陳俊仁
國立臺北科技大學技術及職業教育研究所碩士在職專班研究生 蔡銘修
國立臺北科技大學技術及職業教育研究所助理教授
一、前言
教 育 成 就 評 鑑 國 際 協 會 (IEA) 自 1995 年開始辦理 TIMSS 計畫，每隔 4 年針對各國 4 年級及 8 年級學生抽 樣 ， 進 行 數 學 與 科 學 的 教 育 成 就 調 查。2015 為我國第 5 次參與，有效樣 本為 4 年學生 4291 位、8 年級學生 5711 位，在 2015 年 5 月至 6 月間受測。在 2016 年 11 月 26 日由教育部和科技部 與國際同步，共同宣布調查結果。調 查結果顯示，臺灣和新加坡、香港、
韓國、日本等國的成績都在前段班，
「表現非常傑出」，與 4 年前相比，也 相當持平，保持一定的水準。不過值 得注意的是，當學生被問到對這兩科 的學習興趣與自信時，普遍都顯得相 當低落，高成就卻低興趣，是數理科 學習上的一大隱憂（王韻齡，2016）。
學者張俊彥提出，臺灣學生的學習興 趣與自信心在跨國排行上，都是倒數 二至六名，我們中小學生在國際評比 上展現的好成績，可能是透過不斷的 練習得來。
表 1 臺灣歷年在 TIMSS 科學排名成績 年分
年級
1999 2003 2007 2011 2015
4 年級 無 2 2 6 6
8 年級 1 2 2 2 3
資料來源：研究者整理
學生對於科學課程缺乏學習興趣 與自信心的情形也與研究者在國中自 然科學社團擔任指導老師所發現的問 題有關，故本文將討論充實課程是否 合於自然科學社團學生之發展並能建 構基本科學素養。
二、自然科學社團教學現況分析
研究者在自然科學社團的教學現 場常有以下問題產生：
(一) 好奇心低落、只求標準答案
參加自然科學社的社員理應對於 科學內容感興趣而學習動機強烈，但 無論研究者授課或外聘師資的專題演 講，學生的回應都零零散散，且集中 少數幾位，絕大部分學生都不開口；
採用問答方式授課，多數孩子都以簡 答一句話結束，更甚者會直接說「老 師你直接告訴我答案不就好了!」，對於 科學議題的討論、探究能力低弱，最 後僅能老師傳授科學知能，與科學教 育的宗旨背道而馳。課後訪談學生發 現，多數孩子從國小至今居然週一到 週 五 下 課 後 都 在 補 習 班 ， 全 科 式 補 習，早已習慣知識內容由老師整理，
學生照單全收。
(二) 趕時間，缺乏嘗試錯誤的機會
科學課程教學受限教學進度緊迫 常僅使用教材書面內容實施食譜式的 教學，故實驗課時將實驗器材、藥品 配置準備俱全，學生進入實驗室後只 要按照教師講解或標準的實驗步驟按 部就班操作，驗證實驗結果是否如課 本所述。這樣的課程實施，缺乏讓自 行 學 生 運 用「 提 出假 設 」、「 調 控 變 因」、「設計實驗」等過程技能解決問 題的機會，也會讓越來越多的孩子喪 失對科學的興趣（林品瑜，2014）。
(三) 個別差異，未能滿足學生本位
研究者在國中自然科學社團的教 學經驗中亦發現，學生們在科學學習 方面有著不同的特性，學生們在問題 解決能力也存在有很大的個別差異，
部分學生需要個別額外指導才會有所 反應，有些人只要給足夠提示就能夠 有不少的聯想及創意，但也有極少數 的學生不需協助就可以獨立解決較為 複雜的科學問題。
綜上所述，研究者對於社團應兼 具彈性以解決困境，因此課程的設計 期許能配合不同學習經驗的學生，給 予不同類型的課程活動。
三、科學充實課程的內涵與分析 (一) 充實課程意義與目的
充實課程是協助學生更加自覺於 一般課程外的學習活動，建立以學生 本位內容的學習概念，提供機會讓學
生決定學習內容，有些學生清楚他們 想追求的內容，有些學生需要引導，
它是描述學生特質、需求即可能教育 的方案。內容包括（Betts, 1985）：探 究、調查、文化活動、社會服務與責 任、旅遊探險以及評鑑。
課程目的必須同時反映大體的教 育目標與對學生所預期的不同課程目 的（Maker, 1986）：所呈現的內容，必 須 關 乎 各 學 科 間 的 議 題 、 題 材 或 問 題；發展批判及相關高層思考；發展 新的想法或新的產品的產出；鼓勵發 展情意課程，例如人際關係、挫折容 忍力。
(二) 充實課程所需要的元素
任何要為學生設計課程者，無可 避 免 的 兩 個 現 實 問 題 （ Renzulli, 1988）：第一，發展不同的課程教材，
是困難與吃力的。第二，為了不同課 程發展，當被提出時，必須要有合理 的原理。所有原理必須都要陳述，指 出課程經驗及焦點放在思考技能、抽 象概念、進階課程內容、學門間的研 討、以及調整內容、歷程與結果。
(三) 科學充實課程重要性
科學是有系統、組織方法的，又 可以驗證的一門學問，科學領域不僅 重要而且可以培養學生的科學批判思 考能力、創造思考能力及問題解決能 力等高層思考（李德高，1996）。美國 國家科學教育標準（National Science Education Standards）指出：生活在充 滿科學探究產出的世界裡，科學素養
對每個國民而言是必備條件；科學探 究是科學學習的核心，學生藉由科學 知識、推理與思考能力的結合，可以 積 極 主 動 發 展 對 科 學 的 興 趣 與 探 究
（National Research Council, 1999）。
四、科學充實課程設計
資料來源：整理自 Maker, & Nielson, (1995)；Bruner (1960 、1985) ；Parnes (1967)；Sharan (1990)；
Taba (1962 、1964)；Treffinger (1975)
另外充實課程為了與普通課程聯 結，研究者運用了平行課程的精神，
平行課程模式提出了一套四個互相關 聯的課程設計，這些設計可以單獨的 運用或互相結合，以創造或調整現有 的課程，以下就課程設計內涵說明。
(一) 核心課程
基礎課程，提供核心知識的學習 機會，強調各領域中主要事實、概念、
原理與技能的學習。與九年一貫課綱 標準相同，以八年級上學期單元-冷暖 天地為例：
1. 知道溫度與熱量的關係。
2. 了解溫度計的製作方法與原理。
3. 明白物質比熱的意義。
4. 探討熱的三種傳播方式－傳導、對 流、輻射。
5. 熱對物質變化的影響。
(二) 連結知識
核心課程的擴展。了解知識間的 關聯，跨越主題、學科、事件、時間 和文化學習，讓學生能夠思考如何應 用概念、原則、技巧於各領域的學習。
以八年級上學期單元-冷暖天地為例：
1. 討論熱的傳播方向為什麼一定由 高溫到低溫。
2. 討論以能量的觀點，反應是高能量趨 近低能量的，為何還有吸熱反應？
3. 討論傳導、對流、輻射三種不同熱 傳播方式的異同點。
4. 討論水對氣候的影響，為何溫室氣 體不管制水蒸氣？
(三) 生活實務操作
核心課程的擴展。提供學生各種 科學操作課程，強化專精領域的技能 及自信，透過實務訓練，培養學生具 有專家的能力。研究者設計理念是將 科學觀念，與我們平常日常生活事件 做結合。以八年級上學期單元-冷暖天 地為例：
1. 改良紙杯並煮出一杯玉米濃湯。
2. 利用蛋白打泡包覆冰淇淋，使冰淇 淋在烤箱不溶化。
3. 徒手點酒精燈。
(四) 自我認同成長
提供學生自我了解的機會，透過 實務經驗，聯結自己的現況與未來發 展。透過生活與經驗，讓學生覺知自 己的偏好、優弱點，及需要提昇的能 力，並進而能相信學習中的種種培訓 經驗是成長必經之路，有助於自我發 展與自我實現。以八年級上學期單元-冷暖天地為例：
1. 進行獨立研究，配合能力、學習風 格與需求。
2. 成為領域的學者或專家。Ex 寫科普 文章投稿、從事科展製作…等。
根據以上課程設計原則研究者科 學充實課程設計(國中八年級上下學 期)，核心課程採錄(教育部，2012)國 民中小學九年一貫課程綱要，另自行 開發設計連結知識、生活實務操作、
自我認同成長，統合為科學充實課程。
圖 1：科學充實課程部分內容
在自然與科學社團課程裡，研究 者希望孩子能保有快樂學習的方式，
故充實課程內容，學生對於單元採用 選 修 方 式 ， 可 以 選 用 自 己 喜 歡 的 主 題，進行課程參與作業書寫，社團規 範如下：
(一) 連結課程(自選，單週繳交)、新聞 中的科學(自選、隔週繳交)新聞中 的 科 學 所 有 檔 案 http://ppt.cc/DOTZ9
(二) 實務課程(上課實作，自選 1 主 題，兩週 4 堂操作完成再換另一 主題)
(三) 計點方式
1. 連結課程每個小問題解答、報告 2 點
2. 新聞中的科學每篇寫摘要 2 點、畫 心智圖 3 點
3. 實作課程每個主題 10 點
(四) 每次上課除藥品實驗準備室提供 外，因每人或每組操作內容不一 定相同，故材料請自行準備。
(五) 期末未累積滿 60 點，退出社團 五、結語
本研究現正執行中，因為充實課 程 為 開 放 性 ， 且 各 組 實 驗 不 一 定 相 同，有討論，別組也會想看其他組，
實 驗 時 教 室 較 為 吵 雜 ， 尚 可 接 受 範 圍。如有開玩笑才會立即制止。
科 學 充 實 課 程 回 歸 到 學 生 主 體 後，目前明顯可以感受到學生參與度 提升與學習動機增加，而研究者與學 生討論的過程中若能引導學生預測實 驗結果，有助於其更有效率完成自行 設計的實驗。
以培養解決問題能力部分，研究 者想藉由每次上課準備材料的進行，
讓這群孩子將實驗準備室中，有些部 分未被歸類的器材、藥品協助標籤化 與歸類，藉以修正某些學生光是備材 就花了將近 20 多分鐘的窘境。
以色列 20 年內誕生了 10 位諾貝 爾獎得主，教育重點是培養動手做的 孩子，即知即行，比只說不做更重要。
希伯來文中，學習（ Learn）和教導
（Teach）是同一個字，引申的含義是，
得到知識後，要分享出去，或是有了 點子，就要做出來。
研究者也希望能透過執行科學充 實課程結束後能夠給予自己滿滿的回 饋及反思，在往後的教學生涯中能持 續不斷精進，給予學生適切的教導。
參考文獻
王韻齡（2016）。TIMSS國際評比 台灣學生數學、科學成績佳，熱情自 信敬陪末座。取自
王韻齡（2016）。TIMSS國際評比 台灣學生數學、科學成績佳，熱情自 信敬陪末座。取自