從閱讀進行探究的例子-演化

上一篇寫到用閱讀科學新聞來進行探究的方式,這篇來講其他的例子。

我在《inquiry and the national science education standards a guide for teaching and learning》p.15-16看到了,Joseph Schwab提出的四種探究的進行方式。前三種是關於進行實驗的方式,留待以後再說,我先寫第四種提到的「探究中的探究」(enquiry into enquiry)。

Schwab 提出的作法是,教師提供給學生的是科學研究的讀物和報告。學生就其中的細節進行討論,例如研究的問題、收集的數據、所用技術的作用、對於數據的解釋以及科學家在研究中得到的結論。學生閱讀的材料包括各種可能的解釋、不同或是相矛盾的實驗資料、對研究即使用證據所依賴的不同假設、進行辯論的辨詞以及科學探究中的其他問題。透過這種方式,學生認識到科學知識的構成,以及科學知識是如何獲得的。

書裡也提到這種教法的實例:某高中生物老師在教演化時,幾次課堂的討論和探究的問題都是鎖定在導致生物適應的因素,而這個問題所涉及的科學思想有一段有趣的發展史。所以教師就決定用這個機會發展學生對於科學探究工作的理解,而評量教學的效果則是看學生是否能說出在科學發展的邏輯推理、證據、批評和修正的作用。

他選擇了兩本書,一本是達爾文的《物種原始》,另一本是強納森.溫納的《雀喙之謎》。這兩本都包含了對加拉巴哥群島上生物的調查報告,只是兩者相差百年。

閱讀這兩本書之後,學生們需要討論回答下列問題:

  • 是什麼原因引起科學家過去和現在都對島上的雀類進行調查研究?
  • 這些研究的差異和共同點在哪裡?
  • 源於調查研究的科學解釋是否在邏輯上前後一致?是否有事實依據?
  • 解釋是否公開並接受質疑和審查?
  • 是否建立在其他實驗發現的基礎上?


在閱讀和討論之後,老師讓學生分組準備一個「探究在科學中扮演的角色」 的報告。

整個活動包括了:

  1. 讓學生研究具有科學性的問題
  2. 討論在建立科學解釋的過程中,證據的重要地位
  3. 將那些科學的解釋和現有的科學知識做連結。
  4. 交流對於科學探究的理解。


雖然這個科學閱讀的活動和做實驗為主的探究不太相同,不過它其實也包含了課室探究的5個基本特徵:學生從事科學性問題的探究、學生根據問題來蒐集有關的證據、學生由證據形成解釋、學生將證據連結到科學知識、學生為他們的解釋做交流和辯護。


我把這五個特徵簡述成問題、證據、解釋、連結和溝通,其實探究教學不一定會把五個特徵都做滿。都做滿的話,就像是學生完全獨立做專題,問題自己發現、實驗自己設計...,一切都自行完成,學生參與的程度很多,而教師的指導比較少。不過這種探究比較難啦,比較容易做到的探究教學,還是要有不少的指導。

以提出問題來說,這可以是學生自己提出,或是學生被引導而提出,也可以是教師指定。而提出證據也可是學生自己決定哪些可以當證據,決定怎麼蒐集,也可能是老師直接提供數據。在這五項特徵中,會有或多或少的程度差別。詳情可以看看下面這張表
摘自洪振方老師《探究式教學的歷史回顧與創造性探究模式之初探》


我覺得如果要圖解探究,可以把探究的5點特徵,以學生出力的程度來評點,學生愈主導,點數就愈高。以上面講的那個讀物種原始和雀喙之謎的探究活動來說,它可能就有點像下面這樣的圖,雖然問題是老師提出的,可是證據、解釋、和科學知識的連結等,比較多是學生發揮。


當然也可能是每個特徵都只拿到一點,就像是課本的探討活動那樣。或是全滿,像是完全獨立研究那樣。

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