「能源生態教學」在「自然與生活科技」課程中之運用

余秀琴

台北縣永和市秀朗國小教師

摘     要

二十一世紀人文區位學與自然科學並重的理念形成之後，人類科學和技術不斷的進步與創新，人文科學與人際關係的發展都是人類創造力的具體表現，Torrance和Goff（引自鄭英耀、王文中，民89）指出創造力係〝學習如何學習〞與有效因應變遷和未來之新教育過程的一個核心。而事實上培育具有良好思考力與創造力之國民，素為中西方教育的目標之一。（鄭英耀、王文中，民89）因此，身為現代教師不能不跟著時代潮流而知變、應變、御變（陳龍安，民89）。

九年一貫新課程已於九十年度開始實施，這一結構性的教育政策改革，目的在於幫助每一個國民都能在民主化、多元化、國際化、科技化、人性化的社會中發揮潛能及有尊嚴的成長生活。尤其是國民教育階段的科學課程，如何從「新科學教師」的角色中，培養未來的國民具有科學知識與素養就顯得特別的重要了。

因應「九年一貫課程」需要，依其年級階段性的發展，「自然與生活科技」

分成四個學習階段：〈一〉一至二年級：「生活課程」是「社會」、「藝術與人文

」、「自然與生活科技」等領域的總和，相當於從前的「常識」，重點在於提供兒童「新經驗」與「舊經驗」互相連結的機會。〈二〉三到四年級：從「主題探索

」遊戲活動中提升至個人或小組的「專題報告」。〈三〉五至六年級：從「主題探索」至小組的討論或至小組的「獨立研究」。〈四〉七到九年級：注重知識、

價值本質、技能、態度行動等層面的反省性學習階段。四階段的重點都在於學科之間的統整性與創新性、思考性、持續性。

 

由於課程的鬆綁，教學者能有較大的自主能力與彈性，相對的也更考驗著教學者的自主能力與科學素養。那麼如何以「能源開發教學」應用於九年一貫新課程中呢？筆者多年浸淫科學領域的世界裡，曾努力的思考與改進，發覺教師若能透過縝密的課程設計，以及課堂中良好的引導與啟發，可奠定學生未來科學興趣，並從實驗操作中，思考解決問題的深厚基礎。身為一個教學者不應只是教學的機器人，每個老師都希望學生從自己的課程中，有效的吸收到實用的知識，用心的老師，不斷更新教材與教法，以提昇學習效果。在小學的「自然與生活科技」中，「新科學教師」應隨著時代的進步與改變，勇於面對與嚐試。筆者以多年指導學生累積的經驗及現今在教學上編擬課程教學計畫與實施教學的心得，提出供教育同仁做為參考。

 

九年一貫課程強調合科、統整化的教學模式，而「自然與生活科技」活動設計內容可包羅萬象，範圍廣大，有時令人難以捉摸，但課程的結構，不外以配合兒童身心發展解決生活上的問題為主題，未來學為輔，再參考各國的教材架構，依據周遭環境與文化風貌可分成「生命科學」、「地球環境」、「自然生態保育」、「物質與能量」、「資訊科技」等五大領域。而科學課程的目標應和國民教育階段課程總目標一致，都在於實現或達成「人與自己」、「人與社會」、「人與自然」發展出來的學生，具有創造性、責任感、和信心的基本能力。

 

近年來，節約能源教育普及，但是仍然未能徹底落實於生活中，如何培養學生未來成為「具有良好環境行為的公民」，是當前環境教育的實施要點。「能源教育」是環境教育中的一環，筆者在「自然與生活科技」活動中，教學內容包括「自然生態保育」，強調萬物互利共生，人類為萬物之靈，在物種當中應有維護平衡萬物之重責大任才是；地球資源有限，如何節約與運用？甚至開發利用都是新世紀應重視的問題；因此筆者以「太陽能車」、「太陽能水耕法」、「太陽能組合屋」做為主要教學題材，瞭解「太陽能」在自然界中的地位與角色、終結環境污染、能源和人類間之關係，進而培養關愛生態環境的情操。

 

為引導學生透過生活中的實際運用把堆積的知識整理出來、用出來，「追逐陽光」課程的活動學習單係由授課教師參考相關資料自編教材。在課程設計方面，分為「活動內容」、「活動過程」、「學習策略」、「活動結果」、「情意課程」等五層面，依據每位學者的理論重點，教學者自行設計編寫出「多重模式」的教學活動：（1）活動內容：採Renzulli的三合充實模式。（2）活動過程：採Parnes的創造性問題解決模式。（3）學習策略：採Noddings的小組問題解決學習策略。（4）活動結果：採Taylor的多元才能發展模式。（5）情意課程：採Gardner的多元智慧理論。

 

此次課程適用的教學活動時間為期一年，試教的對象為國小高年級之學生，第一階段共有七個學習活動與實驗問題（以「追逐陽光-太陽能動力車的探討」為例），總計十二節課（共480分鐘）。第二階段共有十個學習活動與實驗問題（以「美麗的空中花園─太陽能水耕植物的探討」為例），總計二十節課（共800分鐘）。第三階段為太陽能組合屋全校研習活動，並將學生的獨立研究報告成果展示宣導，總計二十節課（共800分鐘）。

 

此課程之內容依據Renzulli的三合充實模式，設計長期性的學習活動，包括「一般探索－太陽能動力車探索活動」、「團體訓練－太陽能水耕植物生態實驗操作活動」、「獨立研究－太陽能組合屋及獨立研究成果展示研習活動」等三個階段的主題進行教學，茲將各階段實施要點說明如下：

（一）一般探索－太陽能動力車探索活動：此階段讓學生從能源危機與生態開始進行探索、問卷與體驗，並藉著親子活動（拜訪專家查叔叔並研習、參加太陽能車比賽），以激發其日後進行獨立研究之學習興趣與思考能力。

（二）團體訓練－太陽能水耕植物實驗操作活動：此階段的學習重點，包括：1.蒐集專書研讀，栽重工具的準備與培育植物方法的研究。2.欣賞植物幻燈片、科學精密畫及學習光學顯微鏡的操作方法。以上設計之學習活動主要是為了奠定學生下學期進行獨立研究之基礎能力。

 

（三）獨立研究－太陽能組合屋及獨立研究成果展示研習活動：此階段將選修課程的學生分成七組，各組自訂一個與「能源生態」有關的的獨立研究主題，其中第七組針對「太陽能動力車」的製作過程和創造，進行七項實驗活動。獨立研究主要在培養學生實驗操作、解決問題、節約並開發能源之能力與情懷。

此次設計「太陽能源」生態教學活動的主要目的有五：（一）培養自然科學學習的動力。（二）營造學習方法的學習情境。（三）創造理解的教學。（四）培養學生成為知識的生產者（五）藉由集體的溝通分享，建立關懷「能源生態」終結環境污染的情懷。在教學評量方面，包括：（一）「觀察性評量」：評量實驗操作活動時的完整性、創造性、精密性、整潔性等多元評量方式。（二）「實作評量」：評量小組參與互動、討論發表、資料蒐集、研究態度、對自然生態的認知理念和關懷實踐等具體行為。（三）「卷宗評量」：完成一學年的獨立研究報告說明書，及成果展示版面的製作，並將多份活動學習單、校外教學活動手冊，依課程進度表彙集成一完整性檔案資料，讓學生學習瞭解自己整個學習過程的思考歷程和發展水準等。

 

有鑑於新課程發展的重要性，以及教學者對自然科學教學的相關課程感興趣，故教學者認為採用「統整化」、「協同教學」的設計方式，對應「語文」、「健康與體育」、「藝術與人文」、「數學」、「社會」、「綜合活動」、「自然與生活科技」等各個能力指標，使其相互融合，透過有系統的課程規畫與實施，而發展十大基本能力以人文、自然與科技進行探索、觀察、實驗操作、創作發明活動及戶外獨立研究二者並重的綜合性課程教育發展計畫，更能提供學生自主適性的環境與創造思考及問題解決的機會。

 

教學者彙整此次課程之教學計畫與活動記錄之後，就試教期間所獲得的成果、感想與建議，提出幾點淺見，供相關單位及未來研究之參考：

1.學生認為，這學期的課程使他們對「能源生態」有了嶄新的認識與體驗，此外，教師安排的學習活動充滿趣味感，因此多數的學生對於這次教師設計的學習活動表示相當滿意。

2.本班家長覺得老師們克盡心力安排整學期課程，將課堂學習、學生經驗與生態環境三者結合，讓學生從真實的學習情境獲得重要的知識，他們非常贊同老師實施這種課程。

3.本課程實施期間，發現學生於初期缺少凝聚力、向心力、耐力及學習意願，故教學者常與學生定期座談，讓學生理解學習過程，並覺得學習有意義且樂於接受挑戰。

4.學生在進行獨立研究中，常因不懂研究方法而茫無頭緒，選定之主題雖有興趣，也有動機去完成，但仍可能因為缺乏指導而功虧一簣，因此需邀請熱心家長及專業老師前來協助指導。

5.教師應在教材的編選、教學法及評量各方面配合之下，讓學習者「由實做中學習」，及「以小組進行活動、個人負責」的學習活動方式，達到「理解」的學習。如此一來，以「學生主體」的教學理念才不會成為空談。

6.「能源生態」的課程活動設計，在於引發學生對能源危機的認識與應對為維護大自然的使命感，因此，希望學生從小就能參與體驗，人與有限的資源環境相偕共存的自然道理，提升學生參與轉換與開發能源工作的意願。

7.長期的研究與探索、實驗，難免有推動的困難，例如經費來源缺乏、分散在各班的學生整合不易，所以教學者應積極的會同行政人員與原班導師的支援，促使教學工作順利推展。

 

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關鍵詞：能源生態教學、實驗操作、統整合科教學、創造力、獨立研究