弘光科技大學 通識教育中心 助理教授 周金城 時間：98年8月14日（星期五） 地點：國立沙鹿高級工業職業學校 由學生專題製作 到科學展覽活動 弘光科技大學 通識教育中心 助理教授 周金城 時間：98年8月14日（星期五） 地點：國立沙鹿高級工業職業學校

專題製作 依據98課綱化工群課程綱要，專題製作屬於校定必修課程，各校視需要自行規劃2-6學分。 說明：12.校訂科目分為必、選修科目，可開設一般科目、專業及實習科目，每一科目規劃以2-4學分為原則，其中「必修科目」須規劃「專題製作」至少2學分。（以上參考自98課綱化工群課程綱要） 思考問題：專題製作與專題研究的關係

校訂科目規劃原則 (五)校訂必修科目中須開設符合職場專業需求之「專題製作」科目，培養學生創作及統整能力。（參考自98課綱化工群課程綱要） 思考問題：專題製作所需要的能力應該包含哪些？

實施通則 (一)課程設計 6.專業科目及專業實習(含實驗、實務)科目、專題製作應以實務為核心，輔以必要的理論知識，以配合就業與繼續進修之需求，並兼顧培養學生創造思考、問題解決、適應變遷及自我發展之能力，務使學生具有就業或繼續進修所需基本知能（參考自98課綱化工群課程綱要） 思考問題：校必修之專題製作主要是針對升學還是繼續進修？

另一種展現科學創造力的方法 善用校外資源創造，擴大校內專題製作的可能性。 政府與非政府相關科學組織，均會推動一些科學競賽，讓學生知道這些訊息，並能提早準備參與這些活動。

另一種展現科學創造力的方法 第九屆倪匡科幻獎 徵文啟事 ◆宗旨：為表彰科幻小說家倪匡先生之終生成就、提倡中文科幻創作與欣賞，並促進華人世界對科技想像力之重視，特設置「倪匡科幻獎」。 ◆徵文標的：請儘可能用創新或罕見題材，以及流暢優美的文字，撰寫一篇七千至一萬[7,000-10,000]字的中文科幻小說（字數限制以Microsoft WORD字數統計功能之「字數」項目為準）。 ◆獎項與獎額（新台幣）： 首獎一名（獎金二十五萬元與獎座一座），二獎一名（獎金十五萬元與獎座一座），三獎一名（獎金十萬元與獎座一座），佳作三名（各獎金一萬元與獎座一座），入圍獎若干名（主辦單位精選之科幻書籍若干冊）。 ◆參賽資格：除歷屆首獎得主外，凡是能以中文寫作之智慧生物皆可參加。 引自 http://sf.nctu.edu.tw/award/announce/

另一種展現科學創造力的方法 「熟『能』生巧」生活節能創意競賽邀請你們一同參與         在面臨溫室效應全球暖化、能源短缺與環境惡化下，「節能減碳」成為本世紀各國需要面對與解決的重要課題。為增進大眾對「能源與環境」之重視，由行政院國家科學委員會指導與補助，國立科學工藝博物館承辦全國「熟『能』生巧」生活節能創意競賽。競賽前辦理教育訓練，期盼由科學探究活動進行大眾科普教育推廣，以多元的教育活動，加深參觀民眾、學生對能源使用、節能減碳，及全球暖化的認識和重視，敦促民眾檢視家庭用電、用水、用油的狀況外，更進而發揮創意與巧思提出具體的生活節能策略與方案，讓民眾在生活中確實展開珍惜能源、愛護環境的行動。 引自http://energy.nstm.gov.tw/des.php?type=contest_des

另一種展現科學創造力的方法 競賽組別： （A） 國小親子節水組：國小在學學生與家長一同組隊參加（每組2-4人） （B） 國中節電組：國中在學學生組隊參加，每組2-4人，可有指導教師協助。 （C） 高中職綠能組：高中職在學學生組隊參加，每組2-4人，可有指導教師協助。 ＊備註：綠能組包含潔淨能源、再生能源的開發、能源的有效取得、能源的有效運用 報名方式： （1） 請依競賽組別擇一報名參加，每組須選定一名代表人。 （2） 每隊限2-4人。 （3） 報名網址：http://energy.nstm.gov.tw/active_order.php，限網路報名。 （4） 報名時間自即日起至98年3月15日(日)線上報名截止， （5） 洽詢專線：07-3800089 分機5116。 引自http://energy.nstm.gov.tw/des.php?type=contest_des

另一種展現科學創造力的方法 第四屆 全國奈米科技應用競賽 為激發全國民眾對於奈米尺度新現象應用創意的思考，充分運用奈米科技所帶來之各種可能性，落實應用在民生或工業產品上，創造經濟價值，我們提供三個簡單的奈米原理，讓民眾思考其中的奧妙性並發揮創意，即使非奈米專業人士或對奈米科技全然不解的人皆可報名參加。優秀且具應用性的創意有機會透過工研院相關單位的配合，讓它真正成為一個商品，上市展售。歡迎全國民眾一同參與，發想巧思無所限制，只要夠創意，豐富獎金抱回家! 引自http://www.bme.nchu.edu.tw/competition/rule.php

另一種展現科學創造力的方法 第四屆 全國奈米科技應用競賽 現象一： 奈米線受力彎曲時可產生微弱的電壓或電流，將數千個奈米線組合設計就可產生一個微型發電機，可產出約數百奈米瓦(nano watt)的電力。你覺得這微小的發電機可以用在什麼地方？ *進階資訊：100奈米瓦功率可驅動雷射去改變單一原子的穿透率與反射率；1.5 奈米瓦功率亦可驅動電子產生亂數輸出 引自http://www.bme.nchu.edu.tw/competition/rule.php

另一種展現科學創造力的方法 第四屆 全國奈米科技應用競賽 現象二： 熱電材料有兩種應用，一種可將熱能轉變成電能做發電用，另一種通電後把熱端變冷端，達到冷卻效果，目前有一奈米熱電材料，在300度C~800度C之間有很好的熱電效果。發揮你的創意，想想有什麼新應用 *進階資訊：1. 發電：當溫度相差攝氏一百度時，可產生電流約2安培，電壓約4伏特。功率可達8-12瓦特。 2. 降溫：輸入3安培電流時，電壓14.5伏特，可降溫攝氏10度。COP (Coefficient of performance)=0.68 引自http://www.bme.nchu.edu.tw/competition/rule.php

另一種展現科學創造力的方法 第四屆 全國奈米科技應用競賽 現象三： 將A、B、C三種原料混合可得到一個低溫(4℃)時完全透明，高溫(98℃)時混濁的材料。C的濃度不同時還會影響顏色(包括透光度)。你覺得這樣的材料可以用在何處？ *進階資訊：A=奈米金粒子。B=感溫型高分子材料。C=有機酸 引自http://www.bme.nchu.edu.tw/competition/rule.php

參賽資格：年齡不拘、老少均霑 報名方式：（1）個人參賽或四人（含四人）以下組隊參加，每組須選定一名隊員擔任隊長。（2）報名者須於98年7月15日（三）前，將奈米科技應用創意構想書及注意事項同意書上傳至本網站（會員登入後即可上傳）或寄至402台中市南區國光路250號國立中興大學生醫工程研究所（註明報名第四屆全國奈米科技應用創意競賽）。 評選方式： 初賽：（1） 由主辦單位聘請相關領域之學者專家擔任評審委員，依審查標準選出20件入圍作品；入圍隊伍名單將於98年8月10日公佈於網頁，並以電子郵件通知。 決賽：1） 決賽：98年9月26日（六）假國立臺灣大學集思會議中心舉行，入圍者須配合競賽活動的規劃至決賽會場解說創作理念並當場公佈　　　　　成績與得獎名單。（2） 簡報方式不限，參賽者依其最能表達作品及具創意之形式進行簡報。頒獎典禮：98年10月7日（三）於2009年台灣奈米週開幕典禮中頒獎 遴選標準：個案價值 (可行性、商業價值)：35% 　　　　　創意性 (原創性、想像力)：40% 　　　　　切題性 (對題目的了解程度及符合題目訴求)： 25% 競賽日期：（1） 收件截止日期：即日起至98年7月15日（三）止（2） 公佈入圍隊伍時間：98年8月10日（一）網上公告（3） 入圍作品決賽98年9月26日（六）假國立臺灣大學集思會議中心蘇格拉底廳 （4） 頒獎時間與地點：98年10月7日（三）假世貿中心2009年台灣奈米週開幕典禮中頒獎 引自http://www.bme.nchu.edu.tw/competition/rule.php

2009思源科學創意大賽 【科學統合】競賽辦法 2009思源科學創意大賽 【科學統合】競賽辦法 【科學統合】競賽辦法  一. 宗旨：培養年輕學子喜愛基礎科學，激發創意思考能力，發展團隊合作精神，領略實際動手操作之樂趣。 二. 指導單位：教育部 三. 主辦單位：財團法人思源科技教育基金會 四. 協辦單位：國立科學工藝博物館、國立清華大學電資學院創意中心、國立竹北高級中學、基隆市立安樂高級中學  明道高級中學 五. 競賽網站：http://www.seed.org.tw 六. 對象：全國公私立高中職學生。 七. 競賽時程與地點： 1.  初賽：即日起至6月1日，一律採「線上報名」，並由網站上傳關卡說明書。 2.  複賽名單公佈：6月23日。 引自http://www.seed.org.tw/ActPage/ActStaticPage.aspx?idflag=year&type=s_creativity_game_method

2009思源科學創意大賽【科學統合競賽】參賽及評審細則 一．競賽規則 1. 全線共四關，所謂「一關」的認定為：該關卡的設計必須演示一個科學原理或其應用。 2. 物理1-2關、化學1-2關、數學0-1關、應用科學0-1關(參賽隊伍應以其精神及原理擇一認定該關屬性為物理或化學關)。 3. 各關若有表達數學定理或定律，以數學關認定，該關分數加權，以原始分數之120%計算。 4. 連接法：各關之間需自行設計以連接機制連接，若是使用骨牌連接，至少需放置100張骨牌，若是不使用骨牌連接，則兩關間並應有五秒以上之時間差(如未達5秒，將喪失下一關關前黃牌之通關分數5分)。 參考自http://www.seed.org.tw/ActPage/ActStaticPage.aspx?idflag=year&type=s_creativity_game_rule

2008思源科學創意大賽【科學統合競賽】 決賽短片 2008金牌獎 黎明中學─火柴人 http://www.youtube.com/v/wO42QeO-GQQ 2008銀牌獎 明道中學─limitless http://www.youtube.com/v/wBaJ6eosWsQ 2008銀牌獎 明道中學─CLAP http://www.youtube.com/v/boapmeYIQB8&hl=zh_TW&fs=1 引自http://www.seed.org.tw/ActPage/CreativityFinalResultStaticPage.aspx

1.學生需要做專題研究嗎？ 非常需要 需要 無意見 不需要 非常不需要 我不知道 因為…

2.教師需要帶學生專題研究嗎？ 非常需要 需要 無意見 不需要 非常不需要 我不知道 因為…

3.學校行政人員支持教師帶專題研究嗎？ 非常支持 支持 無意見 不支持 非常不支持 我不知道 因為…

4.學校設備支持我帶專題研究嗎？ 非常支持 支持 無意見 不支持 非常不支持 我不知道 因為…

5.學生有意願參與專題研究嗎？ 所有學生都有意願 多數有意願 約一半有意願 少數有意願 沒有學生有意願 我不知道 因為…

6.學生家長支持學生參與專題研究嗎？ 所有家長都支持 多數家長支持 約一半家長支持 少數家長支持 沒有家長支持 我不知道 因為…

7.我的學生有能力進行專題研究嗎？ 所有學生都有能力 多數學生有能力 約一半學生有能力 少數學生有能力 沒有學生有能力 我不知道 因為…

8.化學課程中需要加入專題研究嗎？ 非常需要 需要 無意見 不需要 非常不需要 我不知道 因為…

9.我知道如何帶學生進行專題研究。 非常同意 同意 無意見 不同意 非常不同意 我不知道 因為…

10. 我帶過學生完成專題製作報告次數？ 0 件 一件 兩件 三～五件 六～十件 十一到二十件 二十一件（含）以上 我的心得 …

大學生自我能力的評估 思考問題：學生有獨力完成專題製作的能力嗎？

大學教師開設通識課程自評能培養學生的能力 思考問題：專題製作能力應該在「專題製作」課程中來培養？ 一般課程中也有培養學生專題製作的能力嗎？

科學探索與專題製作 科學家的科學探索(science inquiry)與學生的科學展覽(science fair)活動相同點與不同點是什麼？ 攝影自2006創造力教育成果巡迴展

教科學與做科學—科學教師 vs. 科學家 科學研究作的好，科學才教的好？ 好的科學家是好的科學教師？ 教師要有創意，學生才會有創意？ 奧運金牌的教練必得過奧運金牌？ 「帶學生做專題」 與 「自己做專題」 的差異？

創造力是什麼？ 創造就是從不相干的事物間，創造找出兩者間的新關係，並出新的用途。 「創造」是發明或製造前人所未有的事物 「創造力」是發明或製造前人所未有的事物的能力。 思考：創意、創造與創造力的不同。

決定什麼是可以觀察的是理論—Elbert Einstein 人們只看到他們準備看到的-愛默生（Palph Waldo Emerson）

創造力是什麼？ 創造力不是發現前人所未見的， 而是在人人所見的現象裡， 想到前人所未想到的。 Erwin Shrödinger 1933 諾貝爾物理獎得主(1887-1961)

科展得獎學生的環境面向分析

科學教育的重要目標之一是讓學生知道如何進行科學探索（教育部，1996；NSES，1996）。 根據美國國家科學教育標準（1996）來看，由幼稚園到十二年級的所有科學內容標準A中都強調科學是一種探索，所有學生在活動中必須培養科學探索的能力與瞭解科學探索。 但是對於如何提供一個良好的科學探索情境，讓學生能主動去從事科學探索，相關的研究卻不多。

近來科學教育社群也提出應讓K-12年級的學生有「真實的科學」（authentic science）活動，並建議美國的學校教育中需要優先考量此類課程(見 Science for All Americans (AAAS,1990), Inquiry and the National Science Education Standards (NRC, 2000), and Scope, Sequence,and Coordination of Secondary School Science (NSTA, 1995))。

科學展覽 ISI Web of Knowledge TS=(science-fair*) DocType=All document types; Language=All languages; Databases=SCI-EXPANDED, SSCI, A&HCI; Timespan=1945-2006 Total:114

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影響科展的環境因素 Czerniak(1996)研究指出，導致科展研究成功的五個因素有：父母親的幫助、父母親的壓力、科學的自我概念、與科展研究主題相同學學科的成績，科展計畫的課程上的成績。 Haensly & Roberts (1983)指出科學家從事科學研究工作最大的障礙是時間與金錢，第三則是知識。 Syer & Shore(2001)研究參與科展研究學生所獲得的外在幫助中，主要依序有網際網路、父母親、圖書館、教師、書中的計畫、兄弟姊妹、其他親戚、其他同學。在幫助的項目中，主要的有想法、細微調整、探索、設定計畫、資源與數據、打字繪圖、做表格圖形。

動機…

攝影自2006創造力教育成果巡迴展

攝影自2006創造力教育成果巡迴展

傳統實驗課的科學探索

影響科展活動的因素分析 認知 概念衝突 概念改變

一、投入科展研究的動機 （一）教師參加科展動機 1. 教師的自我成長； 2. 為了自我表現而投入科展 3. 奉命參加科展； 4. 被學生所推動影響。 （二）學生參加科展動機 1. 科展有助於升學； 2. 專題作業壓力； 3. 同儕相互影響與鼓勵； 4. 學生本身的興趣。 （三）解決問題的快樂是研究持續的動力

二、小組互動與運作模式 （一）團體的領導者： 1.教師主導型，2.學生主導型 （一）團體的領導者： 1.教師主導型，2.學生主導型 （二）團體中幫助研究進行的因素：1.發展成為共同成長團體，2. 依照能力分工合作並定期討論，3.小組成員能力互補，4.提出不同意見加以討論。 （三）教師所使用促進小組研究的有效策略 ：1. 教師主導多個學生逐步淘汰，2.學生主導多組同時逐步淘汰，3.傳承研究的策略

三、教師的角色 １教師多鼓勵學生做科展 ２教師能提供研究方向 ３教師是後勤支援者 ４教師讓學生有信任感 ５教師愛心與耐心的付出

四、學校環境 校內先舉行科展初賽 開設專題研究課程 成立科學性的社團 實驗室假期配合開放 其他任課老師支持配合 學校增加研究資源

五、家庭環境 支持孩子從事科學研究 家長提供專業能力支持

六、社會環境 升學條件加入科展成果 學校與社會資源結合

教師部分： 1. 指導科展需要經過長時間的摸索； 2. 要找主動的學生； 3. 研究還能兼顧成績的學生； 4. 學生選題的訓練不足； 七、師生對科展活動的心得 教師部分： 1. 指導科展需要經過長時間的摸索； 2. 要找主動的學生； 3. 研究還能兼顧成績的學生； 4. 學生選題的訓練不足； 5. 高中生具有初期的科學研究能力； 6. 科展是真正在教科學的活動。

七、師生對科展活動的心得 學生部分： 1.學習研究態度跟精神； 2.學習科學方法； 3.學習運用人際資源解決問題； 4.學習真實的研究環境； 5.學習時間規劃與設計研究； 6.學習思考探究原因； 7.學習成功的研究方法； 8.增加自信心與成就感。

攝影自2006創造力教育成果巡迴展

科展得獎作品的 核心科學探索分析

ISI Web of Knowledge TS=(science-inquiry) DocType=All document types; Language=All languages; Databases=SCI-EXPANDED, SSCI, A&HCI; Timespan=1945-2006 Total:65

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解決問題的歷程 科展研究的三個時期

Kuhn(1970)指出常態科學之工作即在於使典範的保證不致成空。為了達到這一個目的，科學家所要做的就是： 1.擴展對某些事實的知識，因為這些事實已由典範指出是十分重要的； 2.增進事實與典範預測兩者間之吻合程度； 3.精鍊典範。

Kuhn的常態科學 第一類—收集事實：由典範指出來的，能夠增進我們瞭解事物本質的那些事實。

Kuhn的常態科學 第二類—增進事實與典範預測兩者間之吻合程度：決定事實活動所涉及到的事實，本身無重大價值但因可與典範理論的預測直接比較，故而重要。設法證實理論與自然相符合，而這種工作較第一種工作更依賴典範的設計。

Kuhn的常態科學 第三類—精鍊典範：常態科學中最後一種收集事實的工作，實驗與觀察工作。這類實驗工作的目的在精鍊典範理論，也就是解決理論中仍然曖昧不明之處，及解答以前就注意到但尚未深入研究的工作。

第三類—精鍊典範 一、找出常數：在較常使用數學的科學中，有些目的在精鍊典範的實驗，是為了找出物理常數而設計的。若沒有典範理論來設定問題及保證該問題必定會有答案，這一類複雜精細的實驗是想都難以想像的。

第三類—精鍊典範 二、數學關係式：精鍊典範的工作並不限定於常數的測定，他們也包括尋找數學關係式。

第三類—精鍊典範 三、為解釋某一組現象而發展出來的典範：精鍊典範的實驗。

整體高中化學科展分析 研究對象 全國科展高中組化學科第十四屆至四十五屆得獎前三名的得獎作品 共計為105件

整體高中化學科展分析 一、依Kuhn的常態科學類別分析 二、依研究主題來源的分析 三、學生科展實驗的問題情境分析 四、問題類別的分析 五、研究成果的類別分析 六、儀器設備分析上 七、指導老師人數 八、參與研究學生的人數 九、主題分析 十、區域分佈

一、依Kuhn的常態科學類別分析（續）

二、依研究主題來源的分析

三、學生科展實驗的問題情境分析

四、問題類別的分析

五、研究成果的類別分析

六、儀器設備分析上

七、指導老師人數

八、參與研究學生的人數

九、主題分析

十、區域分佈

科展個案分析 研究對象： 中華民國第四十一屆全國中小學科學展覽高中組全國前三名願意參加研究的師生團隊，共十一組，但是不包含數學組。

困境 與 突破

研究的儀器設備資源來源與支持研究所需經費

團隊研究所經歷的時間

攝影自2006創造力教育成果巡迴展