課程介紹

Highscope Rooting Locally. Connecting Globally. FORESEEING Future

107年

新興科技結合農業生產與生物多樣性之中學課程開發研究

團隊成員
課程教案
來自土地的生活科技 PDF WORD RAR
小園丁 PDF WORD RAR
自然生態就在你身邊 PDF WORD
原味里山 PDF WORD RAR
課程架構
課程架構

整體課程發展理念與國際議題永續發展、生物多樣性公約與里山倡議關係圖
本計畫整合中正高中、樹林高中和慈心華德福實驗中學三校,原本設定開發出讓學生以解決因全球氣候變遷下生物多樣性喪失、生物土地化學循環改變的「地球限度」問題為目的之課程。
三校跨校跨領域的教師社群,定期共同開發新課程,期待將應用在108年新課綱中,做為新課綱中探究與實作、多元選修、校本課程的元素,也發展出教師社群的運作模式,透過解決問題的教學方法設計出符合現代教育的新課程。

課程架構

課程發展架構圖

課程架構

課程主題與國際議題永續發展、生物多樣性公約與里山倡議關係圖

課程內容

三校的課程主軸緊扣「里山倡議」的三大主題,樹林高中以「食農教育」及「原住民多元文化」發展國高中社區特色課程,慈心高中以「友善農耕」、「自然工法」設計出六年一貫的國高中解決問題式的課程,本校則以「生態復原技術」、「人工溼地工程」發展出生物多樣性議題探討性課程,三校的課程皆中融入「物聯網雲端環境監控」、「設計與雷射切割技術」等興新科技,並透過臺北市立大學環境系統工程的專業,輔導三校發展各項相關環境課程的開發,也透過跨校社群持續進行課程評鑑及改良。

課程融入新興科技的類別

1.各校運用Arduino協助各項教學,運用在環境監控、氣候數據蒐集。
2.應用3D列印製作監控裝置之外殼。
3.課程以聯合國永續發展之指標內涵為目標,連結國際永續發展議題。
4.整體課程發展以生物多樣性公約現階段工作門徑里山倡議、愛知宣言及其相關作法為基礎,與國際熱門議題最新操作相同。
5.與氣候變遷IPCC的最新發展資料連結。
6.連結政府發展食農教育的最新核心概念。

課程實施成果

子計畫一執行學校為臺北市立中正高級中學,今年執行第3年計畫,與其他合作學校的互動更頻繁與熟悉:
陳建志教授藉由多年實地踏查的經驗,分享食農教育與里山倡議的精神與推廣執行,結合樹林中學的原住民文化,增加本校在課程與生活的連結層面,也延伸了廣度與深度,我們發現問題,呼籲學生關心生態環境的變遷,結合古人智慧的復古搭現代科技的創新,提醒學生面臨環境劇烈變遷之際,應如何以高中所學的知識當墊腳石、解決問題。
子計畫二執行學校為新北市立樹林高級中學,國中端課程 原味里山
1. 從高國中課程的跨域教師社群運作轉化至推廣至國小端、社區端進行合作
2. 小園丁課程轉化成為友善農業及食農文化課程
3. 原住民文化與食農課程的整合
4. 小園丁課程與原住民文化整合而成「樹中『原』丁」課程
子計畫三執行學校為宜蘭縣立慈心華德福教育實驗高中,為一所一到十二年級一貫的公辦民營實驗教育學校。本校以華德福教育理念為本,強調跨領域、素養導向的統整性學習,今年度本計畫整合高瞻三年的執行成果,開發出融合新興科技的十八周課程:「來自土地的生活科技」。計畫執行以親、師、生、社群合作的模式,營造真實的學習情境,提供教室外的學習,發展探究導向、跨科之素養導向、建構貼近生活具人文關懷的環境教育課程,並連結高中、國中、跨校、多元社群,共同辦理課程推廣活動,傳播里山倡議的精神。
子計畫四執行學校為臺北市立大學地球環境暨生物資源學系(含環境教育與資源碩士班)
1. 協助將各校課程連結並與國際重大議題里山倡議、生物多樣性保育、全球環境變遷調適及聯合國永續發展等連結。
2. 講授永續環境、環境教育、里山倡議、生物多樣性保育、食農教育、友善農耕、棲地環境經營管理的理論與實務、永續經營等國際議題。並結合高中端辦理物聯網等新興科技研習。
3. 協助各子計畫學校訓練學生進行資源調查之技能與實務。
4. 辦理各項增能活動。
5. 協助各校科展之講評與分析。
6. 經營食農教育資訊交流平台臉書與LINE作業群組,提供相關資訊並作為交流與工作平台。

106年
團隊成員
課程架構
課程架構

本計畫整合中正高中、樹林高中和慈心華德福實驗中學三校,原本設定開發出讓學生以解決因全球氣候變遷下生物多樣性喪失、生物土地化學循環改變的「地球限度」問題為目的之課程。
三校跨校跨領域的教師社群,定期共同開發新課程,期待將應用在108年新課綱中,做為新課綱中探究與實作、多元選修、校本課程的元素,也發展出教師社群的運作模式,透過解決問題的教學方法設計出符合現代教育的新課程。

課程內容

三校的課程主軸緊扣「里山倡議」的三大主題,樹林高中以「食農教育」及「原住民多元文化」發展國高中社區特色課程,慈心高中以「友善農耕」、「自然工法」設計出六年一貫的國高中解決問題式的課程,中正高中則以「生態復原技術」、「人工溼地工程」發展出生物多樣性議題探討性課程,並透過臺北市立大學環境系統工程的專業,輔導三校發展各項相關環境課程的開發,也透過跨校社群持續進行課程評鑑及改良。
課程的主軸以環境永續的概念,透過跨域思考、公共參與、自主學習及解決問題為教學策略,課程內容融入生態多樣性議題、棲地經營管理、物種復育技術及物聯網科技應用,由本校高瞻教師團隊以教師行動研究滾動式設計課程,課程以每周2節課的18周的多元選修課程,歷經4學期的滾動重新設計課程,最終以108高中課綱開發出可大規模實施的課程為目的,同時也具有課程走向社區推廣及創意發明具有產業移轉的前瞻性。

課程融入新興科技的類別

三校的課程皆中融入「物聯網雲端環境監控」、「設計與雷射切割技術」等新興科技。

課程實施成果

高瞻團隊老師涵跨物理、生物、化學、生物、國文及歷史科,歷經前一年的課程開發,執行中發現諸多問題,透過總計畫於12月19日的課程分享論壇會中的討論,有機會仔細審視前一年的課程並重新設計規劃,並發現應跳脫以往的課程鷹架概念,故本計畫教師社群平均每兩周進行一次跨領域社群聚會,以專業研習及讀書會的方式進行課程設計概念強化,課程設計概念的重點,著重在解決問題的課程設計及引發學生學習的動力,課程模組著重學生在課堂上的創新思考及引導解決問題的動力,以此提高學生學習的動力。
並連結社區發展進行教學研究:以陽明山為研究的場域,進行螢火蟲復育及與課程記錄工作。

105年
團隊成員
課程內容
蟲蟲危機

蟲蟲危機

1.學會捕蟲網的製備(材料的選購、切割器的使用及3D列印技術)。
2.理解水質汙染程度與指標性生物的相關性,進而了解校園生態池、生態溝渠水生生物的多樣性。
3.辨識校園中既有的蜜源及食草植物,並進行蝴蝶食草及蜜源植物的栽種。
4.學會蝴蝶的調查與標定方法;並進行蝴蝶幼蟲的觀察、飼養與環境佈置。
5.學會觀察與記錄自然生態之美,利用提升手機顯微鏡的製備升級及空中攝影的配備方式,記錄校園環境之美。
6.了解陸域昆蟲的物種多樣性調查及指標性昆蟲的意義。
7.學會吸蟲器、落式陷阱的原理、水果陷阱等誘捕器具的製備,並於校園的場域操作。
8.了解水塘(靜水域)昆蟲的物種多樣性調查及指標生物的意義。
9.學會水域陷阱 (蝦籠) 之製備,並於校園的場域操作。
10.學習ARDUINO 晶片應用設計及操作原理。
11.學會設計智能型自動控制灑水系統進行植物澆灌。
12.學會利用物聯網遠端監控環境,並分析不同區域微氣候得差異性。

聽魚在唱歌

聽魚在唱歌

1. 了解目前台灣農業濕地生態的樣貌。
2. 理解水質汙染程度與指標性生物的相關性,進而了解校園生態池、生態溝渠水生生物的多樣性。
3. 辨識各種原生魚類及生長環境。
4. 學會生態的調查與標定方法;並進行魚類的觀察、飼養與繁殖缸佈置。
5. 學會觀察與記錄自然生態之美,利用提升手機顯微鏡的製備升級及空中攝影的配備方式,記錄校園環境之美。
6. 了解水生昆蟲的物種多樣性調查及指標性昆蟲的意義。
7. 學會水生生物的捕捉方法及釣魚的技巧,並於校外周遭的河川場域操作課程。
8. 了解水塘(靜水域)昆蟲的物種多樣性調查及指標生物的意義。
9. 學習ARDUINO 晶片應用設計及操作原理。
10. 學會簡單的3D繪圖設計物品,並使用3D列印完成作品。
11. 學會利用物聯網遠端監控環境,並分析不同區域微氣候得差異性。

城市螢火蟲復育棲地物聯網監控課程模組

城市螢火蟲復育棲地物聯網監控課程模組

1.認識台灣螢火蟲的種類習性與棲息地的環境特質。
2.知道螢火蟲與農業生態的關聯,並以螢火蟲作為生態復原的重要指標。
3.瞭解水生的黃緣螢的生物特徵與人工繁殖的技術。
4.學習如何利用單晶片程式(arduino IDE)讀取水溫、氣溫、濕度及光照度偵測器的數值。
5.學習如何透過Wifi網路將環境監控數據上傳到特定網頁(thingspeak 等)供即時監控及分析研究使用。
6.學習使用3D繪圖軟體設計繪製簡單的防水外殼供arduino偵測設備使用。
7.養成利用科技工具解決及分析環境問題的思維,並於課餘時間持續思考問題。

蝴蝶標定與捕蝶網製作---創客課程模組

蝴蝶標定與捕蝶網製作---創客課程模組

1.能共同合作完成捕蟲網的造型設計圖,啟發學生的思考能力。
2.能辨識捕蟲網的網布與一般網布的材質差別。
3.經全組討論後,能寫出蟲網製作流程與方法,進而培養規畫執行與創新應變的能力。
4.能說出永樂市場的歷史沿革,使學生具備歷史關懷與人文素養的能力。
5.學會裁縫機操作及捕蟲桿的工藝切割器材的使用,同時並訓練學生在機械故障時,具有問題解決的能力。
6.經由3 D 列印技術,讓學生體驗科技資訊的創新課程。
7.能用耳朵及用心感受大自然,學會尊重生命,熱愛大自然。
8.學會蟲網的使用方式、昆蟲的採集及蝴蝶的標定。
9.能由提供的蝴蝶圖鑑,增加學生對校園蝴蝶多樣性的認識。

樹中小園丁--原丁

樹中小園丁--原丁

本校為新北市之原住民重點學校,具有傳承、發揚原住民族文化的使命,透過課程之實施達到尊重校園多元文化、珍惜資源的關懷心與行動力。 本課程之施行以多元選修課「小園丁」結合原住民文化等特色課程,以發展食農教育為主軸之課程模組。環境改善之部分利用改造生態池之課程,讓學生動手清除校園池子的大萍,改種原生浮游植物,有效淨化水質;實作探究之部分不僅讓學生透過操作習得觀察環境改善環境的敏感度,也在課程上加入新興科技,如3D列印及雷射切割等技術設計,培育學生成為跨域學習提升競爭力;在原民文化認識部分,在透過實作與種植讓學生從認識原住民民族植物開始,以傳統植物--小米、紅藜、樹豆等作物進行農事教學與實作,加上部落踏查之理解從而傳承部落傳統農事知識,也讓學生習得原住民民族植物的歷史脈絡及族群文化等面向,讓校園形成豐富多元的學習模式。

環境與資訊專題研究

環境與資訊專題研究

本計畫以發展中學生環境教育課程為目標,在既有華德福教育課程脈絡背景下,以親、師、生、社群合作的模式,營造真實的學習情境,挑戰參與式農場設計規劃。計畫涵蓋華德福科學教育之經驗論現象學方法,輔以新興科技之環境監測工具,發展探究導向的學習,並整合田野調查,希望建構出貼近生活、具人文關懷與實作取向的環境教育課程,更期望將此學習情境擴散至多元社群。
研究方法採用參與式行動研究方法,以計畫-行動-觀測-評估(Plan- Act- Monitor-Reflect﹚的循環,尋找行動方案,發展體驗式學習。 本年度之課程規劃以綠能與自動控制為核心,開發Arduino遠端監控科技教材及創意教具,以農場環境做為目標場域,以農場環境的種植、環境監測與自動控制為主要學習任務。

滴灌設施在農業上的運用

滴灌設施在農業上的運用

本計畫以「生物多樣性」與「永續環境」為核心理念,將1.4公頃的水稻田,整合親、師、生三方與社區(社群)農夫,透過課程與教學,一起合力規劃、改造、搭建設施,以生態復原理念進行人為農業棲地營造。
本年度以新興科技為輔具,進行自動化農業灌溉系統搭設,透過統整性的學習經驗,讓學生能了解生物多樣性與農業生態復原的重要性,會操作新科技並思辨環境衝擊議題,並培養關心地球永續發展與實踐友善環境的態度。以自然為師,找回人類與大自然的合諧共生之道。

自然建築實務

自然建築實務

透過對自然素材的感受、認識,並綜合所學,透過動手實作,而進入應用階段;不僅能有所經驗、體會,並對未來的種種可能性產生期待,同時對於居住正義與環境永續議題能有所感知與反省。
本課程先在八年級的園藝課中進行,在第一階段做出土磚,然後在第二階段學習各種爐灶的升火原理,並實際應用熱對流原理,製作出高效能土磚火箭爐,並烹煮出一道午餐。 第三階段則與九年級的農場實習課結合,利用土磚完成改良型土灶的建置,結合了自然素材、生態環境與綠科技概念。

城市螢火蟲復育棲地物聯網監控課程模組

食農教育

講解食農教育之內涵包括全變調適、友善關懷、低碳飲食、均衡飲食、飲食文化、食品安全、社區產業及農事體驗等。同時並針對課程架構及實行細節提出建議,並且在中學端課程成果發表會上參與互動與評量。

滴灌設施在農業上的運用

棲地經營與管理

至坪林漁光村王有里生泉有機茶園參訪,實地與茶農互動,了解有機茶園的經營與管理及生物多樣性維護的重要。並從東方美人茶製作過程,了解茶農與小綠葉蟬的互動、小綠葉蟬對東方美人茶的重要性,從現場並了解氣候變遷對小綠葉蟬的生活及東方美人茶生產的影響。

城市螢火蟲復育棲地物聯網監控課程模組

校園生態池的設置

校園棲地經營管理主要以適時適地種植原生植物、維持多孔隙及多樣性棲地類型,並連結學校社區之棲地經營為主。同時強調棲地經營管理過程,要連結學校活動與課程。圖中帶領中學端師生至平溪國小參觀校園生態池的經營管理及社區生態環境的維護,讓中學端了解如何維護社區生態與校園棲地。

課程架構
蟲蟲危機

本課程有許多實驗操作課程,包含室外植物的栽種、昆蟲生態的調查、蝴蝶 網室的維護、水中微生物檢測、物聯網微氣候監控及應用 3D 列印技術製作工 具等課程,為自然生態環境與新興科技的結合的跨領域課程。

聽魚在唱歌

1. 以學校內既有生態環境發展課程,向外連結周邊生態。
2. 以相關知識為基礎,動手實作與團隊合作為輔,發展學生思考力與執行力。
3. 以科技(物聯網與3D列印、Arduino等)紀錄並分析傳統農田生態環境變遷。
4. 結合人文與科學、科技領域,培養學生多元發展與團隊合作。

城市螢火蟲復育棲地物聯網監控課程模組

本課程將螢火蟲的復育結合創客元素並融入物聯網科技,將復育螢火蟲的課程可以延伸課餘時間,並可以將監控的環境數據做為深入研究螢火蟲復育的重要參考,透過Arduino晶片的多功能性,讓高中生可以接觸到物聯網科技,並應用在生態環境的觀測與維護上,讓學生可以了解應用科技關懷地球環境。

蝴蝶標定與捕蝶網製作---創客課程模組

這是一門結合物理、化學、生物、人文、藝術、工藝、材料、生命教育及自然生態的跨領域創新課程。
雖然任課老師為化學及生物老師,與學生在一邊學,一邊摸索之下,完成一個看似簡單的作品,卻蘊藏多層面意義的課程。

樹中小園丁--原丁

原住民傳統作物基本概念

環境與資訊專題研究

課程第一階段利用Arduino單晶片板做為程式設計初探課程的入門磚,並期許學生透過前八堂的課程的基礎學習,能具備解決問題的能力與勇氣;第二階段則結合太陽能染敏電池的實作,讓學生理解綠色能源的重要性;第三階段則以專題開發的方式,協助解決農場的需求,像是環境監測與自動控制等。

滴灌設施在農業上的運用

本課程從認識現代農田水利到農業水資源的應用,帶入位能應用與灌溉原理,再從省水的觀點介紹灌溉資材的改變。並透過實務操作,動手安裝節水的滴灌設施,做為未來高中端應用Arduino 自動化技術的農場前端作業。

自然建築實務

本課程模組分為三階段:第一階段從認識自然建築實務開始,利用廢棄棧板釘製土磚板模並製作土磚,共6堂課;第二階段以2個全天12堂課的方式,進行土灶爐節能永續工作坊,利用做好的土磚堆製火箭/土灶爐;第三階段則是以2周全天的實習課程,進行改良式土灶的製作,並舉辦社群活動,分享並發表成果。

食農教育/棲地經營與管理/校園生態池的設置

永續環境SDGs:全球氣候變遷調適、新型協同經營體系、整合傳統與現代科技、昌山倡議三摺法、農業生產物多樣性