課程介紹

Highscope Rooting Locally. Connecting Globally. FORESEEING Future

107年

高瞻實驗教學模組的課程融入與創新

團隊成員
課程教案
實驗教學模組融入式課程 I:心電圖儀器的原理與應用 PDF WORD
實驗教學模組融入式課程 II:自然界的光 PDF WORD
科學創客 - 草履蟲的秘密生活 PDF WORD
補充資料
竹女分享資料 RAR
建功分享資料 RAR
課程架構
課程架構

本計畫由國立新竹女子高級中學擔任總計畫及子計畫一的主持工作,由新竹市立建功高中負責子計畫二國中端的教案研發,由清華大學擔任子計畫三,協助教學模組及儀器的開發工作,參與教師研習的工作,並協調團隊間的教學。本團隊的組合除了包含國、高中外,並具多元社群(女校、偏鄉學校)等特色,組織架構如圖。

課程內容
新竹女中:

本校以「光」和「電」為兩大主軸,透過生物科、物理科與化學科老師協同教學,以實作課程為主,使學生能整合跨領域的知識,進一步培養學生能對自然現象進行討論與驗證,並有設計實驗檢驗自己假設的能力。最後,希望透過EXCEL的簡易資料處理、分組討論報告,培養學生分工合作的精神,讓學生有處理資料與上台對外發表的能力。

建功高中:

(1)高中部:由物理、化學、生物、資訊教師所組成的教師專業社群,設計規劃新課綱的「自然科學探究與實作」課程,本課程核心概念為以問題導向引導探究,培養學生提問的能力,並強調跨學科之間知識的整合。課程內容以兩個主題-系統與尺度、能源與永續發展為主,每個主題各搭配三個子題活動,融入實用性及生活化的題材,引導學生發現問題、規劃實驗,並於課堂中與他人分享實驗過程與成果。其中系統與尺度的三個子題為竿影測地球、駐波共振、Arduino測重力加速度;能源與永續發展的三個子題為鋁的回收與再利用、生質塑膠及複合材料。
(2)國中部:本課程結合生物、生活科技及資訊老師開發一系列跨領域的實作主題,並由三科的教師進行授課,藉以引發學生對於探索未知事物的動機,提供學生動手實作的機會,以提高學生對於科學實驗的學習動機,將國中生物課程中生物趨性進行延伸及跨領域的教學,了解草履蟲的趨性反應,也經由跨領域的課程設計,協助國中生學習基礎電路設計與應用、學習應用Arduino機板與電腦程式控制、學習實驗操作與觀察記錄等能力,不再只是侷限在課本上的知識,而是讓課程內容更貼近生活,也促使新興科技的概念與應用更加普及。

課程融入新興科技的類別

本課程包含的新興科技類別為:資訊科技應用及智慧機器人兩部分,其中資訊科技應用部份包含影音剪輯軟體、電子書、3D列印、APP程式編寫四類。

課程實施成果
子計畫一(新竹女中)

(1)國立新竹女子高級中學劉宜昀、王用慈教師指導學生參加第57屆國立暨縣(市)公私立高級中學分區科學展覽會,作品名稱:斑斑有理-探討班葉性質及其在不同環境下的生長情形,榮獲佳作。
(2)國立新竹女子高級中學張淳琤教師指導學生參加第1080331梯次全國高中小論文比賽得獎作品,作品名稱:「葉」空中,最美的距離—探討距離與光反應速率關係、讓我守護你——類胡蘿蔔素對葉綠素光氧化的保護,榮獲優等。
(3)2019全國高中物理探究實作競賽第一階段,一等獎10位、二等獎14位;第二階段一等獎2組、備取二等1組。

子計畫二(建功高中)

(1)新竹市立建功高中王建民老師指導學生參加107年高中職環境科技專題製作競賽作品兩件,專題題目:環保鋁行-鋁製品的回收與再利用、磨薯製塑,榮獲佳作。
(2)新竹市立建功高中王建民老師指導學生參加第58屆第二區科學展覽會,作品名稱:環保「鋁」行-鋁製品的回收與再利用,榮獲優等。
(3)新竹市立建功高中王建民老師指導學生參加中學生網站小論文寫作比賽1061115、1070331梯次作品四件,作品名稱:「氫」鬆「鋁」遊—鋁製品的生活應用、環保「鋁」行—鋁製品的再利用、薯來寶─澱粉製作生質塑膠之研究、磨薯製塑,分別榮獲特優兩件、優等一件、甲等一件。
(4)新竹市立建功高中王建民老師指導學生參加中學生網站小論文寫作比賽1071115、1080331梯次作品三件,作品名稱:糯米力士、不「塑」之客─海藻酸鈉、天然塑膠─海藻酸鈉,分別榮獲優等一件、甲等兩件。

子計畫三(清華大學)

(一)、 第一年進度
計畫起始時已超過105學年度上學期一半以上的時間,對課程安排已是來不及,因此將著手於下學期課程融入的工作。目前各校都有”拼湊”出來的課程,清華大學將協助各校抽換部分課程,使之具有部分的連結性。因此計畫將起始於下學期融入課程的教師研習,並建議於社團活動試教,使熟悉內容。國中部分則依清大建立的課程與教師討論並進行示範教學,再由教師對學生教學。創客活動則由負責教師提出主題並試作。
(二)、 第二年進度
繼續課程的融入,使相關之課程佔整門課2/3以上。清華大學分別製造並提供參與學校所需的教學儀器與器材,並接受各校回饋意見,修改或研製新儀器。國中部分則繼續加入新單元,擴增其教學題材,因此清大在國高中的教師研習將扮演吃重的角色,並作協調與監督。
(三)、 第三年進度
完整的教學模組應完全融入一般課程中,有數門全新的實驗課程應在各校完成。清華大學大將完全提供儀器及器材,並繼續研發新課程及儀器方向,在創客教學上應提出一個完整的步驟,並有實際成品展示在這三年中,清華大學成立區域性國中教師研習網路,定期舉行研習會,除介紹課程外,亦對教師想法進行意見交流與討論,並期待新課程的建立。
(四)、 預期效益(KPI)
本計畫的執行,我們預期可以得到以下的成果:
1.高瞻計畫各階段工作目標的銜接。在上一期的計畫中,其目的即期待大學端能與高中端共同研發教學模組,以為他日實驗課程的創新做準備,在這一期的計畫中,我們將順利的產生有系統的、主題式的跨領域課程,這些課程不只提供計畫內學校使用,更可以完整的讓其他學校進行教學。
2.發揮創客運動的精神,讓學生在實驗過程中學習儀器的原理,並藉由自己的設計及製作,以為特定目的建構符合自己研究目的的器具。
3.新課程模組的研發使已建立之課程得以延伸或擴展,同時也將學生在課程中的創意實體化,增加學生學習的動力。
4.將已建立之教材修改為適合國中學生學習的教材,讓國中學生的科學學習可以被啓發,並將教學資源擴散,使偏鄉、小型國中的學生也可接受到高瞻的成果。
5.形成區域性國中教師研習網,使國中生物教學能加入新的元素,並能使跨領域生命科學實作教育得以形成國中-高中-大學的串連。

106年
團隊成員
課程架構
課程架構

本計畫由國立新竹女子高級中學擔任總計畫及子計畫一的主持工作,由新竹市立建功高中負責子計畫二國中端的教案研發,由清華大學擔任子計畫三,協助教學模組及儀器的開發工作,參與教師研習的工作,並協調團隊間的教學。本團隊的組合除了包含國、高中外,並具多元社群(女校、偏鄉學校)等特色,組織架構如上所示:

課程內容
課程內容

 整體課程以科學閱讀、邏輯論證為基礎,先提升「閱讀能力」,再訓練「邏輯推理能力」,並利用「小組合作學習」與「跨領域主題式」教學方式進行探究式學習,藉此引導學生如何發現問題與解決問題,藉此建立學生的多元探究能力與科學涵養。以「光」和「電」為兩大主軸,透過生物科、物理科與化學科老師協同教學,以實作課程為主,高一學生已具備相關科學概念,我們輔以實驗操作儀器,讓學生能紀錄實驗、分析數據,能明確表達實驗結果,並針對相關概念進行專題研究,其核心概念如上。

課程融入新興科技的類別

以新興科技作為教學或學習的輔助工具

課程實施成果

1.國立新竹女子高級中學參加科技部第二期高瞻計畫104年度嘉年華活動,表現優良,榮獲優良高瞻學校獎。
2.國立新竹女子高級中學參加科技部第三期高瞻計畫106年度嘉年華活動,榮獲高中職高瞻課程優選。
3.由清華大學所提供儀器與教學輔具,在106學年下學期的課程結束後,有五組學生主動要求以此延伸製作小論文專題研究,預計參加今年秋季科學專題競賽。

105年
團隊成員
課程內容
光合作用 心搏週期

高瞻實驗教學模組的課程融入與創新

1.以生物科「光合作用」與「心搏週期」為兩大主軸,融合物理「電磁概念」及化學「氧化還原反應」,發展出以「光」和「電」為主軸的實作課程。
2.符合創客(maker)精神,透過動手實際製造簡易的杯子喇叭,不但能結合國中所學過的波動、聲波與電流磁效應等部分的物理觀念。另外透過將示波器所產生的訊號經由喇叭播放出來,引導學生注意到不同頻率、不同波型的訊號,讓學生可以將抽象的波形與頻率等名詞化為可以具體瞭解。
3.透過物理、化學及生物科的協同教學,使學生能整合跨領域的知識,進一步培養學生能對自然現象進行討論與驗證,並有設計實驗檢驗自己假設的能力。最後,希望透過EXCEL的簡易資料處理、分組討論報告,培養學生分工合作的精神,讓學生有處理資料與上台對外發表的能力。

仿生系統

高瞻實驗教學模組的課程融入與創新

本計畫主要的目的在於建構跨領域的探索與實作課程,並配合課程的建立,製作關鍵教具以形成課程模組,最終目的是提供課程模組做為中學探究與實作課程的架構。目前我們以生物光學及生物電學作為主軸,藉由中學之光合作用及循環系統的課題,建立系統性之實驗教材,並已開始納入夥伴學校之課程中,並致力於推廣到非計畫內之學校中。同時也致力於創客教學的開發,利用光和電的原理,建立仿生系統以模擬生理的作用,並導入教學中,使學生在設計、創造與製作中了解生理的意義,並建立學生想像與實踐的能力。

廢棄物減量

蟲蟲危機

以跨領域、跨學科實驗課程設計為主題,將廢棄物減量、Arduino、環境品質等科學議題融入課程中,研發實驗課程教材,期能藉由不同學科的教師一同參與課程開發,將跨領域、跨學科的實驗推廣至國、高中生,引發學生自主學習與解決問題的動機。

課程架構

本校以「光」和「電」為兩大主軸,透過生物科、物理科與化學科老師協同教學,以實作課程為主,輔以實驗操作儀器,讓學生能紀錄實驗、分析數據,能明確表達實驗結果,並針對相關概念進行專題研究

課程的架構主要以生物光學及生物電學為主。生物光學聚焦於光合作用的實驗設計,由光的介紹分析起始,對光合作用之光反應及暗反應進行系列性的實驗設計。而生物電學則以循環系統為主,由心臟之生物解剖為起始,對血液流向、心臟收縮的電訊號到心電圖、心音等系列性實驗設計,整體架構包含了生物、物理、化學及數學等方面的概念,融入教學中,使學生能進入跨領域的實作學習。