2012年11月28日

生物專題指導經驗分享

上週五去竹女講了分享了「生物專題教室: 生物科專題指導經驗分享」,雖然只是簡單分享2小時,不過還是花了很多時間在挖Blog,既然時間都花了,倒不如用文字紀錄吧。


我不太喜歡把專題和科展兩個混用,因為專題研究和科展是有些差異的,專題研究是針對一個科學議題進行深入的研究,而科展是拿這個研究成果拿去參加的比賽,就好像男女交往和結婚兩個有點關係,但是並不相同。交往不一定要結婚,而結婚通常得先有交往(不過也有沒交往的),要作以結婚為前提的交往也是有啦,不過那就和單純的交往不同了。

我和專題/科展的關係是從國中的時候就開始了,不過坦白說從頭到尾我的參與度非常低,沒作實驗設計,也沒做報告,完全恍神的國中生。後來到了大學時,教授因為困擾於常有畢業當老師的學生跑回來問科展怎麼做,所以就在植生實驗裡安排了一個活動,讓學生們自己分組設計完成實驗,自己先學會做專題,以後再教人做專題。不過那時候我反正就當生產線的工人,同學告訴我怎麼做,我就怎麼做,所以有沒有學到怎麼指導科展呢?顯然是沒有,因為當我開始當實習老師時,還是遇上了不少大挫折。

很多學校都有「給菜鳥機會」的默契,反正實習老師或新進老師進來,就叫他帶科展,也不管人家有沒有經驗。其實我覺得比較適當的作法,應該是老鳥要帶著菜鳥走一遍,不然永遠都會讓新人跌跌撞撞。

過去悽慘的經驗不算是這篇的重點,在此跳過不談,我想講的是怎麼在課程中訓練專題研究與探究的能力。在這學校裡,我隔ㄧ年或兩年就會帶一屆資優班,每年面對普通班學生和資優班學生,我思考著資優班學生該怎麼訓練探究,普通班學生又怎麼訓練,有時間嗎?後來我從幾年的經驗中逐漸理出頭緒。




一般課程裡訓練探究能力

以往我帶資優班的學生時,七年級我會在專題課程中教很多加深加廣的知識,等到八年級時開始分組進行專題研究,但我那時候發現,如果等到八年級實際做專題時,再來訓練他們怎麼觀察,怎麼做實驗設計,或是實驗統計或是分析製作圖表,那真的太慢,而且也沒那個機會可以全班都教,頂多我只能教幾個跟我一起做專題的學生。

後來我改變進程,七年級的專題課程中,我除了加深加廣的東西外,我還會加入科學探究能力的訓練,而這樣的訓練也會在一般課程中出現,這樣一來他們到八年級進行專題時,才有足夠的能力去設計與分析。而那些能在一般課程執行的科學探究訓練,我也會在普通班學生中進行,所以並不是只有資優班才有能力和時間能這麼做。普通班和資優班的差異,只有在執行的程度和時間。

探究能力的基礎之一在於批判性思考,講現實的,科學探究和批判性思考有沒有需要教?其實要耶,在九年一貫的課程綱要或是高中課程綱要裡,統統有寫老師要培養學生的探究能力和讓學生培養批判性思考的能力,可是在過度重視課程知識的學校課程中,這些通通被歸為不重要,但我覺得這才是真的帶著走的能力啊。在這個雜七雜八的Blog裡,我就紀錄了很多怎麼訓練學生探究的課程,以下就慢慢翻一些案例出來。





觀察與提問
首先,得要有觀察和提問的能力,學生得要能批判性思考,這個部份我就稱「開天眼」吧,目的要讓學生在不疑處有疑。

這可以用awareness test影片讓學生「有感」,很多資訊出現在眼前,但是我們硬是會忽略(awareness test是什麼,請上youtube查一下,這邊要賣關子)。然後在課程中盡可能加入各種找碴的機會,例如我會在維管束課程講那個該死的猴子臉事件,營養的課程裡,放一些有Bug的廣告,讓學生明察秋毫,從原本什麼都相信的13歲靈長類,變成會懷疑的小靈長類。



而觀察的能力,可以從許多校園觀察的課程開始,而提問可以從科學方法時就開始,或是許多課程中,有機會讓學生開口就能訓練。






修改課本實驗與活動紀錄

接下來許多的探究能力都可以從修改課本實驗開始做起,幾年前我就看活動記錄本很不順眼了,特別是那個問題與討論。比方說,蛋的觀察那個活動,裡頭就有個問題是問「試推測蛋的哪裡可以發育成小雞」,你們真的相信學生光是看個蛋黃、小白點就會想到「喔,就是小白點變成小雞的啊」,那些答案我們心知肚明,一定是抄在黑板上叫學生照樣抄的啊。真的要能推測出這樣的過程,你得提供學生整個卵發育成胚胎的圖片或影片才行啊。

我在教學上對於活動紀錄本的應用一直在變,最早以前,我會在實驗課結束前,在黑板寫上那些答案,學生做完實驗就邊抄黑板,更誇張的是,為了趕課就在黑板上寫好所有的答案,學生一進實驗室就先把答案抄完再開始做實驗。後來我開始有些改變,不一定會在黑板寫答案,盡可能讓學生自己寫,不過有時還是會寫參考答案給低成就的學生抄。

如果我們只把活動紀錄當作是為了作業抽查而做的事,那我們就會錯失很多訓練學生探究能力的機會。現在我已經捨棄活動記錄本,改由筆記本來做這些事,不過這是很極端的作法,沒有練過不要隨便試,而且說不定會被家長抗議,長官約談。

在還沒捨棄活動記錄本之前,有什麼折衷的方式可以藉由活動記錄本來訓練探究呢?最簡單的原則就是,你想訓練什麼,就拔掉什麼。像是把既有的活動結果改成科學短文寫作,既能完成原有目的,也能看出學生迷思或觀察所得,或是把顯微鏡構造的填圖題變成一個設計顯微鏡的開放式問題。




實驗設計

而實驗設計的部份,除了從一開始的科學方法課程中讓學生實作外,更重要的是分享發表與修正自己的實驗。當天眼已經開了之後,也可以開始找課本實驗的碴或是科學節目的碴。當然除了找碴外,透過專家的實驗還可以學到實驗該怎麼設計,像是對照組實驗組的設計,樣本重複的概念等。在大家都會拿來當寒假作業的營養器官繁殖,也可以拿來實作實驗設計。此外,綠豆向光性的實驗,更是簡單能進行試驗的材料。我同事季瑾也作過讓學生先設計養分和酵素的實驗,然後再來實作驗證。

像這些課程是確實可以在普通班中執行的,差別只是老師願不願意改變罷了。



標題與摘要
接著談到專題研究最後會做的下標題與摘要,這兩件事非常重要,關係到作品的可見度。但是最常發生的事是,學生花了好幾個月好不容易完成的實驗,紙本報告也即將完成前,面對標題和摘要卻只花了十分鐘不到的時間,標題隨便定,摘要直接複製實驗目的或動機。標題沒有標題的功能,只會裝可愛,我之前收集生物科展總匯時,就對這件事深惡痛絕,什麼爸爸請你也保重這樣的題目也出現。

老師氣半天是沒用的,這點得讓學生有感覺才行,所以我就會讓學生做一個活動是找最近三年的中學科展作品,評析作品的標題和摘要適切性,找一個最爛的,幫它重新下標和寫標題。這樣的活動,除了幾個學生把原本還不錯的標題改得更爛之外,大部分的都至少有評析能力能判斷什麼叫好標題和好摘要。



圖表製作
一件專題作品除了面貌姣好之外(標題、摘要),內在也要充實,我在科展看板會場逛的時候,常常感嘆,明明一件作品就很不錯,看得出來有花時間心思去設計實驗,可是重點結果的呈現卻是一場災難。原始資料也放進去,圖表也混用,還硬是要用彩色立體圖去呈現。這部份真的需要好好教,同樣的要先教怎麼賞析,做資訊視覺化,這個可以先用氣象報告廣告來作引子。然後我作過一個簡報檔,講的就是圖表製作原則與技巧


口頭發表訓練
再來講的是口頭發表的訓練,要讓學生台風穩健,一定要有多次的訓練才行,這篇「專題訓練-口頭報告」就是講這部份。




題目發想
題目的部份,雖然我自己很會胡思亂想,但是我不喜歡直接告訴學生「來,你就做這個題目吧」。我喜歡讓學生自己發想題目,然後我再把我的想法提出一起討論,找出學生有興趣,而我也有能力指導的題目。找題目有很多方法,我訓練學生做過的一種方式就是混搭,這個是什麼呢?到這個科展題目產生器玩一下就知道了。這裡產生的題目要直接做也不是不可能,但是你一定會作些修改,可是怎麼修呢,這就像華盛頓的斧頭一樣。傳說華盛頓砍櫻桃樹的斧頭現在還留在某個博物館,可是那個斧鏽掉了,所以館方就換新的了,後來木頭柄爛掉了,所以也換成新的了,這當然是假的故事,可是我要說的就是,你可以用這些方式再去發想其他有意思的題目出來。

除了自己矇著頭亂想外,也應該看看其他人是怎麼做的,台灣的資料當然要看科展群傑廳,而日本的,可以用理科賞自由研究等關鍵字去找,我以前也寫過一篇日本的科展相關資料 ,要看英文資料就用Science Fair去找,一些實驗設備可以去Instructable找看看。

其實喔,我覺得如果老師跟學生的天眼都開了,基本上題目不是什麼問題,問題是在實驗設計和執行時間上面。這點就得有同儕討論才行,指導老師單打獨鬥實在不是好辦法,像我們學校的老師群就會三不五時討論一下實驗的瓶頸,給一些建議。




實驗紀錄
無論是帶專題或是科展,紀錄本是一定要有的,我作過兩種形式,一種是用網路的Google文件,學生在電腦前找資料,然後現場就用Google文件紀錄,跨時間地域討論。另外就是用紙本的,而紙本有兩種模式,一個是印刷裝訂成冊的空白實驗紀錄冊,另外一種就是拿活頁紙紀錄。

在剛開始進行討論題目和方向的時候,如果學生的網路環境允許,使用Google文件是不錯,因為可以大量蒐集紀錄資料,但是到了開始設計實驗和進行實驗時,還是得用紙本的。我以前沒有要學生紀錄下討論的東西,結果常常發生每次都在講上次已經講過的東西,後來我就耍狠要學生一定要帶本子來紀錄,不然我就不會跟他討論。

而實驗進行的數據紀錄,如果要作圖,也不一定得上電腦作圖,最基本的就是直接拿活頁紙作簡圖,不需要花太多時間,也不會被設備所絆。如果電腦設備允許,也是可以用電腦作圖,但是最好是每次都能把圖片列印下來放在記錄本裡,不然你討論個東西,還得找到電腦來看。

實驗紀錄還有個相當重要的功能,就是拿來當親師聯絡本。家長往往都搞不清楚小孩子花了那麼多時間,到底是做了什麼,所以你可以在記錄本上留個欄位當導師簽名和家長簽名處,如果有留校做實驗,最後再寫個離校時間。




最後要講的就是,到底做專題為的是什麼?其實這點說來有點無奈,因為教育現場的需求就是拿專題報科展,拿大獎拼升學。不過我的目的是放在培養科學素養。畢竟一個國民能有系統地學習科學知識,就是在中小學的階段,小學六年啟蒙,中學六年深耕,不在這時候努力做,要等到什麼時候呢?難道要等到變成人之後,看那些怪力亂神的節目來學科學嗎?











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