光武科資班是國內少數以自然科學為主的資優班。本資優班的課程規劃與經營,在於期許資優班的學生透過學習,對生活有熱情、有領導力、有國際視野及創新的能力,且願意承擔責任。我們認為,學生的創新能力奠基於具備定義問題、分析與討論問題,並能提供問題解決策略。學生在本校科資班就讀的三年裡,我們從下列三個面向培養學生面對未來的能力:(一)課室內的探究式教學:透過科學家發現問題、解決問題的學習歷程,引導學生學習發現問題,進而尋求解決問題的策略及方法。(二)戶外的探索課程:透過戶外團體活動,培養學生人際互動、溝通、協調、合作及領導的能力。(三)辦理科學營分享研究成果:科學營課程為目標導向的專題探究課程,學生透過課程設計,經歷如何確定問題,並提出有效執行策略,以完成課程設計及分享。茲以實際執行的案例說明上述三個面向。
(一)課室內的探究式教學:自然科學的教學內容,本為科學家透過科學探究歷程所發現的結果。因此,若能讓孩子透過學習,經歷科學家發現問題、解決問題的學習歷程,以進行自然科學學習,最能符合自然科學的學習精神。然而,國中階段的自然科學學習,長久以來受限於實驗室測量工具準確度的不穩定,使得學生對實驗數據的收斂討論難度極高。
近年來,隨著各式感測器的研發,使得課室內的自然科學探究式教學成效提高許多。本校科資班善用現代科技發展的成果,引導學生設計光敏電阻計時器,並運用於實驗以精確實驗結果。以單擺實驗為例,昔日運用傳統的碼錶進行計時,其結果很難讓課堂實驗有完整的收斂討論;但,隨著數位計時器的研發成功,學生自製光敏電阻計時器,卻能讓教學成效明顯提升。未來,數位感測器的發展與應用,將讓自然科學的課程與教學有嶄新的面貌。
圖一是透過課程,由學生自製的光敏電阻計時器,比對圖二及圖三兩種計時器的實驗結果。
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光敏計時器(圖一) |
碼錶實驗結果(圖二) |
光敏計時器實驗結果(圖三) |
(二)戶外的探索課程:光武一年有四個主要的戶外探索課程,分別是合歡山生態探索課程、綠島探索課程、溯溪課程和單車環島課程。我們認為,戶外教學場域的自然現象,乃自然界由許多環境變因所造就的結果,因此,戶外場域環境很適合學生發現問題,可經營的探究課程也更加多元。我們也發現,科資班學生透過探索活動常能發現許多問題,其問題大致可分為兩類,其一是來自自然環境現象觀察所產出自然科學類的議題,其二為活動過程中人與人互動所衍生的生活中的問題。對於學生參與課程所發現的問題,若能經由教學的引導,協助孩子以科學的方式思考、分析討論,對於培養學生問題解決的能力,將有不錯的成效。
(三)辦理科學營分享研究成果:本校科資班的學生歷經國一、國二的專題課程之後,其專題研究成果除了透過科展比賽發表或是資優班學習成果發表之外,我們會引導學生將研究成果轉化成科學營的教學設計,與鄰近學校的學生分享,或是利用暑期單車環島與其他縣市的學生進行交流。以本校第12屆科資班為例,孩子將專題作品轉化後,籌辦科學營,帶領對自然科學有興趣的龍山國小同學一起學習;在國三暑假,將專題轉化後的科學營課程,與香港的中學進行國際交流。藉著與國小學生或是與年紀相仿的外國學生的交流,本校科資班的學生不僅分享自己的專題研究成果,也透過營隊的運作與課程交換,體驗不同學習環境的刺激,擴展學習視野。
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光武-龍山科學營 |
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STEM科學營-超音波車 |
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香港交流活動-超音波車 |
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