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一、創新教學背景

創新發生來自想要解決問題，其先決條件是意識問題，才能解決問題，因此規劃以提升學生思考、判

斷與表達力，落實動手做、實驗探究、問題解決與創意思考的課程教學，以建構探究、合作、表達的課堂

學習風景。教學設計以終為始，並以如下之十二年國民教育自然領域核心素養內涵擬訂課程設計學習目標：

1. 提供學生探究學習、問題解決的機會並養成相關知能的「探究能力」；

2. 協助學生瞭解科學知識產生方式和養成應用科學思考與探究習慣的「科學的態度與本質」；

3. 引導學生學習科學知識的「核心概念」。 二、 教學目的或能力指標

1. 透過實作或體驗去瞭解人與自己、社會和自然的關係，並能將科學原理運用於日常生活。

2. 透過小組學習、分工合作、驗證探究、討論發表，以期培養思考、判斷與表達力。

3. 能學習實驗的技巧與方法，以及培養重視團隊合作與科學精神的積極態度。 三、創新教學之理念與作法

(一)創新策略

「理化」教學策略 做中學 取材生活 TEXT科學探索 分組合作 雲端學習

1. 以學習者為中心：以學生學習為主軸，並與

同儕共創學習知識歷程，從互動中學習

反思與接納異己的見解。

2. 學習遷移：建構學科知識系統的核心概念，

並連結生活經驗，以符合學科知識本質的學

習方法，同時培養具有問題解決的能力。

3. 學習即評量、評量即學習：給予學生即時回

饋，也透過自評互評加強學習經驗。

(二)實施方式

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1. <教師專業學習社群 PLC>理化教師學習共同體： 100 學年度起校內領域教師開放教室開始，每年結

合「教師專業發展評鑑」選定某一課程單元，同時以「學習者為中心」進行課堂教學研究(共同備課

→公開授課/觀課→共同議課)，與校內外教師進行分享與專業對話，促進彼此專業成長。

100 學年度起【開放教室】 【校內】理化教師共同備課記事 【葉明琪老師】的教學網站

備課→公開授課/觀課→議課 每周二下午不排課時間共同備課 彙整共備資源成果雲端分享交流

喝水鳥

粉塵爆炸

化學粉圓

平衡鳥

【跨校】理化教師共同備課 【跨校】自然領域教師共同備課 北市自然教師【F B 共備社群】

聚焦 POEC 教學流程及課程設計 擔任群組學校亮點講堂講座 每週安排老師雲端分享教學課程

2. <動手玩科學>快樂學理化：透過趣味科學的理化課程設計引導學生邁向成為科學人的第一哩路，校內

外教師共備目標之一是將各單元核心概念融入科學實驗教學，即可延伸教科書學習，使學習者有興趣

主動參與學習過程，從實驗中理解科學原理，進而以科學態度及科學思考方式來解決生活的問題。

(1) 動手做：學生透過實作科學實驗，學習並能發現問題、解決問題，以增進科學探究能力。

【動手做】水彩虹 【動手做】平衡鳥 【動手做】水火箭 【動手做】化學粉圓

【動手做】水果電池(＋綠色能源科技) 【動手做】養樂多冰沙(＋環保冷劑製作)

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(2) 做中學：持續延伸更多學習，透過科學實作進一步理解科學概念，例如與生活科技課結合產出自己生

活所需用品(榫接小盒、紙箱筆筒等)，或從每日食衣住行育樂觀察(設計斜張橋、珍珠板飛機等)，面對

所設計的問題情境、思考問題解決的辦法(競速蒸汽船、粉塵大爆炸、自製冰淇淋、簡易投石器等)。

【做中學】榫接小盒 【做中學】紙箱筆筒 【做中學】設計斜張橋 【做中學】珍珠板飛機

【做中學】競速蒸汽船 【做中學】粉塵大爆炸 【做中學】自製冰淇淋 【做中學】簡易投石器

(3) 學中思：以實驗套組(提供科學知識說明書)讓學生自己思考並自行組裝實驗配件(縮小版模型)，透過

問題修正與解決過程，培養學生好奇心與想像力，提升喜愛探索科學現象的學習動機。例如折射式望

遠鏡(光線穿過透鏡折射的聚光原理，透過目鏡將影像放大增加觀察視野)、迷你仿生獸(以電風扇模擬

風力就能步行的概念)、迷你電吉他(以超短琴格的調弦裝置拉出普通吉他的樂聲)、掃地機器人(齒輪

機械設計，加上智慧程式控制遇障礙物會轉彎的掃地達人機)、太陽能玩具(利用太陽能電板驅動馬達，

上升氣流撞擊頂部葉片使圓柱紙板轉動，再由陽光控制轉速形成連續動畫；如將風扇葉片改換轉盤，

黏上圓柱保麗龍板，夾縫夾住紙片，使前後照片形成相加的視覺暫留效果)等。

【學中思】折射式望遠鏡 【學中思】迷你仿生獸 【學中思】迷你電吉他 【學中思】太陽能玩具

折射式望遠鏡 迷你仿生獸 掃地機器人 設計構思圖

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3. <議題融入>新聞事件簿：從熱門新聞事件議題導入，以科學角度觀察或實作，以驗證或探究精神真相

追追追，同時以新聞報導設計文本閱讀理解，以及媒體識讀，或以多媒體資源輔助加深加廣課程，例

如從電視劇認識九龍公道杯談起，可以應用在幫水搬家煮咖啡、排汙之虹吸現象，同時立即動手實做

魚缸換水、孩童泳池換水，透過鷹架流程設計(由已知到未知，由表面到深層概念)，以建構多元分析

的知識觀。

恐怖的毒澱粉 可樂汽水 DIY 新聞文本閱讀分析

實作～從新聞議題認識食安 實作～分析自製與市售可樂異同 前人的努力～三十年未竟之業

影片播放中～ 小組討論～ 完成的學習單

4. <人與自己>生活裡的科學：以「生活特派員」角色報導日常生活裡「食衣住行育樂」所蘊含的理化知

能，以「大同小記者」身分撰寫理化報報，告訴大家生活中的理化小撇步。另外由每屆學生以學長姐的

身分製作數位教材給學弟妹的「理化智慧王」，以電子書說明原理，以微影片製作發現問題、解決問題、

加上科學知識點說明之完整教學流程，將每年所學傳承作為學弟妹學習之數位教材，同時上傳至學校雲

端空間之數位典藏教學區分享。

生活特派員 生活小撇步 雲端電子書櫃

生活觀察、紙本暨電子書記錄 問題分析、紙本暨電子書記錄 知識地圖、學生學習歷程記事

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【電子書】傳承給學妹的教材 【電子書】傳承給學妹的教材 【電子書】雲端書櫃數位典藏

【微電影】神奇的橘子 【微電影】神奇的橘子 【微電影】去漬的小蘇打粉

主題 小撇步 原理

主題 小撇步 原理

【微電影】神奇的表面張力 【微電影】番茄洗澡澡 【微電影】地板滑滑滑

主題 小撇步 原理

主題 小撇步 原理

主題 小撇步 原理

【微電影】神奇可樂 【微電影】接觸面積 【微電影】神奇防霧眼鏡

主題 小撇步 原理

主題 小撇步 原理

主題 小撇步 原理

5. <人與社會>榕城調查局：生活處處是學習，很多看似簡單的原理，其中卻藏有很多科學謎團，需要透

過科學知識觀察或實作問題解決，提出最佳最優化策略，並且學習撰寫報告「理化成長記事簿」，將

這些學習成果留存作為個人的理化學習檔案，同時也將這些記錄放在雲端方便同儕交流。

品嚐美食！驗證探究、問題解決 【食】～舌尖上的科學(學習單) 【食】～舌尖上的科學(學習單)

衣櫃尋寶！驗證探究、問題解決 【衣】～不衣樣的科學(學習單) 【衣】～不衣樣的科學(學習單)

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【理化成長記事簿】來電的感覺 【理化成長記事簿】數字魔法秀 【理化成長記事簿】真金不怕火

分組(任命狀)、自評他評師評 小組討論前後個人學習歷程記錄 個人觀點與討論後的整合結論

【理化成長記事簿】七彩旋轉盤 【理化成長記事簿】閃亮的硬幣 【理化成長記事簿】神奇無殼蛋

食譜實作、非食譜實作 照相或圖像記錄(多步驟觀察) 照相或圖像記錄(多日觀察)

標竿學習 標竿學習(同學觀摩後留言鼓勵) 標竿學習(成立學生 FB 社團)

優秀作品上傳至學科網頁 優秀作品上傳至學科網頁 【葉明琪老師】的理化教室

6. <人與自然>視界改變世界：以「榕城小記者」角色從點(榕城科學角)、線(科學微旅行)、面(飄浮的未來)，

深度探索生活中的科學原理。

榕城科學角(大同高中) 科學微旅行(臺灣的科學景點) 飄浮的未來(消失國度荷蘭)

QRCode＋定向活動設計 Google Map＋學生真人解說 CWISE模擬軟體＋榕城微型漂浮屋

四、創意教學成效評估

1.學習效益：

■ 能建構學科知識系統的核心概念，探索生活中的科學原理--主動探索、研究和運用知識的能力。

■ 能透過自學、同儕互動的學習方法，培養解決問題的能力--表達、溝通、分享和團隊合作能力。

■ 能透過體驗與實作，學習實驗的技巧與方法--技能正確熟練與實踐的知能。

■ 能進行驗證、探究、討論發表與綜合分析--獨立思考與創造性思考的能力。

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2.多元評量：

理化動動腦(即時回饋系統) 理化動動腦(理化大富翁) 理化動動腦(理化戳戳樂)

製作理化小書(理化報告) 製作理化小書(理化報告) 製作理化小書(理化公式整理)

小白板發表 製作理化小書 製作理化小書

簡單機械設計圖 簡單機械設計圖 簡單機械設計圖

3.辦理科學營隊：

外聘講座培養理化小尖兵 外聘講座培養理化小尖兵 外聘講座培養理化小尖兵

學生擔任亮點講堂教師研習講座 學生擔任亮點講堂教師研習講座 學生擔任亮點講堂教師研習講座

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4.學生回饋：

[問卷]：發下本次學習活動問卷回饋單。

在這次的學習活動中，你對自己和同學是否有更多了解呢？反思一下這次的學習過程.....

(1) 我能專心學習並參與小組討論。

(2) 我有認真聆聽別人發表的內容。

(3) 我能融會消化並應用所學於生活。

[統計分析]：質性描述回饋＋量化統計分析。

5. 建置教師教學歷程與學生學習成果之雲端學習資源平臺：

市立大同高中【葉明琪老師】的教學網站：http: //203.72.57.10/blog_jnature_yeh77/。

市立大同高中【葉明琪老師】的數位典藏：http://203.72.57.66/ebook/main.php?ebk=13。

臺北市自然領域【教師共備社群】：https://www.facebook.com/groups/1329243653757446/。

仙女琪的理化教室【學生雲端社群】：https://www.facebook.com/groups/538557259564406/。

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五、教學省思

1.教學目標：

這個課程設定的教學目標，除了課室內知識傳授、實驗室技能學習，旨在希望能培養學生之學習力、

思考力、表達力。

2.課程設計：

(1) 起：由於已經連續十年都是直到從國九接下新班級(國中理化課正常情形應是從國八開始接下新班

級)，通常會以科學實驗開始結合教學流程，因為動手做有明確的觀察聚焦點，學生容易從感官(眼

鼻耳等)所見現象，透過實作思考並判斷連接真實世界與印證教科書中的科學原理，進而學習遷移轉

化培養對生活獨立思考與解決問題的能力，並且透過發表整合小組結論，同時學習聆聽與欣賞，但

由於這個階段學生對觀察的敘述經常是零碎片段，對自己、對小組、對實驗全貌無法整合，小組討

論發表時易怯場或沉默、或過於冗長失焦，所以採用「定型文」(套用公式)方式訓練表達能力，直

至目前成效良好。

(2) 承～國九上：將教學流程從實作實驗轉至科學知能，透過新增的「定型文」教學活動設計，學習成

就較低者有依循，每位同學各就其位，落實課堂中的差異化輔導，這個設計討論時因需集中注意力

傾聽，加上不斷重覆，所以生硬的科學知識比較容易在自然中記憶。

(3) 轉合～國九下：產出…理化成長記事簿(做中學、專題報告)、新聞事件簿(食安、時事議題)、理化達

人秀(成果、標竿學習)、生活中的理化(趣味科學實驗)、定型文訓練(口語表達)、小眼睛看世界(理化

智慧王、榕城科學角、科學微旅行、飄浮的未來)、科學探索(尋找為什麼、探究與實作)、點(榕城科

學角)、線(科學微旅行)、面(飄浮的未來)等多元學習課程。

※關鍵詞：以學習者為中心、學習遷移、評量即學習。