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跨科?

因緣際會下我和鄭志鵬老師參與一個課程研發的計畫,主要任務是開發能展現12年國教以素養為導向的模組,「素養」是什麼?我自動簡化成「素養」、「能力」、「態度」,這些對我不算新東西,因為從30多年前入行就知道教學要兼顧「知識」、「情意」、「技能」,而且我在和老師們共備時也一直強調「知識」、「情意」、「技能」(不管用什麼名詞,但本質是相同的)。但這次被賦予一個新的任務:希望是跨科的課程!跨科!!

科學知識來自對自然現象的探討,應用於解決生活中的問題,無論自然現象或生活中的問題都是不分科的,所以科學不分科這是事實,美國、日本的中小學科學採合科教學這也是事實,但在台灣不要說合科,即使只是「跨科」都遭到「被判出局」的命運(想起九貫之初膽敢在國一課程溶入地科及粒子概念的光復、牛頓、國教院版自然科教科書….),所以這次又說要跨科,感覺是艱難的任務呢!但明知應該做而且之前也努力過了,難道就「知難而退」?就再努力一次了!

主題式的跨科

「跨科」是什麼?浮現在腦中的是:找一個主題,用跨科的素材來呈現,如:主題是「熱」,內容包括熱的傳播、熱和溫度…(理化科素材) 、生物的熱量來源、體溫調節…(生物科素材)、溫室效應、全球暖化…(地球科學科素材)等。不過,這樣感覺是為跨科而跨科,重點還是在教分科的知識概念啊!只要是以「學科知識概念」為主,就很難開創新局!

原來還有所謂的跨科概念!!

我在這裡要介紹的是「跨科核心概念」,這也是這次我參加這個模組開發計畫才學到的東西,大部分是我們去讀了NGSS的跨科概念內容(這裡)得到的心得,發現---自然科的各分科其實可以由幾個核心概念貫穿,連結的。

美國NGSS的「跨科核心概念」包含「模式」、「因果關係」、「尺度、比例和數量關係」、「系統和系統模型」、「能量與物質」、「結構和功能」及「穩定和變化關係」。以我們這次選定的「穩定和變化關係」為例,其主要概念包括---

1、變動與平衡具有週期性、動態平衡與回饋控制等特性。

2、物質世界從微觀(如溶解度)到巨觀(如全球溫度.大氣成分)都有變動與穩定的交替現象。

3、生物世界從微觀(如細胞內的代謝作用)到巨觀(如生物演化)都有變動與穩定的交替現象。

(當然還有其他的,但目前我們只想選這三點來設計課程)

從跨科核心概念出發

我們以上面所列的三個「穩定和變動」核心概念去設計課程,以全球暖化議題作素材,設計了一些教學活動,目前「粗稿」(真的是粗搞)完成兩個單元,其知識概念分別如下(探究能力和科學態度不在本文討論):

單元一:從二氧化碳看穩定與變化(2節)

1、 知道週期性的變動為一種平衡(以二氧化碳和全球氣溫的變化為例)

2、 知道全球溫度、大氣成分等現象在短時間和長時間內的變動情形。

單元二:地球熱量的收支平衡(2節)

1、 知道物質世界從微觀(如溶解度)到巨觀(如全球溫度.大氣成分)都有變動

與穩定的交替現象。

2、 知道變動與平衡具有動態平衡的特性

3、 了解溫室效應的成因與影響

也就是說這兩個單元中,主要的知識概念學習是「穩定和變動」的特性,與學科知識概念有關的,只有「了解溫室效應的成因與影響」這一點。這是不是有點不一樣?我們想把學科知識概念留給各學科去教,而跨科核心概念即探究能力、科學態度才是我們得重點。

這次參與課程研發對我而言「打破、歸零、全新出發」的歷程---打破舊觀念、舊習慣的過程很辛苦,花很多時間去研讀、討論、聽演講,然後才免強弄懂「跨科核心概念」。我想---如果連我們這樣一直在嚐試教學改變、有機會接觸到最核心作法和理念的老師,在面臨新課程時都要如此掙扎,那一般現場老師的反應就可想而知了!正式課綱出來後要面臨的最大難題是---老師們不瞭解新課綱的理念,而抗拒、排斥、批評!所以如何傳達理念和提供務實可行的作法,就成為新課程改革成敗的關鍵了!

我想---與其等到所有課程都發展好了,才拿來跟老師說明、勉強老師接受,不如在研發階段就把不成熟、可以改進的東西拿出來和大家討論:

兩個單元的初稿在此----單元一單元二

如果有老師願意試教,請告訴我或鄭志鵬老師(小P),我們會再提供簡報.叫學示例等資料,希望能收集大家的經驗與智慧,把這件工作做得更好一些!!

把這麼不成熟的東西拿出來其實我很徬徨,不過.....就做吧!!這也是打破自己的一環! 打破自己!很累!但我們會繼續努力!希望有全新出發!

12年國教自然科新課題

因為12年國教,自然科面臨一些改變,1、課程時間變少了,國中從4節變為3節,高一生物科只有2學分(物理、化學、地科都是),2、從國小直到高中一年級(10年級)都算是基本教育,課程內容是要整體、連貫的。加上12年國教課綱以是「知識」、「能力」、「態度」並重的「素養」為目標,因為這些原因所以自然科課程內容勢必得大幅調整,藉著這個機會我也重新審視生物教學的取捨(真諷刺,都退休了才在審視教學)!!

國中生物教學中不該漏掉遺傳

關於遺傳---在國中老師教學經驗中很多人將它列為「難敎」、科教專家也分析說它牽涉到較多抽象思考,對大多還處在具體操作期的七年級生而言有點太難、日本等理科合科教學的國家也將遺傳放在8或9年級…種種跡象顯示:遺傳似乎應該移到10年級!但怎麼移?全部移到高一嗎?阿簡說:國中生其實已經有生殖能力了,我們是否應該在國中時讓學生在生殖、遺傳方面有較完整的認識?至少知道為什麼會像爸爸或媽媽?父母的基因會如何影響子代?也就是我們認為國中生物教學中不該漏掉遺傳這一塊!

國中遺傳敎什麼?

那麼國中可以敎遺傳對學生會太難嗎?該敎些什麼呢? 「基因」 、「染色體」、「機率」太難,那如果不敎「基因」 、「染色體」、「機率」有辦法敎遺傳嗎?我突然想起我在補校教學根本沒敎「基因」、「染色體」,學生也不懂細胞分裂、減數分裂,但是他們都可以學會算自己和丈夫(或太太)會生出什麼血型的小孩、知道生男生女不應該怪任何一方、知道什麼情況要做產前檢查、遺傳諮詢...等! 我不講等位基因、同源染色體、顯性、隱性這些名詞,只是用代號敎他們去認識遺傳現象和遺傳疾病(我認為這是現代公民該有的素養),他們都可以學得很好啊!所以認識遺傳現象和遺傳疾病應該是國中可以學的內容吧!至於古典遺傳學(孟德爾的遺傳法則)---如果我們以科學史、生物學研究方法的角度切入應該是很不錯的,而嚴謹的分離律、自由組合律…就拜託高中端了!

後來我去看了日本的國中生物科內容,真的也不謀而合喔!所以這應該是可行的調整方向吧?

理科2分也 理科1分也

教學資源---

1.這是nhk for school 有關遺傳(9年級)的內容,其實....不多吧!比我們簡單些喔!

http://www.nhk.or.jp/rika/dcontent/full_index.html?unitDir=17093000

2. 這是jst有關遺傳情報(遺傳物質,基因染色體)的內容,屬於國中的只有一個---核-染色體-DNA這個資源,內容比我們七年級敎的要簡單些喔!!其餘的都是給高中生物二(相當於選修生物)用的,資源非常多而且很深入!!!

http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0400/contents/start_contents.html

3. 這是jst有關胚胎發育的影片,是給高中生物用的!

http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0440/start.html

4. 這是jst基因轉殖植物的內容,也是給高中生物用的!

http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0090a/start.html

5. 這是jst有關生殖遺傳(生命的延續)的統整資源,也是給高中生物用的!

http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0090b/contents/top_frame.html

6. 這是jst有關從基因到蛋白質的影片,也是給高中生物用的!

http://rikanet2.jst.go.jp/contents/cp0410/start.html

7. 這是我自己使用的第二章遺傳資料 (第二章遺傳),裡面有些jst的遺傳影片其實是高中用的,國中老師參考即可啊!!(要下載要快喔)

旅遊時你是否也會扛回的「戰利品」?

前幾天和張文華老師的團隊去拜訪林如章老師,談日本理科教學情形及教師社群的運作,收獲非常多。如章老師為我們介紹了國外(尤其是日本)的教學資源及試題網站,其中任一網站,隨便逛逛就可以撈到一堆寶,使教學與評量大翻轉(一定要跟翻轉沾上邊就對了)。

其實這些網站---尤其是NHK FOR SCHOOL(這裡),早在去年(喔…是前年了)老師帶我們輔導團去訪日時,就曾很詳細的介紹、示範給我們看過,當時我們也有”如獲至寶”的感覺,回來後也分享這個連結給大家,然後…就沒下文了!!!這情形讓我想起:很多人去旅遊時,常不惜行李超重也要扛回一堆「戰利品」,然後…堆在倉庫中成為庫存品!

我們缺的從來不是「教學資源」,而是運用資源的能力!

這就是我一直強調共備不應只作「精美案例分享」、「資源分享」、「教具展示」…的原因,因為我們從不缺這些資源啊!任何一單元,只要你上網去找,至少可以找到10個精彩絕倫的教法(阿簡生物筆記中同一單元至少有3種不同教法吧),事實上我們花了很多時間、精神在「蒐集教學資源」,原因不在找不到資源而是資源多到讓你找不完,好不容易找完了,也就沒時間、沒力氣去用這些資源了!要翻轉教學,我們缺的從來不是「教學資源」,而是運用資源的能力!

勸敗之外,更要創新使用方法

如果共備不是在找「教學資源」,那麼共備到底要做什麼?讓我以麵包機為例:如果我們的目標是--作出營養、好吃、健康的麵包,我們可以從發麵、揉麵...做起,但那真是太難了,多數人會做不好甚至放棄,還好現在有各種「麵包機」,所以我們可以根據麵包機的價格、大小、好用度…等選購麵包機。當大家都買了麵包機之後,擁有同一廠牌麵包機的人聚集在一起,分享實作成果,開發新食譜…然後我們做的麵包越來越好…。共備當然要先找到好用的麵包機、勸敗,但共備的重點是勸敗之後的新食譜創新、研發!然而,在研發與創新食譜之前,一定要先確定:學生需要什麼樣的麵包、我們的預算是多少!

NHK FOR SCHOOL 就是一台設計精良的日系麵包機,台灣老師能不能用這台麵包機為我們的孩子做出營養、好吃、健康的麵包呢?讓我們一起來期待!

以下是我從NHK FOR SCHOOL中擷取的有關細胞分裂、植物的生殖 的影片,尚未發揮「使用說明」的功能(找個時間來錄使用說明好了),不過是零件介紹罷了,目標是---吸引高手來認養、開發新食譜!

NHK FOR SCHOOL資源整裡

細胞分裂----

(竟然沒有減數分裂!!!不曉得放在哪裡?大家幫忙找一找)

1. 植物細胞分裂(體細胞分裂)顯微活細胞攝影和圖示對照

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301485_00000

2.動物細胞分裂(蠑螈)顯微活細胞攝影和圖示對照

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301486_00000

3. 細胞分裂與染色体,(以海膽的受精卵分裂為觀察對象)

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005401550_00000

4.介紹染色體的動畫---

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301487_00000

5.根的生長---生長點的細胞分裂(在根上做記號的方法很神奇,有誰知道那是怎麼做的?),我上細胞分裂就是用根尖細胞分裂圖讓學生熟悉染色體的樣子及變化!

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005301484_00000

6.蠑螈的受精卵發育

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005401532_00000

7.斑馬魚的受精卵發育.生殖行為的播放清單---這是台師大呂國棟教授團隊做的教材,很棒喔!!

http://www.youtube.com/playlist?list=PLrRpwU0yJA0tKl8TpF-WN-QtDe7dTW_4H

8.這裡面(資料夾)也有一些…..

植物的有性生殖---

日本的生物科植物學的比例比台灣高很多,內容也比台灣深入,值得參考:

1. 從花的構造/傳粉/受精到果實種子的發育....很完整!!

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005403234_00000

2. 日本很重視"在地"教材喔,而且和社會科結合---幾乎所有教材最後都有連結---生物產業!!!如這個介紹福島縣的小黃瓜

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005402160_00000

3. 風媒花蟲媒花---

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005401558_00000

4. 單性花---

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005300404_00000

5.受粉與否的差別---

http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005300407_00000

6."米"是怎麼來的?看了就知道為什麼說----胚乳 http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005401037_00000

7.朝顏花(牽牛花)的一生---種子萌發-成長-開花-結果 http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005300001_00000

8.每天吃米但你知道稻子是怎麼授粉的嗎? http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005402531_00000

9.蘋果花的授粉---這個素材在上生殖的時候你會拿來怎麼使用呢? http://www2.nhk.or.jp/school/movie/clip.cgi?das_id=D0005401328_00000