文:陳鈐鈴老師

       探究與實作對於自然科學的學習扮演著重要的角色(Bybee, 2011)。學生在自然科學課程進入實驗室,透過教師事前準備的器材、藥品、設備等進行科學探究與實作,正是理所當然的學習模式。兩年前,疫情來襲,線上教學帶給自然科學老師一項挑戰,即是「如何在線上也讓學生執行探究與實作呢?」

       我想,教學者更有意義的任務之一,就是有能力解決學習現場的困境。

       如果教學者能試著接觸數位學習平台,我相信,您會發現線上探究實作這件事,是可以找到解決方案。在自然科學方面,我相當推薦兩個適合融入教學的數位學習平台:PhET以及CoSci。PhET 是一種動畫式互動類比教材,原本是推廣物理科技教育(Physics Education Technology),目前涵蓋領域已包含物理、化學、地球科學、數學與生物。CoSci是物理虛擬實驗室(CoSci Virtual Lab),以POE學習法為設計基礎,目前已開發100多個模擬實驗動畫。即使沒有實體的器材操作,透過教學者設計的教案,引導學生進入虛擬實驗室,也能進行自然科學的探究與實作。

       在此分享八年級下學期理化第六單元,「力的作用與摩擦力」這個重要的力學觀念,是如何透過數位工具融入教學,引導學生進入數位學習平台來進行自主學習,並提升學習成效。

教案分享)

教學活動設計
教學活動內容及實施方式相關連結

、課前準備

  1. 設計:「力的作用與摩擦力」Google表單
  2. 數位學習素材:

3. 運用Google Classroom整合本教案之數位學習素材

a. Forces and Motion:Basics_力和運動:基礎
PhET

b. B4C6-1~2力的作用與摩擦力

c. 

、課程實施(一堂課45分鐘)

  1. 將前2堂課已學習的課題:力的作用與摩擦力,利用PhET虛擬實驗室再次進行實作與觀察,並輔助複習基礎概念。
  2. 教師進行課別指導,並適時依循教學目標,引導學生操作模擬實驗動畫,讓自主學習更聚焦。
  3. 最後,運用Google表單進行自我評量。教學者藉由Google表單的學生測驗結果報表,具體了解學生的學習成效,並在下一堂課進行觀念強化。

在三個班級實施之後,針對教學現場的觀察,以下提出幾點反思:

  1. 學生參與:數位學習具有多元、適性、依循個別學習節奏與自主學習的特點,因此教學現場學生的表現是積極參與且相當專注。
  2. 透過多元數位學習平台間的切換,有些時候需要文字輸入、數位實驗模擬操作、閱讀資訊或指令…這些都在無形中提升學生的資訊處理能力及靈活度。
  3. 由於生生用平板,每個學生依循自己的學習步調學習,因此學生在操作模擬實驗動畫時,教師不必忙碌於講台上的講解,將更有餘裕的時間與心力來協助學生學習並個別解惑。
  4. 如果授課時間充裕,教學者可以將探究與實作的時間延長一些,透過虛擬實驗室的操作,學生可以更從容的進行觀察與歸納。

       目前,在理化的探究與實作方面,不論是實體操作或虛擬實驗室實作,各有其優勢。教學者可以依單元屬性、課程進展、課程時間、硬體設備等面向做評估,設計出理想的教學模板。

       有開始,才有機會更好。在數位融入教學這個教學現場的改革中,還很多學問等待學習呢!每次看著學生專注投入的神情,深感自己的改變與投注時間,是有價值的。

 

參考文獻
Bybee, R. W. (2011). Scientific and engineering practices in K-12   classrooms:Understanding a framework for K-12 science education. The Science Teacher,35, 10.
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11423-021-09
938-x

附錄一、Google 表單

  

版面有限,因此僅擷取部分題目
題目摘自:翰林自然科學第四冊習作、歷屆試題