【臺灣教育部 - 新聞資訊】以探究式學習重新塑造科學教育的成功典範 2013年10月20日 09時訊
維吉尼亞州新港新聞公立學校(Newport News Public Schools 簡稱NNPS)的中學科學學科採用以探究式(inquiry-based)為基礎的學習成效顯著,最近引起各方矚目。何以探究式學習有強化學習的功效,一直是大家討論的重點,如今有NNPS成功的範例出現,也就是最好的說明了。
走進NNPS初高中的科學課堂,會發現學生不是面對著教師在聽課,而是一小組一小組的人圍聚一起,正在設計他們自己的實驗,或測試由PASCO廠商提供的科學實驗儀器和設備。他們也許正準備測量植物在不同光線下釋出二氧化碳的含量,或者附近水池里水質的含菌量等,這也是科學世界里最實際的方式,直接動手實驗找出結果來。以這種方式來學習,成果是非常驚人的,NNPS五所高中的州標準測試,在科學方面成績進步率從5個百分點到19個百分點不等。
NNPS轄區總共有3萬多名學生,鄰近許多航太、造船和國防大工業區,為了適應當地的生態,NNPS在2010年時將聯邦激勵STEM(Science, Technology, Engineering and Mathematics)教育的獎助金1,200萬美元拿來重新設計科學實驗室,添購實驗設備和儀器,并重新改寫6年級到12年級的科學課程大綱,率先摒除由教師先授課、然后學生再來做實驗證明的傳統式科學教學方式,全面轉換成與傳統方式正巧反轉過來的探究式學習,也就是不先經過講解過程,直接就下手以實驗來證明。
探究式學習過程,首先由課程設計專家分別列出每一年級不同的探討主題,例如7年級生物課的生命過程中設計的主題就類似心臟搏動最佳功率為何等。所有疑問的答案,事先不予以說明,完全交由學生以觀察、收集數據、動手實驗等方式自行找出來。學生必須學會自行設計他們的調查研究報告,為了幫助學生,NNPS為此還特別動用STEM獎助金購買PASCO廠商出產的SPARK科學學習系統,這種掌上型電腦儀表的感測器除了溫度和電壓的感應外,還有測試磁性、力學、光線、放射線、土壤的含量及生理機能等多項功能的選擇,是專門蒐集分析資訊的好幫手,同時還預先植入60個標準課程大綱內的實驗,鼓勵學生思考并充分運用蒐集來的資訊解決各類疑難雜癥。
在引進新科技儀器設備等來輔助科學教育前,NNPS曾送教師去加州PASCO廠商的大本營受訓,除了學會使用這些先進的儀器和設備外,也學習如何將之融入課程結合為一體。種子教師結訓后,回到學校再將所學教給其他老師,系統化的完整教師訓練也是NNPS之所以成功的原因之一。其次,為了配合科學教學方式的更新,NNPS也將教師評定方法重新修訂過,除了每年學生測驗成績進步為指標外,學生對疑難問題解決、質疑思考及科學論證的能力皆列入教師的考核中。
【臺灣教育部 - 新聞資訊】以探究式學習重新塑造科學教育的成功典範探究式學習用在科學學科上,除了呈現成績明顯進步的事實外,也反映出學生對科學概念和原則能更深入的理解。從觀察、領悟、分析、反應、建構等一系列動手作實驗的方式,才能真正的充實自己的知識寶庫,同時也增強了疑難解決及質疑思考的能力。電腦科學儀器也發揮功能,協助他們更易掌握科學的精髓,三分之二的學生表示,他們喜歡上科學課時有先進的電腦科學儀器等配備供使用。至于教師的反應,普遍認為這種嶄新的學習方式讓學生能主動討論并提出更深一層的科學問題來,且非常熱衷參與實驗工作,繳交更多更有內容的實驗報告出來。
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