文 / 戴明鳳 清華大學物理系教授 兼 教務處跨領域科學教育中心主任
摘要
清大跨領域科學教育中心自103年成立以來，致力於將科學原理的驗證和實驗，研發一系列「科學行動百寶盒/箱」讓科學學習不僅有深度且易於親近，達到「科學Easy Go! Be Happy!」的目標。
108課綱強調培養學生探究與實作的能力，期待每一位學生在問題的探究思考過程中，能產生對知識探求的興趣，進而活化知識，最終成為終身學習的專業素養能力。對於第一線教師而言，如何教授探究與實作課程，達成新課綱，這點或許讓大部分老師們感覺不知從何下手。清華大學「超前部署」於103年成立清華大學跨領域科學教育中心，透過中心研發教材、課程研習與諮詢服務，目標在於協助K12的老師提升教學專業知能，並有利於資訊科技課程的備課。
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圖1、「運動體軌跡測量實驗x Arduino探究實作」成果海報與教師研習參加教師研習 |
本中心不僅是一個迷你的科學博物館，現場也展示各式各樣、有趣且容易操作的科學教具。自成立以來，在本人的領導之下，團隊成員推動豐富多樣的科普活動，包含在中心舉辦或應學校預約到中心進行科學講座、科學演示與展示、DIY動手做、科學研習……等等。同時，為方便各級學校學生不受限於交通與路途，也接受K12學校邀請到各校辦理科學活動，期待透過科普活動以提高國民科學素養。
為了滿足各級學校學生能充分享受動手實作與探究的樂趣，不必受制於實驗設備與器材，我們的團隊研發多套「科學行動百寶盒/箱」，以日常生活週遭隨手可得的物品作為科學教具，讓學生方便觀察各種科學現象，並解釋科學原理，這些內容包含力、光、電、磁、奈米科技、能源科技、Arduino數位控制等主題。
「科學行動百寶盒/箱」所使用的材料和工具具有物美價廉、易於攜帶、不易損壞的特性，不僅提高活動的便利性與實用化，且大幅提高教學者與學員之間的互動關係，能使科學推廣學習成效更佳良好，所以，受到各縣市各級學校師生和辦理科學活動的民間基金會的青睞，前來觀摩或借用的單位逐年增加，達到「科學Easy Go! Be Happy!」的目標。
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圖2、本中心研發之科學行動百寶箱具便利性與實用化 |
為了引起K12學生對STEM科技的興趣，培養下一世代的科技人才，本團隊結合電子、電路、數位科技等機電整合概念，開發一系列課程，如：溫溼度與空氣品質自動監測器、智慧車輛、結合聲光的炫彩電子琴等，讓學生能運用數位互動科技，解決日常生活中的各種問題，以培養孩子動手做的能力，成為小小創客家。
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| 圖3、數位自動控制套件或成品與STEAM 教具 |
圖4、炫彩鋼琴 |
本團隊除了自行研發模組化、實用性的DIY教具，精緻化並進行實驗教具的美觀設計，還搭配學習單、完整操作說明且配合相關科學知識的講解說明書，同時，錄製科學實驗影片在youtube影音平台播出，期望操作者能夠自主完成整套的實驗活動，並提供一個可以檢視自身學習成果的評鑑方式，希望透過專為國人設計的教具與教學活動，達到全國性不分地區、不分時間的大規模科普推廣。
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