從「街頭物理」到 科學實作探究教學設計 周建和(高雄師範大學物理系副教授) 蘇明俊(樹德科技大學休閒管理系助理教授)

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1 從「街頭物理」到 科學實作探究教學設計 周建和(高雄師範大學物理系副教授) 蘇明俊(樹德科技大學休閒管理系助理教授)
侯雅齡(屏東教育大學院特教系助理教授) 莊婷媜(高雄市文府國小自然科教師) 陳信男(台南市建興國中自然科教師) 唐健文(高雄市龍華國中自然科教師) 李舒婷(台南市和順國中自然科教師) 都是 Adept-實驗室 夥伴 … 「街頭物理」各類活動 的主力

2 大 綱 緒論 -街頭物理 街頭物理ABC 野外科學探究教學 動手做探究實驗教學 動手做科學探究培養創造力教學 動手做科學探究體驗科學史教學
大 綱 緒論 -街頭物理 街頭物理ABC 野外科學探究教學 動手做探究實驗教學 動手做科學探究培養創造力教學 動手做科學探究體驗科學史教學 物理辯論賽融入教學

3 阿達實驗室 物理教學回歸生活 1997年成立公園講物理 生活用品動手做為素材，試驗各種創新教學，包括：
街頭物理.野外科學實驗.看電影學物理.百貨公司休閒物理.劇場物理.廣播科技小叮噹、動手做探究式教學、 動手做創造力教學模式、 動手.做.科學大師、 幼兒科學繪本等等。 ㄚ達夥伴：中小學老師、教授、研究生、大學生、以及民眾

4 街 頭 物 理 警廣交通網高雄台1999年、高雄縣社會局2000年- - -、 神腦文教基金會2003年- - -

5 “街頭物理”的特質 ● 從 教育部 到 內政部 ● 從 學校 到 社區 ● 回歸生活 ● 感受科學美 What Differences？
For What？ ● 回歸生活 ● 感受科學美 What Differences？ ● 從 教育部 到 內政部 ● 從 學校 到 社區

6 實例說明 A Famous Young Singer 從“街頭物理” 到 電視節目

7 “Street Physics”, well-known in Taiwan
“Street Physics”, well-known in Taiwan. “An Unusual Physics class” activities held in the park at early stage. a 20 years senior core Instructors A senior student To be a teacher The junior students as assistants around

8 . “Street Physics”, well-known in Taiwan. “A Funny Physics Activity”
原住民 從兩歲到長青的觀眾 科學媽媽 低花費、高樂趣、親子強 5分鐘內 80%人實驗成功 回歸生活

9 街頭物理得獎紀要 2000廣播金鐘獎節目，將影響擴及全面 1999起高雄縣走透透，凝聚社區新動力 2004教育部物理優等獎，全校High起來

10 街頭物理 與 物理教學 以２００４年為例，全年統計 藉著22場次各類老師研習進修，直接推銷給 近2千位幼教到高中老師。
街頭物理 與 物理教學 以２００４年為例，全年統計 藉著22場次各類老師研習進修，直接推銷給 近2千位幼教到高中老師。 自辦或支援各類科普活動，直接讓 給 約2萬位 民眾學生。(民間委辦與自辦街頭物理活動、高中生大學生演講、國中小科學營隊、資優班) 以動手作為主軸的教學資源：研發10餘種教學軟體 各種教具研發、動手做探究體驗科學史、簡易動手做探究式教學(街頭物理ABC、街頭物理PK大戦) 、野外科學探究實驗、科學動手做探究培養創造力、街頭物理辯論、幼兒科學繪本等等。

11 街頭物理ABC 突顯重要 科學觀念 引發好奇 尋根究竟 科學學習 回歸生活 提高興趣 動手做 感受欣賞 科學美

12 Adept猜猜猜 ？ 吸管哪裡走？ Part I 、 Part II、 Part III

13 Adept猜猜猜 吸管往哪裡走？ Part I 吸管都塞住一端 粗吸管裝滿水 放入細吸管 倒立、放手 請注意細吸管 塞端 朝下

14 街頭物理ABC：吸管篇Part I 請問放手後， 細吸管往哪裡走？
Ｂ、不動？ C、上升？

15 Adept猜猜猜 吸管往哪裡走？ Part II 吸管都塞住一端 粗吸管裝滿水 放入細吸管 倒立、放手 請注意細吸管 塞端 朝上

16 街頭物理ABC：吸管篇Part II 請問放手後， 細吸管往哪裡走？
Ｂ、不動？ C、上升？

17 Adept猜猜猜 吸管往哪裡走？Part III 粗吸管塞住一端 粗吸管裝滿水 放入細吸管 倒立、放手 請注意這次 細吸管 沒有 塞

18 街頭物理ABC：吸管篇Part III 請問放手後， 細吸管往哪裡走？
Ｂ、不動？ C、上升？

19 野外科學 探究實驗 連通管測量法 台東縣水往上流 動物測量法 雷射測量法 擴散測量法

20 野外科學探究實驗 屏東縣佳冬鄉塭豐村 超抽地下水，地面比海平面低 堤防加蓋好幾次 觀察離岸防波堤 堤防上當場取水測試

21 簡易動手做探究式教學國小實驗案例 第一階段配合自然課程採外加課程實施。 第二階段 講課時間 一般課程 外加課程 備註 三月份 用電安全
手機VS電磁波 月考後實施 六月份 地球是我們唯一的家 神奇的大氣壓力 畢業考後實施 第二階段 設計課程取代正式課本的課程，所以不需借課

22 研究結果 『動手做科學教學模式』專注力研究的部分

23 動手做體驗科學史教學時的專注力 動手做科學大師教學時的隨機照片，顯現出同學上課的專注力(註：當時沒特別指定要紀錄專注力，只是做一般的活動紀錄。右為高市光華國小小二、左為高雄師大特教系大三)

24 小結 專注力強的時間（6-21分鐘）講授重要概念 「動手做」課程時學生專注力明顯比一般高
加入科學史部分，顯現學生專注力很好。而且學生學習興趣明顯增加，參與熱烈。 　

25 發展國中生「動手做科學探究教學模式」之行動研究：歷程 陳信男
發展國中生「動手做科學探究教學模式」之行動研究：歷程 陳信男 開放式動手做 科學探究教學模式 (初探時期加入問題導向學習) 開放式動手做 科學探究教學模式 (成熟時期加入形成性開放評量) 開放式動手做 科學探究教學模式 (精鍊時期加入成品實作評量) 指導式動手做 科學探究教學模式 「跳跳瓶蓋vs尿尿小童」 湯匙吸鐵人2節 念力5節 竹蟬 92.02~92.06，台南市某國中的數理資優班一年級學生29人(男20女9) ，每週一節(45分鐘)的外加課程「資優理化」進行

26 動手做科學探究教學模式及探究過程紀錄表 教師示範實驗或說明 學生動手操作 學生或教師提出探究問題 學生根據操作心得或先備知識寫下對問題的想法
進行合作學習的小組討論以形成解答問題的假設 設計實驗以驗證假設 各組發表的該組的探究過程，並提出新問題。 研究者觀察學生表現，並適時介入討論 提問者 問題 概述 我的想法 分組討論的結論或假設 驗證方法及驗證結果 探究後的新問題

27 小結 以增進科學創造力而言，開放式探究較指導式效果佳
開放式動手做科學探究教學模式以「問題導向學習」及「合作學習」為主軸，讓學生反覆探究的學習歷程 學生在開放式的探究歷程中，可以發揮或培養科學創造力的敏覺力、流暢力、變通力和精進力。在成品實作評量更可以看出科學創造力的獨創力。 回

28 「動手做」探究式教學與國中學生科學創造力之行動研究 唐健文
「動手做」探究式教學與國中學生科學創造力之行動研究　　唐健文 設計8個教學活動： 拉不開的書本、小鳥的飲水槽、保特瓶倒水比賽、虹吸水管、浮水指南針、惡水大橋、念力共振、浮沈玩偶、

29 研究結果 科學活動創造力檢核表 科學活動創造力檢核之統計結果 教室觀察記錄 學生實驗報告 學生獨立研究報告 錄音錄影 科學創造力評分表
科學實作活動學生行為雙向細目表 科學實作活動與創造力雙向細目表 科學活動創造力檢核表 科學活動創造力檢核之統計結果

30 小結 　　　　　　　　　唐健文 學生表現出高度興趣，有助於科學創造力的表現。 學生在創造力各個向度都有普遍的表現。 完成 科學活動創造力檢核表 　　回

31 科學史結合科學實作探究 融入自然教學 測量真空力 真空 注射針筒裡的真空 可以掛住多少瓶水？

32 科學探究過程 觀 察 發現問題 產生新問題 應用推廣 提出假設 形成結論 理論推導 或實驗驗證

33 探究式教學 「探究」是指學生主動去尋找並尋求解決問題的過程。 Herron根據Schwab的說法。 （Tamir，1989）
　　探究式教學 「探究」是指學生主動去尋找並尋求解決問題的過程。 Herron根據Schwab的說法。 （Tamir，1989） 第零層次是 問題、方法步驟及答案均提供給學生 第一層次是 問題、方法及步驟提供給學生，但是不提供答案。 第二層次是 僅提供實驗的問題，而方法、步驟及答案均不提供 第三層次是 實驗的問題、方法、步驟及答案均不提供給學 除此之外，探究式教學也可以依教師的介入程度區分為指導式探究及非指導式探究。由前段所述，大體而言，第零層次是最高度的指導式探究，第三層次則是最高度的非指導式探究。

34 科學史融入教學的功能 (一) 提高學習動機，吸引學生投入探究 (二) 科學史可使教材更人性化 (三) 使學生更了解科學概念及概念間的關聯性
(四) 會讓學生從歷史個案認識科學的本質 (五) 可讓學生認識科學的暫時性與可變性 (六) 了解科學家主張不同有爭論 (七) 使學生間習更豐富的科學方法 Matthews(1994)

35 科學史在教材設計中的可能角色 (一) 科學史可幫助學習者瞭解科學的概念。 (二) 科學史幫助連結思考和科學理念的發展。
(三) 科學史有助於學習科學方法。 (四) 經由科學史可以幫助學生瞭解科學本質。 (五) 科學史可以幫助瞭解科學與社會間的關係。 (六) 科學史培養學生對科學之正向態度。

36 「動手．做．科學大師」 單元與內容 複習上一個單元 一心想教授物理 烤火雞的抉擇 鎖匠的藝術傑作 複習：電池原理、 科學發現的關鍵時刻的催生
「動手．做．科學大師」 單元與內容 複習上一個單元 一心想教授物理 複習：電池原理、 科學發現的關鍵時刻的催生 電流磁效應：發現電流磁效應不是偶然、 哲學文學對科學發現的貢獻 烤火雞的抉擇 複習：電流磁效應原理、 科學革命帶來的衝擊與漣漪 電動機：科學創作的長期堅持、 鎖匠的藝術傑作 複習：10秒鐘馬達的原理、 無情攻擊的創作考驗 歐姆定律：科學革命的全方位配合、 邊緣民族的生存 (周建和，2005)

37 「動手．做．科學大師」 動手做的情境模擬 動手做的情境模擬的三個層次 動手做單元 科學史重要實驗逼真模擬 （科學史情境、科學概念、
「動手．做．科學大師」 動手做的情境模擬 動手做的情境模擬的三個層次 動手做單元 科學史重要實驗逼真模擬 （科學史情境、科學概念、 與實驗內容三者皆相似） 萊頓瓶皮卡丘、 舌頭電池、 電流磁效應 科學史情境強調模擬 （科學史情境、科學概念 兩者相似） 簡易檢流計 、電磁旋轉、 5分鐘馬達、鋼絲絨無火燃燒、楞次占卜器 科學概念及生活應用強調模擬（只有科學概念相似） 靜電空中水母、 水果電池、 (周建和，2005) (周建和，2005)

38 科學史結合科學實作探究通識課程 對學生科學方法的本質之影響
關於檢流計的操作，經由老師的引導，我們學到了很多關於電流的實驗知識，另外也學著自己製作簡易檢流計的實驗。在剛開始製作的過程中，不可能一開始就能做出理想中的實驗，然而在不斷地發現問題、不斷改良之後，終於一步步地接近我們的想法！透過自己製作的簡流計實驗，彷彿離科學又更近了些！(歷程C )

39 科學史結合科學實作探究通識課程 對學生科學知識的本質之影響
關於老師做的「鋼絲絨無火燃燒」的實驗，其實常常在電視上或在接上看到有人表演這種技能，以前因為不懂得它背後的科學根據，總覺得那就是魔術的一種，直到現在經由老師的講解之後，才知道原來是電磁感應的作用！因為感應的作用而產生了電流，史的鋼絲絨不需以火當媒介就可以起火燃燒，這種橫向作用力的效果真是驚人！接著老師讓我們自己試著以別種方式讓鋼絲絨燃燒，以親身體驗電磁的效應，原來讓鋼絲絨燃燒的方式不只有一種，只要符合電磁效應的學哩，人人都可以變出這種」魔術」！(歷程C )

40 參賽對象：高雄師範大學光電通訊系一年級、物理系一年級學生。
2005年 高雄師大「物理辯論迎新賽」題目 參賽對象：高雄師範大學光電通訊系一年級、物理系一年級學生。 托里切利神燈 下落的紙張 神奇馬達 倒水 無火燃燒鐵 長度用雷射投影筆測量頭髮直徑

41 謝 謝 大 家