自然科學探究與行動科技之選修課程由八位課程開發教師共同開設,唯生物 A 教師協同參與課程開發,但並未於此門課程中進行授課,而改為將其所開發之 課程融入於普通課室活動之中,於其任教普通班級進行授課。以下將簡單介紹各 科修習重點:
資訊科
資訊科(Information))由教師 I 進行授課,教學之初先簡單介紹智慧行動裝 置的各種功能,除學生熟悉的拍照、錄影等功能外,仍介紹智慧型手機的各種感
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應器,藉由智慧型手機各種感應器以及軟體中圖形辨識等功能,實際帶領學生使 用並製作快速響應矩陣碼 (即 Quick Response Code,簡稱 QR code 或 QR 碼),
是二維條碼的一種,此 QR 碼可將大量資訊(如數字,英文字朮,網址、位元組 和漢字等)濃縮為一二方矩陣,可透過智慧行動裝置的軟體如 QR Code Reader 或 QR Droid 來快速進行轉譯,獲取相關資訊。爾後授課教師教授 Junaio 軟體,
並給予其實作經驗,由學生建立 Junaio 資料點位,Junaio 為一擴增實境軟體,可 將大量資訊增設於智慧行動裝置畫陎上,可用於地圖導覽或用以獲取目前螢幕畫 陎中的額外資訊。
圖 3-2-1 學生實際認識與體驗 QR 碼的使用
圖 3-2-2 學生使用 Junaio 軟體畫陎 地理科
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地理科(Geography)由教師 G 進行授課,該教師以擴增實境軟體呈現等高 線立體模型(如 3-2-3),藉此來學習等高線圖的概念。爾後藉由 Junaio 軟體的運 動,將活動場域帶至戶外,實際至貓空地區-台北市鐵觀音包種茶研發推廣中心 進行地理實察,除實際探訪當地,了解當地環境之外,學生仍藉由 Junaio 軟體 的使用來進行學習活動(如圖 3-2-4)。
圖 3-2-3 學生於課堂中使用擴增實境軟體認識等高線圖
圖 3-2-4 學生依 Junaio 尋找當地景點並前往實察
物理科A
物理科 A(Physics)由教師 P1 進行授課,該教師以拋體運動為主題,教授 速度與加速度概念,該課程中先簡單複習速度與加速度概念,爾後實際於校園內 進行學習活動,將物體從高處向前投擲並進行錄影,透過行動科技軟體 Photo Collage 的協助,將物體運動之錄影進行等時分割,分割後以行動科技軟體進行 排列(如圖 3-2-5),方便討論等速度運動與等加速度運動概念。而後學生透過教
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師自行設計開發之行動科技軟體進行拋體運動模擬實驗,並且請之進行口語發表 活動(如圖 3-2-6),加深其概念理解與學習印象。
圖 3-2-5 學生於校園進行拋體運動實驗
圖 3-2-6 學生透過行動科技軟體進行拋體運動模擬實驗
物理科B
物理科 B(Physics)由教師 P2 進行授課,該教師以物理測量為主題進行教 學活動。智慧行動裝置中具多有種物理感測器,例如方向感測器、加速度感測器、
光感測器、磁場感測器等等,利用這些感測器,並透過專屬的行動科技軟體即可 進行簡便的物理測量,因此該教師先介紹這些感測器,再介紹運用這些感測器的 行動科技軟理(如圖 3-2-7),進一步讓學生以這些感測器進行物理測量探究活動
(如圖 3-2-8),最後讓學生進行成果發表(如圖 3-2-9),培養其溝通與交流的能 力。
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圖 3-2-7 教師進行物理測量說明教學
圖 3-2-8 學生透過行動科技軟體進行物理測量
圖 3-2-9 學生口頭發表其研究發現
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理化科
理化科由教師 P3 進行授課,該教師藉由校園內諸多種類的植物樹葉來幫助 學生學習蓮葉效應概念,以智慧型動工具的量角器軟體幫助測量接觸角,透過實 驗發現接觸角大小會影響水滴於葉片上滾動的易難,並將主題帶回教授蓮葉效應 概念本身,因蓮葉的疏水性使水珠與灰塵不易沾附於上,因此造成其自潔效果。
化學科
化學科(Chemistry)由教師C進行授課,該教師以有機化合物為主軸,透 過擴增實境軟體來呈現 3D 化學分子結構模型,帶領學生認識化學分子的 3D 結 構。該堂課先從有機化合物的結構式為出發,然而課本或黑板僅能呈現 2 維帄陎 圖形,儘管佐以輔助線,仍有許多學生仍難以想像其三維的結構,因此透過個案 教師自行開發之軟體來幫助呈現 3D 化學分子結構模型,學生不僅可具體觀察,
仍可手動操作或改變方向進行觀察(如圖 3-2-11),銜接貣 2 維帄陎與 3 維立體 模型的差距,更為具體的了解化學分子結構之概念。
圖 3-2-10 教師進行分子結構模型教學
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圖 3-2-11 學生操作擴增實境軟體觀察分子結構模型 生物科 B
生物科 B(Biology)由教師 B2 進行授課,該教師以遺傳單元為例,教授 DNA 結構及其組成方式。該堂課使用自行開發的擴增實境軟體來呈現 DNA 分子 結構模型,學生可以透過軟體來觀察與操作 3D DNA 分子結構模型(如圖 3-2-12),
並將其記錄下來,除幫助學生了解其基本構造之外,也藉著觀察活動來發現含氮 鹼基的特定排列順序(如圖 3-2-13)。
圖 3-2-12 學生操作 DNA 分子結構模型
圖 3-2-13 學生畫下 DNA 分子結構模型-含氮鹼基序列
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生物科 A
生物科 A(Biology)由教師 B1 進行授課,但與前述課程不同,其授課學生 為其普通班級之學生,其課程將於第肆章第三節進行詳細介紹。
表 3-2-2 自然科學探究行動科技課程
科目 課堂數 授課重點
資訊(I) 2 智慧型行動裝置功能介紹、QR 碼的使用、實際下載 Junaio 軟體並詴做
地理(G) 6 擴增實境與等高線模型*、地理野外實察、Junaio 軟體運用
物理 A(G1) 4 速度與加速度、拋體運動實作與測量、擴增實境與拋體運 動模型*
物理 B(G2) 8 測量型 APP 軟體介紹與使用、物理測量
理化(G3) 2 校園植物巡禮與蓮葉效應、以智慧行動裝置輔助測量接觸 角
化學(C) 4 擴增實境與化學分子模型*、化學分子結構介紹
生物 B(B2) 2 擴增實境與 DNA 結構模型*、DNA 結構介紹
生物 A(B1) 0 生態調查(野外實察)、雲端科技、生態調查探索定位網*
(註:*表示使用邱美虹。2012,2013。行動科技融入科學課程之課程開發與評 鑑計畫所開發的軟體)
第三節 研究工具
本研究所使用的研究工具有教室觀察記錄、活動錄影錄音、口語晤談、活動 歷程紀錄表、學生探究能力自我亯念量表、學生對於雲端行動科技之觀點自評量 表等,用來探討開發與實施行動裝置融入科學探究課程的過程中可能產生的困難 與解決方法、學習者如何藉智慧行動裝置來完成探究的活動歷程紀錄、學生對於 探究以及雲端行動科技觀點的自評量表,以下將逐一介紹。
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