2011年9月29日

如何修改傳統的實驗活動變成探究型的活動

最近讀了一本"如何透過探究教高中生科學"(Teaching High School Science Through Inquiry),裡頭有一章講到怎麼修改傳統的食譜式實驗課程,使其變得更加探究式。食譜式的實驗課程就是課本裡的那些實驗課程,把實驗目的、材料方法、過程都寫得好好的,紀錄的表格也都設計得好好的,只要按步就章去進行就好了。

傳統的實驗活動並不是不好,它的確有很多好處,只是我們可以再多一些修改,就能夠讓它更以學生為中心、更具有探究的性質。修改的方向介紹如下:


Do a Prelab Assessment
實驗前,先進行學生的評量

在開始進行實驗室活動之前,對這個主題或概念的了解程度,探究導向的教師會希望了解學生對這個主題或概念的先備知識。經過了解之後,教師會知道學生的質樸概念和迷思概念,這會有助於教師修改實驗的內容,以符合學生的先備經驗。

我的想法:例如在進行顯微鏡教學活動前,可以先調查學生在小學時是否學過顯微鏡,看過哪些材料。


Do the Lab First
在章節教學活動進行前,先進行實驗室活動

一般的教科書編排,都是將實驗室的活動,編排在章節的最後。在學生了解學科概念之後,再進行實驗室活動,以進行驗證。其實教師可以挑選適合的實驗室活動,在"正課"前進行。


我的想法:就像是顯微鏡觀察細胞的活動,通常的作法都是教完細胞之後,再進行這項活動,用來驗證"細胞"的教學,不過這其實是可以修改成,先進行這個活動,讓學生先看過細胞,看過細胞膜、質、核等,再進入教學活動,讓學生在學習這個概念的時候,是已經具備'細胞"的基本概念的。

另外,像是芹菜吸水的實驗,通常也都是在教完蒸散作用之後才進行這個活動。不過這個活動應該可以改成在之前來作,也利用這個活動帶來的經驗進行教學。


Revise the Question Section
修改"章前問題"

如果教科書的活動,在剛開始的時候,提供了一個預設的問題讓學生回答,那麼就將它移除吧。教師可以修改成演示一個"discrepant event",讓學生觀察。讓學生從這裡頭去想問題來研究。提供提示和探索,引領學生去思考原先設計的那個問題。透過這些問題,學生的探索才能夠更個人化和有意義。

我的想法:我本來不知道discrepant event 是什麼意思,不過查了一些這個用詞的案例活動。原來就是一些容易跟"原先想法不同的活動"。例如,杯子上放一張名片,名片上放一個錢幣,在沒有"慣性概念"的情況下,應該會以為名片彈走之後,硬幣會跟著走。或是兩個同樣的氣球,一個灌少少氣,一個灌多一點氣,兩個用管子接起來,會發生什麼事情。生物課程裡有這種discrepant event嗎?植物讓水往上流(蒸散作用)這個不曉得可不可以?


Revise the Materials Section
修改"材料"

教科書裡的實驗所需材料都寫得很完備,不過教師可以試著把這些材料和工具寫在另外一張紙上,然後在其中再多加一些無關的材料,讓學生找出到底哪些是多餘的。或是相反地,可以把這些東西刪減一些,例如本來有8項,就把它刪減成4項,讓學生找出還缺少什麼。

Remove the Safety Rules
移除實驗安全守則

無論實驗步驟是不是學生自己設計,教師可以讓學生自己寫實驗安全守則。例如用試管加熱物質的課程,就讓學生自己寫該注意什麼事情。由學生自己提出的安全守則,比起教師或課本的規定,更易被學生遵守。

我的想法:國中生物的實驗室活動,最危險的大概就是酒精加熱的活動,我可以讓學生在這個實驗裡先想好要注意什麼安全吧。


Revise the Procedure Section
修改實驗步驟

這個部份是修改傳統實驗活動最關鍵的部份,雖然教科書的步驟寫得很完整,不過我們可以把實驗步驟作以下三種變更方式,讓傳統的實驗室活動更以學生為中心。

第一:把這些步驟一條一條剪下或是亂排,讓學生自己去排出有邏輯的實驗步驟
第二:在這些步驟裡增加一些多餘的程序,讓學生找出來
第三:把實驗步驟刪減部份,讓學生自己寫出來


Add Procedural Errors
增加錯誤的實驗步驟

雖然學生未必能知道正確的實驗步驟,但是他們其實有能力去偵錯,去批判出錯誤的實驗步驟,藉此也能夠完成更為探究導向的實驗活動


Take Away the Data Table or Chart
移除結果的圖表

通常實驗記錄簿上會預先規劃好表格或圖,學生只要把資料填上去就完成了實驗結果紀錄。教師可以把這個部份移除,讓學生自己去規劃要怎麼紀錄這些資料,這個過程可以讓學生去思索資料的相關性,並且去思考如何組織。

Redesign the Result Section
重新設計結果的呈現方式

傳統的教科書實驗,最後會留下空白讓學生寫下一兩句該實驗的摘要。為了增加學生觀察和溝通的技巧,教師可以改成讓學生寫下完整的描述。學生可以描述他們的觀察結果,和假設的相關性為何,進而可以預測如果他們改變其中一個變因,會發生什麼變化。

Add "Going Further "  Question to the End of the Lab
在實驗活動末了,增加可進一步探討的問題

根據現有的實驗活動,讓學生去提出像這樣的問題:"如果....會怎樣"(What if..)和"我想知道...."(I wonder...)。試著去改變實驗裡頭的變因,看看結果會怎樣。例如生物課程的實驗,本來只有研究光照量對植物生長的影響,那麼教師就讓學生去思考如果改變一個變因,那麼會樣?例如設計肥料對生長速率的影響、水質對生長的影響。

透過思考和動手做這些延伸活動,讓學生有機會去探索和延伸自己的想法。