透過教學鷹架引導 三年級學生形成科學議題 高雄市復興國小 李素貞 102年3月20日 高雄市102年度國教輔導團辦理十二年國民基本教育精進國中+教學品質計畫-國小組到校諮詢服務 提昇教師科學探究教學能力 透過教學鷹架引導 三年級學生形成科學議題 高雄市復興國小 李素貞 102年3月20日

探究教學設計理念及教材分析 要培養三年級學生形成科學議題的能力比較困 難，透過搭設的教學鷹架 由： 「看到的現象」→「怎麼會這樣」→「自問自答- 會不會是…」→「確認科學議題」→「提出假設」 →「設計驗證」 →「解釋」 本次教學重點：有層次性地引導學生進入觀察及 提出對現象的疑問，一步步引導學生思考提問， 培養學生形成科學議題及提出假設的能力。

學生在提出看到的現象提問過程中，教師要把握機會，引導學生辨認什麼不是「明確性」的科學現象，舉出一兩個問題讓學生小組討論。 探究教學設計理念及教材分析 學生在提出看到的現象提問過程中，教師要把握機會，引導學生辨認什麼不是「明確性」的科學現象，舉出一兩個問題讓學生小組討論。 1.為什麼有些問題無法進一步探究？有些可以，以「能不能量 化」為基準，協助學生了解某些因素無法測量，為什麼無法 測量？由此學生可以學習如何辨識一個問題是不是科學問題。 2.再進行分辨哪些問題只是「知識性的問題」，從書本就可以 找到答案。 3.留下來的是「科學探究的議題」。

教學目標 教學準備 學生能從看到的現象產生疑問，透過自問自答，引導學生思考提問，逐步擬出科學議題，並能提出假設。 學生利用寒假開心學種菜 ，開學後彙整觀察記錄表，瞭解學生先備經驗。

搭設教學鷹架 1.辨識可能的議題 2.分辨科學與非科學的議題 3.分辨知識性的問題 1.留下的科學探究議題，加上 「怎麼會這樣」成為疑問句 使用科學證據解釋現象 搭設教學鷹架 李素貞 2013.3.20修正 形成議題教學過程 科學舉證 看到的 現象 怎麼會 這樣? 自問自答 會不會是? 確認科學議題 提出假設 設計驗證 解釋 教 學 內 容 1.辨識可能的議題 2.分辨科學與非科學的議題 3.分辨知識性的問題 1.留下的科學探究議題，加上 「怎麼會這樣」成為疑問句 2.在科學訊息中發現研究的關鍵 1.思考其中因素 2.辨識因素能不能測量 3.為什麼不能測量? 1.辨識主要特徵 2.了解因素只有一個影響一個結果 3.練習擬出好的科學議題 1.你認為有影響嗎? 2.有什麼樣的影響? 3.心中可能的答案

從各組看到的現象辨識可能的議題 第一組： （1）我發現紅螞蟻和白螞蟻在葉子上爬來爬去。 （2）菜葉有蟲不敢抓。 第二組： 分辨「科學與非科學的議題」 第一組： （1）我發現紅螞蟻和白螞蟻在葉子上爬來爬去。 （2）菜葉有蟲不敢抓。 第二組： （1）有兩株玉米長得很近，卻是裡面最高的。 （2）植物倒下好像在睡覺。 第三組： （1）我的豌豆長得很高，可是綠豆卻很矮。 （2）我看到有蟲在咬植物。 第四組： （1）種的植物被拔了，所以我們回家種。 （2）有很多螞蟻和蟲子。 第五組： （1）我的四季豆會爬上竿子上，捲來捲去。

判斷明確性的科學現象 找出不是明確的科學現象如下： 第一組:菜葉有蟲不敢抓。 第二組:植物倒下好像在睡覺。 第四組:種的植物被拔了，所以我們回家種。

分辨知識性的問題 留下「科學探究的議題」 留下「科學探究的議題」： 第五組:我的四季豆會爬上竿子上，捲來捲去。 分辨知識性的問題 留下「科學探究的議題」 知識性的問題，從書本中就可以找到答案，例如： 第五組:我的四季豆會爬上竿子上，捲來捲去。 留下「科學探究的議題」： 第一組:我發現紅螞蟻和白螞蟻在葉子上爬來爬去。 第二組:有兩株玉米長得很近，卻是裡面最高的。 第三組:我的豌豆長得很高，可是綠豆卻很矮。 第四組:有很多螞蟻和蟲子。 第五組:我看到有蟲在咬植物。

各組將留下來的科學議題加上 「怎麼會這樣？」這句話成為疑問句 第一組:我發現紅螞蟻和白螞蟻在葉子上爬來爬 去，怎麼會這樣？ 第二組:有兩株玉米長得很近，卻是裡面最高的， 怎麼會這樣？ 第三組:我的豌豆長得很高，可是綠豆卻很矮， 第四組:有很多螞蟻和蟲子，怎麼會這樣？ 第五組:我看到有蟲在咬植物，怎麼會這樣？

自問自答 針對「怎麼會這樣？」的問題試著回答，會不會是… 第一組：（1）會不會是有人把果皮放在(土)上面，才會 有甜味讓螞蟻爬在葉子上？ （2）會不會是植物太香了？ 第二組：（1）會不會是這兩株玉米比較強壯呢？ （2）可能是養份太多把螞蟻和白蟻吸引過 來？ （3）會不會是土壤的成分不同呢？ （4）會不會是日照時間比較多呢？ 第三組：（1）會不會是有放肥料，而放的不一樣多？ （2）會不會是別人照顧得比較細心？

自問自答 （4）會不會是陽光太弱了呢？ （5）會不會是它想吸收陽光？ （6）會不會我對它的疼愛比較多呢？ （3）會不會是有人拿到的快發芽了？ （4）會不會是陽光太弱了呢？ （5）會不會是它想吸收陽光？ （6）會不會我對它的疼愛比較多呢？ 第四組：（1）會不會是土裡的土比較溫暖，所以才會 有紅螞蟻和白螞蟻？ （2）會不會蟲找不到食物吃，所以就吃我們 種的菜？ 第五組：（1）會不會是豆類都會這樣捲來捲去？ （2）會不會是沒有支撐點？

辨識好的科學議題 辨認哪個問題無法以科學證據推論答案 辨識好的科學議題 辨認哪個問題無法以科學證據推論答案 當學生們提出「會不會是…」，要引導學生深化「為什麼有些問題無法進一步探究？有些可 以？ 」能不能量化是思考點 。 ◎教師舉出「疼愛」不能量化，它不是科學議題，前面 哪些是無法測量的科學議題，為什麼無法測量? ◎學生舉出不能量化的科學議題如下： （1）會不會是別人照顧的比較細心？ （2）會不會是沒有支撐點？ （3）會不會是植物太香了？ （4）會不會是找不到食物吃，所以吃我們種的菜？

辨識好的科學議題 ◎教師舉出「細心不細心」這個因素無法測量，請問還有哪些因素可以舉出來？ ◎學生回答如下： （1）「香氣」 辨識其中因素能不能測量 ◎教師舉出「細心不細心」這個因素無法測量，請問還有哪些因素可以舉出來？ ◎學生回答如下： （1）「香氣」 （2）「營養不營養」 （3）「肥料」

辨識好的科學議題 ◎教師舉出「培養土的量」、「營養不營養」 這兩個因素的陳述哪個比較清楚？ ◎學生回答如下： （1）培養土量的多少，可以測量出來。 （2）營養這個因素不明確，很難測量出來。 ◎從「培養土的量多少」和「營養不營養」兩者之間的 比較，可以讓學生釐清哪個因素容易測量。

辨識科學議題 針對分組的問題，還有哪些因素是可以測量的？ ◎學生回答如下： （1）會不會是有放培養土，其中一邊放的不一樣多？ （培養土的量） （2）會不會是日照時間比較多呢？（日照時間） （3）會不會是土裡的土比較溫暖？（土壤溫度）

練習擬出科學議題 了解因素只有一個，影響一個結果 ◎教師舉例「為什麼有時長得快，有時長得慢？」 其中有幾個因素會影響植物生長速度？ ◎學生回答：陽光、水量、培養土。 ◎教師確認學生了解這個問題中有多個因素（日照時間、 日照強度、水量等）影響一個結果（植物生長的速 度）。 ◎教師舉出「為什麼有時長得快，有時長得慢？ 」 這個問題可以修改為：「有哪些因素會影響植物的生 長速度？」 ◎因素只有一個時，可以寫成「水量是否影響植物生長 的速度」。

練習擬出科學議題 ◎將一因一果的問題寫的更清楚，例如「澆太多水，根會腐爛。」教師問學生如何修改？ 師生共同修改為「水量的多寡是否會導致植物的根部的腐爛？」 ◎教師舉例：「會不會是澆水的量比較多呢？」，如何擬出好的科學議題？ ◎學生回答如下： 「水量的多少是否會影響生長的速度？」

練習擬出科學議題 ◎各組將前面的問題，練習用一因一果寫得更清楚 第一組：將「如果植物沒晒到太陽是否會影響植物生長 的「速度」？」修改為「日照的時間是否會影 響植物生長的速度？」 第三組：將「營養的量是否影響植物生長的速度、高度 呢？」修改為「培養土的量是否影響植物生長 的速度？」

提出假設 科學舉證 老師提供假設的例子之前，先給學生思考的空間。 ◎教師舉例：「水量的多少是否會影響植物生長的速 提出假設 科學舉證 老師提供假設的例子之前，先給學生思考的空間。 ◎教師舉例：「水量的多少是否會影響植物生長的速 度？」，請問你們認為有影響嗎？ 多數學生舉手認為有影響 ◎如果認為有影響，有什麼影響呢？ 學生回答：「水量少的話，生長速度慢。」 ◎教師提出除了「水量少的話，生長速度慢。」，這是你們心中認為可能的答案以外，還有其他假設嗎？ 學生回答如下：「水量多的話，生長速度快。」 ◎透過教學過程分辨「問題」和「假設」的區別。

練習提出假設 針對每一組的議題，學生練習提出假設。 教師舉例：「日照的時間長短是否會影響植物的生長速度」，請問你們認為有影響嗎？如果認為有影響，有什麼影響呢？ 學生回答：「日照的時間越長，豆子生長的速度越快」。 針對每一組的議題，學生練習提出假設。 各組練習提出假設如下： 第一、二組：日照時間越短，植物生長時間越慢。 第三、五組：培養土越多，植物生長越快。 第四組：培養土越多，螞蟻數量越多。 ※當一個問題形成時，你心裡一定有一個可能的答案，這個可能的答案不一定是對的，科學上稱為「假設」，要再透過實驗驗證假設對不對，接下來就要去設計實驗步驟了。

重新檢視教學鷹架 1.辨識可能的議題 2.分辨科學與非科學的議題 3.分辨知識性的問題 1.留下的科學探究議題，加上 使用科學證據解釋現象 重新檢視教學鷹架 李素貞 2013.3.20修正 形成議題教學過程 科學舉證 看到的 現象 怎麼會 這樣? 自問自答 會不會是? 確認科學議題 提出假設 設計驗證 解釋 教 學 內 容 1.辨識可能的議題 2.分辨科學與非科學的議題 3.分辨知識性的問題 1.留下的科學探究議題，加上 「怎麼會這樣」成為疑問句 2.在科學訊息中發現研究的關鍵 1.思考其中因素 2.辨識因素能不能測量 3.為什麼不能測量? 1.辨識主要特徵 2.了解因素只有一個影響一個結果 3.練習擬出好的科學議題 1.你認為有影響嗎? 2.有什麼樣的影響? 3.心中可能的答案

第二節結束

第三節 探究能力評量如學習單二

【大家來種菜】 問題一 三年級的小朋友利用寒假在家裡學習種菜，他們把看到的現象及問題紀錄下來，開學後帶來和全班同學討論後， 下列哪些問題可以透過科學實驗來證明?(可複選) A.澆水的次數不一樣，蔬菜成長的快慢不一樣? B.葉菜有蟲不敢抓，怎麼辦？ C.植物葉子有螞蟻，是有人把果皮丟在泥土上面嗎?？ D.有太陽的地方和沒太陽的地方，蔬菜長得高度不一樣? E.菜被人拔了，是不是換個地方比較好。 評分：選擇A、D 得滿分 零分-其他答案或者沒有作答 試題說明： 本問題要求學生對科學探究的本質，要有初步的了解，學生必須能辨認哪些不是科學的議題。   試題類型：選擇題 科學能力：形成科學議題能力 知識類別：科學探究(科學本質) 應用範圍：生物 24

你的理由是(請說明)____________________________________________ 問題二 小華想知道泥土的種類會不會影響蔬菜的成長，請你利用以下所提供的實驗器材，設計簡單的實驗加以驗證。   目前，所具備的實驗器材，包括等高度的A盆蔬菜和B盆蔬菜、黏稠性高的A土壤和顆粒較大的B土壤，同時你可以選擇擺放在客廳或陽台，請你規畫你要的實驗條件，格子中有兩個答案以畫圈的方式圈出你的答案，同時請你提出具體的理由。 你的理由是(請說明)____________________________________________ ______________________________________________________________  滿分- 1.學生能選出兩種不同種類的土壤(A、B或B、A)，同時澆水量和擺放位置要相同。 2.學生能描述應選出不同的土壤，而其他的條件(澆水量和擺放位置)要相同方能比較 部分分數-實驗的規劃是對的，但沒有提出解釋。即得1分。 零分- 作答錯誤或者沒有作答者。 試題說明： 由於營養不營養這個因素不明確，很難測量出來，故此答案不列入得分之內，本問題要求學生對科學探究的本質，要有初步的了解，學生必須能舉出科學性的描述。 試題類型：開放式問答題 科學能力：科學舉證能力 知識類別：科學探究(科學本質) 應用範圍：生物 等高度的A盆蔬菜和B盆蔬菜 每次的澆水量(毫升) 蔬菜盆內的土壤種類 蔬菜盆的擺放位置 A盆 (300cc, 600cc) (黏稠性高的A土壤，顆粒較大的B土壤)   (客廳、陽台) B盆 25

B.盆子打洞或不打洞是否對蔬菜的成長有不同的影響？ C.種子喜歡有盆子的環境嗎？ D.盆子越多，種子越多? 評分： 滿分- B 問題三 、 小花希望對蔬菜成長的環境進行探究，她收集相同的小盆子，一個打洞，一個沒打洞，準備10顆小種子，進行實驗，每個盆子都放入5個種子，觀察種子在盆子裡發芽的情形，並記錄長出的高度，每天記錄一次，持續記錄10天。下列那個最有可能是他們正在探究的？ A.種子停留在盆子裡的時間多久？ B.盆子打洞或不打洞是否對蔬菜的成長有不同的影響？ C.種子喜歡有盆子的環境嗎？ D.盆子越多，種子越多? 評分： 滿分- B 零分- 其他答案或者沒有作答者。 試題說明： 本問題要求學生對科學探究的本質，要有初步的了解，學生必須能辨認出哪些問題是好的科學的議題，能不能量化也是思考點及一因一果的關係。 試題類型：選擇題 科學能力：形成議題能力 知識類別：科學探究(科學本質) 應用範圍：生物 26

本問題要求學生對科學探究的本質及科學舉證的能力，要有初步的了解，學生必須能認出什麼因素會影響什麼結果。 問題四、 小娟想知道水量是否會影響植物生長的速度，她在4個完全相同的杯子(甲、乙、丙、丁)，各放了5顆種子，每天澆水，每次10c.c.，而每天澆水的次數分別甲杯為1次、乙杯為2次、丙杯為3次、丁杯為4次，然後每天測量蔬菜生長的高度。以下哪一個可能是本實驗的結果？ A.澆水時間越長，水量越多。 B.澆水次數越多，植物生長的速度越快。 C.種子越多，植物生長越快。 D.每次澆水量越多，植物生長越快。 評分： 滿分- B 零分- 其他答案或者沒有作答者。 試題說明： 本問題要求學生對科學探究的本質及科學舉證的能力，要有初步的了解，學生必須能認出什麼因素會影響什麼結果。 試題類型：選擇題 科學能力：形成議題能力及科學舉證能力 知識類別：科學探究(科學本質) 應用範圍：生物 27

*~感謝聆聽~*