鷹架學習,都能讓不同生活經驗的學習者產生學習,這種互惠關係的建立,應該就是學習共同體成功的重要因素。為了能夠構思、準備足夠的「近側發展區上緣的問題」,我們透過教師專業學習社群—沙崙科學人每周一次的聚會來逐步建構;為了讓協同學習、互惠關係成功的建立,我們在課堂上允許學生以加註資料來源的方式模仿同學的思考歷程來解決課題;我們希望學生在發表時以提出依據、佐證的方式(聽了○○同學的意見後我想到、看了教科書第○頁第○行的說明後我了解到)來建立協同學習裡互惠的關係;教師則在黑板、或電子白板上將每位學生的發言用標註姓名的方式展示他們貢獻的關鍵字,將能解決問題的關鍵字用線串連在一起—每個發言者都在嘗試串聯同學間的對話,共同朝解決問題的方向努力著。

為了準備足夠的近側發展區上緣的問題,我們透過教師專業學習社群每周一次的聚會來達成

教師在黑板將每位學生的發言用標註姓名的方式展示他們的貢獻,將關鍵字用線串連每個發言

三、從聆聽開始

        學習共同體以「共有課題的學習」(教科書或課綱上的概念)及「伸展跳躍的學習」(教科書以上的程度)的兩種課題組織協同學習。而佐藤學(黃郁倫(譯), 2013a;黃郁倫(譯), 2013b)也提出要使學習成立除了上面這兩個課題的協同學習要成立外,還有一個更重要的因素—聆聽關係的建立。學習共同體之所以被外界稱為「寧靜革命」或「靜悄悄的革命」,就是從聆聽關係的建立開始。
2013年的奧間小學,寧靜的令人驚艷

        2013年第一次踏上日本沖繩縣的學習共同體學校,最令我們吃驚的不是共有課題或伸展跳躍課題的深度、不是學生此起彼落精彩搶答的熱鬧風景、也不是學生精神渙散態度慵懶的學習共同體第一年的初學模樣,反而是全校都靜悄悄的那股寧靜,就算下課也一樣。所有老師沒有使用麥克風進行教學,學生之間的對話就算輕聲細語,整間教室依然聽的清楚明白,霎時間讓參訪的教師們全都安靜了下來,深怕打擾了學生間宛若呼吸的對話。
        聆聽不是相互發表,而是相互學習(佐藤學,2013、2016)。只說給老師聽、讓老師評價的發表,只有教師在聆聽;唯有說給同學聽,讓同學模仿、讓同學藉由你的思考脈絡搭起的鷹架進行學習的互惠行為,才是聆聽的真實意涵。台灣在九年一貫課程與十二年國教中不乏聆聽教學的觀點,但在執行聆聽教學上仍有很大的空間。
為了培養學生聆聽,我們將聆聽分為底下幾個層次以便教師在課堂上加以監控。


四、學習的三位一體及可視化的策略

        你曾思考過什麼是「學習」嗎?佐藤學(2013)於「學習的挑戰」這本書中提及學習「是同他人的相遇與對話、是同世界(教材)相遇與對話、是同自己的相遇與對話」,這三者要如何進行實踐於課堂呢?相遇與對話看似抽象、不可視的,我們需要透過可視化的策略將其顯現出來,從日本的參訪以及這幾年的嘗試,我們採取以下幾種做法。

(一) 同他人的相遇與對話的做法

        吳敏而教授曾在一場演講時說過一句令我印象非常深刻的話:「語言是用來溝通不是用來回答問題的」。此句和「同他人的相遇與對話」意境是多麼的不謀而合。課堂中安排Pair對話、小組對話,和分組合作學習的不同在於學生對話後可以保有、產生自己的想法,而不是為了產生小組的共識去回答老師的問題。
        教室裡全班對話也是如此。眾多老師習慣用「各組輪流發表」的形式進行全班討論,但「發表」這個詞本身意義就只有單向,並無雙向交流的意思。全班「對話」時,其實每一位學生還是以自己為個體存在著,以自己的身分表達自己的想法,在課堂中引起網狀的話語交流,並刺激思考著,這引導全班達到更深的思考,因此不應將學生這個個體隱藏在小組中,只能由會講話的同學代替發言或回答,或是只能回答小組的共同意見。
        課堂的對話語言是講完了難以再倒轉或保留的,為了幫助學生的對話並非只以語言進行,此時老師可以透過板書的方式,在黑板上將每一位學生的對話記錄下來,將學生的想法可視化,也利於學生互相回應、修正、補充、表示同意,此時黑板上可以將彼此的串聯以及回歸進行劃記,讓全班的想法達到更深的跳躍。

學生同他人的相遇與對話後可以保有、產生自己的想法,不是為了產生共識去回答老師的問題


(二) 同世界(教材)相遇與對話的做法與策略

        為了讓學習能與同世界(教材)相遇與對話,我們可以安排伸展跳躍的學習(教科書以上的程度),藉由實體、圖卡等教材,透過活動的進行,利用實體邊操作邊說明,將想法具體呈現出來;同時也引導學生回到課本或文本中閱讀,藉由課本說明自己的想法,將實體和文字在腦袋中串聯起來,這一過程可以讓學生不斷地在教材中思考、咀嚼該學習的內容。

藉由實體、圖卡等教材,透過活動的進行,利用實體邊操作邊說明,將想法具體呈現出來

藉由實體、圖卡等教材,透過活動的進行,利用實體邊操作邊說明,將想法具體呈現出來

引導學生回到課本或課外文本,藉由文本說明自己的想法將實體和文字在腦袋中串聯起來

引導學生回到課本或課外文本,藉由文本說明自己的想法將實體和文字在腦袋中串聯起來

(三) 同自己的相遇與對話

        同自己的相遇與對話是最難也最容易被忽略的學習。課堂中學生的學習一直存在著「輸入」與「輸出」的過程,在整堂課中進行活動、聽同學與老師的話語,此時是進行「輸入」,最擔憂就是聽了但未聽懂,也未產生自己的想法。老師可於同學對話後引導學生「聽完後你的想法是什麼呢?」、「你同意○○同學說的話嗎?」「有自己的想法很重要喔,要思考喔」,但就算老師這麼說了,學生的思考仍然是內隱的、不可視的,老師依舊無法察覺學生是否真的思考了。
        讓學生進行「視覺化的輸出」就是一個將「同自己的相遇與對話」可視化的方式,請學生用自己的語言寫出或是畫出來,當正在思考怎麼用語句或圖案組織自己的想法的同時,他也在藉此與自己對話,而老師也能依此進行評量。

讓學生進行「視覺化的輸出」就是一個將「同自己的相遇與對話」可視化的方式


五、我們怎麼做?

        底下以2020年11月18日所進行的公開課為例,說明我們如何在課堂中創造探究與協同學習的課堂。
        王亭雅老師在本校擔任自然科學領域教學到去年已有九年時間,自2016年在日本兵庫縣西宮市立甲東小學遇見學習共同體的風景後,就開始加入讀書會並不斷在課堂上實踐;在科學人貢獻平台裡對話、反思;並於2017年再次前往日本神奈川縣濱之鄉小學參訪,驗證自己實踐的心得,再將經驗帶回學校分享給社群夥伴。初帶一個班級時,為讓學生培養聆聽、互惠的協同學習關係,王亭雅老師總是以一幅「圖」來闡述聆聽與互惠關係的重要。她總是和學生說:單靠一個人是無法找到圖中所有馬匹的,唯有透過大家的協同互惠,才有辦法在數分鐘內解決這個問題。而事實也是如此,這幾年來學生都因為開學時的這個活動,建立起願意提供自己思考脈絡的角色,不需要一個完美回答問題的人,反而是每個人提供一點點自己的想法,全班就能構築完美的概念用來解決問題。
        公開課這天授課的單元是六年級上學期「礦物與岩石」,此節課的學習目標是要讓學生理解「岩石是由礦物所組成的」。在科學人共備時,為了準備伸展跳躍的課題上(學習者一人不能達成的程度),也就是近側發展區上緣的問題,我們從素養導向課程設計的角度出發,提出「學校篤行路正門口有一座由花崗岩和大理岩為底座所建立的守時鐘,因此以這座每天陪伴學生上、下學的時鐘為出發點,讓學生將教科書上岩石與礦物的概念與生活中守時鐘相遇」。
        
        公開課一開始,王亭雅老師便將學生從公開課的現場永傳中心帶至守時鐘前,讓學生分組觀察整座守時鐘後,學生自己提出了問題:守時鐘的底座是由什麼做成的?學生很快的就回答:大理石。王亭雅老師笑著沒有答腔,幾秒鐘後「啊,這個可能是花崗岩」、「對耶,那個很可能是花崗岩」、「這個底座可能是大理石和花崗岩組合而成的」。面對學生自顧自地聆聽與串聯,王亭雅老師仍然笑著沒有說話。接著同學中有人拋出了這個問題:如何分辨大理石和花崗岩?學生陷入了沉默,有些人翻閱課本、有些人站起身來仔細端詳眼前的底座。這時王亭雅老師將學生帶回永傳中心,開展了教師與學生間的探究與協同。

T:問一下要用大理石還是大理岩呢?
Sx:大理石
T:看課本?
S全:大理岩
T:那我們就一起用課本的喔
T:剛剛說大概可以麼分?
S1:成分跟紋路
T:還可以更詳細的解釋嗎?
S2:不同的岩石會組成岩石(太小聲黑板上的紀錄是這句話)

此時S2同學回應了S1同學提出的想法,但此句話其實是錯誤的,為了重視及接納每一位同學的想法,營造安心分享的氛圍,以及將每位同學的話語可視化,兩位同學的話語都被記錄在黑板上。而後,其他同學提出了不同看法。

T:哪個先?比較確定的是?
Sx:花崗岩
T:花崗岩的紋路有?
S1:黑、白、紅
T:分別代表的是?
S全:黑色代表雲母、白色代表石英、紅色代表長石
T:這個剛說在哪一頁?
S全:p.59頁
T:結合這兩句話,剛剛S2接著S1說不同的岩石會組成不同的岩石,然後你們說花崗岩的岩石是黑色的和白色的和紅色,所以意思是這些東西他是….?
S全: (有人說岩石有人說礦物)
T:請給我證據證明
S3:課本61頁,
T:課本61說了什麼?
S3:說岩石是礦物組成的
T:有聽到嗎?我幫他們說,S3你再說一次好嗎?
S3:課本61頁說岩石是礦物組成的
T:知道在哪嗎?我們一起來讀一下S3說的這邊。
S全班讀:岩石是由一種或一種以上的礦物組成,可以形成多種的岩石,不同的岩石大多由不同的礦組成,因此岩石是礦物的集合體。
T:S3給的這個線索我們可以怎麼用?
S4、1:岩石改成礦物
T:岩石改成礦物?S2覺得可以嗎?
S2:可以
T:所以你們的意思是這三個是…
S全:礦物
T:你怎麼知道這三個是礦物?
Sx:63頁、59頁
T:有人說59有人說63,你們都可以說說看這兩頁到底給了什麼樣的資訊?
S5:p63的礦物分類表有寫到石英
S4:p62頁這邊
T:p62怎麼樣呢?
S1:p62有提到石英和雲母
S6:p65頁也有
T:還有阿,很好資訊好多喔
S6:p65在講各種礦物的用途
T:有沒有人能夠接著S6更深入的說明?S7可以嗎?
S7:花崗岩可以作為建築的材料
T:還蠻多證據可以支持剛這個部分的想法,所以外面部分蠻明顯是
S全:花崗岩
T:那這部分還有沒有要補得更完整的?剛剛很多人補了很多的資料,那我們就先到這囉?那大理岩呢?
T:課本上大理岩沒有給予太多的資訊,只給了小小的一張圖,這裡有一本礦物和岩石的圖鑑,拿到的時候稍微閱讀一下,看哪一個部分大概在說什麼,大概兩個人到三個人一本,所以發下去不是一個人看然後我就在旁邊等,能一起讀就請你們一起讀,拿到的時候就適應一下,這一頁這個部分那個部分在寫什麼?
T:S1要說話囉
S1: (聽不清楚)
T:怎麼知道方解石是白色的?
Sx:p.62頁
T:62頁說方解石是白色,所以大理岩是白色的方解石合成的,是這樣嗎?
S4:大理岩是石灰岩和方解石組成的
S2: (念了圖鑑上大理岩的組成)
T:知道S2在說哪裡嗎?這一段需要理解一下。剛剛這邊有這句話,我們來念一下。
S全:不同的礦物組成岩石。
T:剛說大理岩是方解石和石灰岩組成的,而石灰岩是由方解石組成,剛S2又念了圖鑑上那一段,要看懂這一段在講什麼,所以這幾個中間是什麼關係?
S3:石灰岩是方解石組成的
T:那這兩個之間到底是什麼關係呢?現在有一點分不清楚大理岩跟石灰岩的關係?
T:我們把這一段一起理解一下,因為是關鍵的地方,能不能告訴我目前你理解到哪?記得S8說過什麼嗎?S4他說過什麼?
S4:他說錯了沒有關係,大家會一起幫忙
T:所以錯了沒有關係,需要大家一起幫忙,這裡有人目前理解到哪了嗎?找人告訴我目前理解了什麼,不一定要告訴我們你都理解了,不需要理解的很完全,S8可不可以?理解到哪就說到哪
S8:在p147的地方…..(不清楚)
T:S9接著說?
S9:圖鑑….,而課本p60實驗
T:課本60頁的實驗可能可以幫大家分辨,你們覺得勒?我預問一下,課本有沒有說他會怎麼樣?
T:石灰岩會產生氣泡。所以你們預估這一個(大理岩)滴了稀鹽酸的話會不會產生氣泡?
S全: (有人說會有人說不會)
T:S3說她覺得都會,S3的理由是?
S3: 因為它裡面都有方解石
  
        小組對話與全班對話的過程中,同學不斷將課本、實際的岩石標本、守時鐘的建材、岩石礦物圖鑑之間試著進行連結,與世界(教材)進行相遇與對話,在腦中開始建立「岩石是由礦物所組成的」的模型,並透過語言表達出來。此堂課在全班同學彼此的串連中,詳細提出花崗岩是由黑色的雲母、白色的石英和紅色的長石組成;但大理石則較為困難,因為大理岩和石灰岩都是白色的,單靠圖片是無法辨認的。此時,全班在發表與討論過程中延伸提出了「大理石和石灰岩都是白色的,可以怎麼分辨?」的問題,並由文本發現了這個問題需要透過實驗進行驗證,因而全班又繼續計畫下一節課要做的內容。公開課要結束前,王亭雅老師以底下話語做結尾:

T:是不是有方解石就會…,所以這個(大理岩)冒泡看起來有人產生疑問對吧?這個(石灰岩)課本是說會。如果滴稀鹽酸可以試試看的話,或許可以幫大家分辨這件事,但也有覺得或許分辨不出來,那這個要不要試試看?那我們今天討論到這裡就好了,下一次上課我們就試試看。這裡跟這裡是怎麼樣呢?跟方解石有關嗎?到這裡差不多了。那我們進入最後筆記的時間,請你利用黑板自己跟自己對話,思考一下,上面的東西,你用你自己的方式去寫下來。下次上課我們就進行實驗。

教師明確指出「請學生自己和自己對話,進行思考」,此時學生專注於利用黑板回想上課的過程,建立及察覺自己的想法,而用可視化的方式在筆記上表達出來。

六、結語

        這幾年在學習共同體的實踐上我們發現,所謂的探究不能再侷限於過程技能的探索,探究應該是讓學習者間以可視化的方式相互交流彼此的思考脈絡,理解對方的理解。為營造互惠關係的協同學習,提出近側發展區上緣的問題,才能讓程度好的學生一下子想不到解答是什麼,也會讓程度不好的學生覺得我好像有機會能解答成功,增進彼此的模仿或鷹架的學習。最後,所有的探究、協同、模仿與鷹架,都來自於聆聽關係的建立,邀請大家從建立學生的聆聽關係開始,和我們一起踏入學習共同體的願景。

「學校篤行路正門口有一座由花崗岩和大理岩為底座所建立的守時鐘,因此以這座每天陪伴學生上、下學的時鐘為出發點,讓學生將教科書上岩石與礦物的概念與生活中守時鐘相遇」

老師透過板書記錄,重視每一位孩子的發言,將其可視化
老師透過板書記錄,重視每一位孩子的發言,將其可視化
只要有需要、夥伴和老師都會若無其事的在學生身旁陪伴

透過觀課教師的觀察,察覺並記錄學生的學習發生、未發生


在議課的場合,所討論的不是教師的教,而是學生的學,並逐漸串連學生在這堂課的困境,為下一堂課作準備

2021年11月26日 星期五

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

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(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

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

        前兩篇提到:一、學習目標應該包含學習內容中有關學科知能的表述以及學習表現的表述;二、初學者或師資生,建議採用學習者(Audience)、行為(Behavior or capability)、情境(Conditions)、標準(Degree)等四項ABCD要素、搭配十二年國民基本教育領域課程綱要核心素養發展手冊第46-47頁的核心素養項目表達之動詞表,一起撰寫學習目標。那接下來呢?

        多數初學者或師資生在這個階段,會開始進行教學流程的規劃與撰寫。以往的教案格式大多長底下這樣,紅色框格內,初學者或師資生就必須「想像」一堂課從頭到尾的劇情與畫面,包含教師說什麼、做什麼;學生回答什麼、做什麼;時間分配以及評量方式。


        對多數的初學者或師資生來說,因為未曾有過、或鮮少有過真實的、完整的教學經驗,完整教學流程的撰寫對他們來說相當不易,因此所撰寫的內容就真的只是「課前準備、準備活動(引起動機)、發展活動、綜合活動」等流程的「填空」—從教師中心的角度,將教科書上要教的活動、或自己在觀課現場、網路上看到的精彩教學活動,填寫上去。因為是將想像填空,所以很多教案都呈現一來一往的問與答;好一點的會安排學生回答錯誤,而教師加以指導的對話;想像力更好的,還能呈現學生與學生間的對話,而且流程也能與最左側的學習目標欄位呼應。
        傳統的教案格式設計有其學理脈絡,既能讓撰寫者瞭解目前的教學流程有無對應學習目標,也能明確掌握教學時間與形成性評量的段落,好處很多。十二年國教提倡素養導向的教學設計,為了彰顯素養導向有關情境脈絡的探究與實作理念,觀察教育部國民中小學課程與教學資源整合平臺從106至109的素養導向教學設計參考手冊,也將教案格式做了一點修正。

我們可以看到,原本傳統教案最左側的學習目標欄位不見了,設計者必須自己確認所撰寫的教學流程「有達到學習目標」;評量方式則更詳細,甚至描寫了評量規準,這些顯然是為了素養導向評量而來。然而,參考手冊所提供的範例對初學者或師資生來說,「教學流程裡呈現著大量『問題解決』的身影」,這些問題解決流程,若非長期的、真實的在課堂中執行過,是無法以「填空」的方式完成的。難道就這樣將範例丟給他們,讓他們從模仿開始嗎?我們若更深入的耙梳這些素養導向教學設計範例,不難發現:這些教案,多以「教師中心」的觀點思考整個教學流程;以「問題解決」的觀點建構教學流程;很少能展現「學生中心」觀點下的教學脈絡;鮮少呈現「思考智能」的教學走向,甚至是呈現整合了「問題解決與思考智能於一個單元」的素養導向教學設計。


        行為主義觀點下的教學,被視為是一個又一個標準的教學行為,只要模仿這些優秀老師的標準行為,其實不太需要在乎上述所說的外在刺激,因為這些刺激都會在「班級經營」的旗幟下被隱藏,有的利用加分、有的利用競賽、有的說故事、有的變魔術、有的則採取拼圖一式或二式、有的則運用智慧教室,平板、大屏、AR/VR齊飛,總之就是想方設法將學生的注意力集中在老師身上,老師就可以按照教案逐一下指令、提問句,規規矩矩地完成課堂教學。在這種觀點下,初學者或師資生是很容易撰寫教學流程的,因為課堂上很少會有意想不到的意外產生。但如果我們將教學視為一種選擇,那課堂上就隨時會有令人驚喜的「事件」發生了。

        我認同教學其實是一場複雜的「選擇」,每一次的詮釋、每一人的舉措、每一件教具的提出、每一步教法的實施、每一秒的瞬間,都決定課堂未來的樣子。這麼多的變因在干擾、在影響課堂的進行,初學者或師資生並無法在這種情況下撰寫出真實且合理的教學流程,因為刺激、負載太多,要注意的細節太多。為了讓初學者或師資生體認實際教學現場中,教學者需要動態的、不斷的在教學前、教學中甚至教學後做出選擇,我建議在尚未初步掌握教材、教法、學生、情境/環境等數個向度會交互作用的情況下,教學流程的撰寫應該從「減少負載」的角度切入,讓他們用提問從簡案開始撰寫教學流程,因為「教學的發動來自於指令;而學習的開始來自於提問」,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(1971)依據教師是否提供探究問題、操作程序以及解答,將探究分為四個層次。確認(confirmation)層次:學生根據指定的步驟去確認課本的知識;結構探究(structured inquiry)層次:提供問題及步驟,由學生找出解答;引導探究(guided inquiry)層次:只提供問題,由學生進行探究活動;開放探究(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。這個分類體系,主要是從問題解決的角度進行切入,十二年國教強調探究與實作,因此讓初學者或師資生以Herron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,將會對後續更進階的教案撰寫有一定的幫助。


         
舉例而言,上面這份食譜式探究教案中的提問,「小朋友有沒有看過土石流新聞?」是個多數學生聽到問題就能立即回應的提問,不是好的學習問題,必要性值得商榷;「土石流是在什麼情況下會發生?」是個多數學生能回答但不容易精確回答,甚至需要提出證據的問題,是培養學生問題解決能力的好問題,但卻沒有和教學流程中的「實驗操作」結合,也未和「第3、4提問連結」,因此提問1、3、4的合理性也需要全盤考量;另外學習目標也尚未找到合適的素養動詞來搭配流程與提問進行評量。


上面是引導式探究教案,可以發現學習表現增加了一個,學習目標的撰寫難度提升,因此也尚未找到合適的素養動詞來搭配流程與提問進行評量。另外引導式探究若從問題解決的角度切入,已經進展到學習者需自行設計實驗驗證自己的想法,因此確認問題是什麼?觀察標的是什麼?怎麼觀察?觀察標的和問題間的關連都是指導的重點,所以提問的難度也跟著增加。

上面是結構式探究教案,其中的提問已頗能與教學流程呼應,而提問與教學流程也大多能與學習目標對應,如果學習目標也能找到合適的素養動詞來搭配流程與提問進行評量,就更完美了。在同時需要考量的變因減少、負載下降的情況下,初學者或師資生才能兼顧「學習目標」、「探究層次」、「教學流程」、「教學提問」之間的關係,這份教案的撰寫才會發生意義。

參考資料
1、周淑卿(主編)2021年11月25日)。106素養導向教學設計參考手冊。取自 https://cirn.moe.edu.tw/WebContent/index.aspx?sid=1172&mid=9296
2、周淑卿(主編)2021年11月25日)。107素養導向教學設計參考手冊。取自 https://cirn.moe.edu.tw/WebContent/index.aspx?sid=1172&mid=9296
3、周淑卿(主編)2021年11月25日)。108素養導向教學與評量參考手冊。取自 https://cirn.moe.edu.tw/WebContent/index.aspx?sid=1172&mid=9296
4、周淑卿(主編)2021年11月25日)。109領域素養導向教學設計參考手冊。取自 https://cirn.moe.edu.tw/WebContent/index.aspx?sid=1172&mid=9296