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貳、科學教育的發展

一、世界主要國家科學教育

由於科學與科技在當今人類社會與個人生活中扮演舉足輕 重的地位,近年來一些先進國家或亞洲鄰近地區,如美國、英國、

澳洲、日本、韓國、香港等,均陸續推動一些科學教育政策上的革 新。這些國家科學教育政策內容和形成歷程,有以下幾個特點

(郭重吉、張惠博,2005):

(一)科學教育政策改革呼應社會發展需求

各國科學教育政策與改革的動向,各有其社會文化 與教育背景,但是發展的趨勢,諸如知識社會中「創新」

能力之重視、科技社會中科學教育對象的全民化、課程內 容與教學方法與生活相結合,以及培養學生學習科學興 趣與終生學習能力等,各國則相當一致。各國科學教育政 策也分別針對國內特殊之情境與需求,選擇重點推動,

例如英國調整傳統中學以培養未來科學家取向之科學教 育,日本則著重配合整體教育改革做出因應;新加坡則 重視本身為狹小島國,在資源有限狀況之下,以資訊與 思考創新能力培養為其政策推動之重點。

(二)政策內涵一貫性

科學教育政策的內涵必須通盤考慮所涉及的複雜因 素,並保持各種組成要素間政策的一致性,以「美國國家 科學教育標準」為例,其內容包括科學教育的教學、教師 專業發展、課程內容、評量到整個教育系統的革新整合,

並且一再強調各重要成分間的一致性。日本科學教育政策 的革新,密切配合整體教育改革的步調實施,透過立法

(科學技術基本法)、學習指導綱領的訂定及國家施政計 畫,來整合相關的資源執行的一致性。

(三)有具體可行的行動計畫

科學教育政策之實踐有賴於具體可行的行動計畫,

來以整合相關機構、人員與資源投入。以美國執行

「project 2061」所衍生的執行行動計畫,「科學教育改革

藍圖」(Blueprints forReform)而言,其內涵就涵蓋三 個部分:執行基礎(探討科學教育平等議題與追求途徑、

教育政策、經費與資源、學術研究成果等基礎)、學校的情 境(包括學校的組織、課程連結、器材與科技、評量)及支 持的結構(教師教育、高等教育、家庭與社區、工商企業 界)。在AAAS(美國科學促進協會,American

Association for the Advancement of Science) 並逐 年追蹤檢視行動計畫的具體執行狀況。

(四)政策制訂過程之嚴密性與周延

各國在科學教育政策擬定上均有相當嚴密的程序,

以英國為例,其特別訂定一些提供有關政策制訂過程中 專家建言的程序準則,以作為政府決策時參考之用。其他 國家在科學政策制訂過程中,皆有相當嚴密的研究調查、

專業團體參與、舉辦公聽會與大眾意見諮詢的程序,透過 這些程序使得政策得以周延、凝聚全民共識,有利於計畫 未來的執行。

(五)多元參與人文社會議題

科學教育政策的制訂除了教育行政主管、專家的參與 外,在民主化的潮流下,各種相關專業協會團體、民間機 構、企業界、民意代表與社區家長的意見,透過專業意見 諮詢、舉辦公聽會、政策草案公告、提供建言管道等,將相 關意見納入政策決策的過程。近年來參與科學政策擬定關 注層面,已逐漸從專注在傳統科學教育課程、目標、教學 評量等問題,擴及人文社會議題,諸如科學教育中種族、

性別、區域、階層公平性的問題。

(六)評鑑與回饋機制

計畫執行成效的評鑑與回饋修正機制的建立, 是確 保政策能有效執行的關鍵,也是各國科學教育政策中相 當重要的一環,有明確的政策執行行動方案與成效評估 指標與回饋機制是其關鍵。以英國為例,其實施計畫中不 僅要標示每一方案的出處,並詳列運作的機制、時間表和 目的,以及執行各項方案的主要負責人電話及Email 帳 號,原則上,進度的執行是由其直接管控,但是仍定期 受到部內科學小組成員的監督及審查(郭重吉、張惠博,

2005)。

二、我國科學課程現況

在國科會與教育部的合作之下,教育部已於九十二年九月 二十五日公佈「科學教育白皮書」

(http://www.nsc.gov.tw/sci/Discuss/科學教育白皮書

.doc), 確定我國科學教育目標是使每位國民能夠樂於學習科 學並了解科學之用,喜歡科學之奇,欣賞科學之美,期望在過 往的教育基礎上,制定我國未來科學教育的計畫方案,並對執 行成果予以考核。我國中小學科學課程則隨著「九年一貫課程」改 革的實施而產生大幅的改變,九年一貫課程綱要則不但將科學 的本質納入(Science should be taught as "Science";

Science teaching should be consistent with what science is),同時亦注意到科學美學和科學倫理對科學學習的重要性。

九年一貫課程是相當典型的「能力導向的課程」。「能力導向課程」

在課程設計、學習內容(材料)選裁及學習活動設計的考慮上,

注重的是基本科學能力的培養,教學與學習都以科學能力的養

成為主要目標,因此,是否能照顧到學科概念內容結構之系統 性與完整性不是主要考量。其主要內容可規劃為下列5點(鄭湧 涇,2005):

(一)科學課程目標由國家需求導向演變為社會與個人需求導 向。

(二)科學課程設計的依據由「課程標準」改為「課程綱要」;教 科書之編審由「國編制」演變為「審定制」

(三)科學課程設計的理念由菁英教育趨向全民科學素養的培 養。

(四)課程內容由學科知識結構導向轉變為能力的培養導向。

(五)課程發展的方式由主編或編輯小組主導演進到系統性的 課程實驗研究計畫,教科書編輯開放審定制後,又回復 到編輯小組的型態。

三、自然與生活科技學習領域課程綱要內容

根據「自然與生活科技」學習領域課程綱要(教育部,

2003:343),課程主要目標提昇國民的科學與科技素養,依其 屬性與層面來分項,可分為八項:

(一)科學探究過程之心智運作能力的增進,簡稱「過程技能」。

(二)科學概念與技術的培養訓練,簡稱「科學與技能認知」。

(三)對科學本質的認識,簡稱「科學本質」。

(四)瞭解科技如何創生與發展的過程,簡稱「科技的發展」。

(五)處事求真求實、感受科學之美與威力及喜愛探究等之科學 精神態度,簡稱「科學態度」。

(六)資訊統整、對事務能做推理與批判、解決問題等整合性的 科學思維能力,簡稱「思考智能」。

(七)應用科學探究方法、科學知識以處理問題的能力,簡稱

「科學應用」。

(八)如何應用個人與團體合作的創意來製作科技的產品,簡 稱「設計與製作」。

九年一貫課程綱要實施的教師角色為「引導者」、「啟發者」、

「統整者」,教師的定位為「終身學習示範者」、「學生能力解析誘 導者」、「有效教學的設計者」(饒見維,1999)。因此九年一貫課 程綱要的自然領域的課程設計走向統整是一個必然的趨勢與原 則。但由於自然領域有生物、物理、化學、地科與生活科技,有些 部分可以統整,但有些概念是獨立的,統整不易。對照前述之統 整理論,如何統整,或說什麼層度的統整,將是落實教學的重 大議題(林生傳,2004)。

統整課程如何設計實施,亦應考量師資之培育與素養而定。

師資培育之課程結構基於學科學術體系的,造就出來的是擅於 學科知識與研究的教師,很難搖身一變即為領域課程或經驗課 程教師,因此為統整功能的發揮,宜採科目統整類型 ; 反之,

師資培育課程反映合科的或領域型的,如師院之科系結構,所 培育出來的師資,容易勝任領域課程或各科打破學科的統整課 程之教學。故國中、國小課程如何統整,其課程架構與組織之設 計不能不考慮國中、小學師資培育課程與制度之差別,而作彈性 的調整(林生傳,2004)。

張永達與黃璧祈(2004)針對九年一貫課程中,自然與生 活科技教師對於自身之角色與定位應有的認知,提出六點看法:

(一)教師應增進本科及同領域其他類科之專業素養,爭取進 修機會,參與同領域其他類科之研習,以提高本身領域

統整教學之能力。

(二)教師應能解析學力與能力之差異,學力雖與能力成正相 關,學科學習能力較佳學生,其學力的表現通常也較好,

但仍以培養學生「帶得走」的能力為目標。

(三)教師應適應教師角色與定位之轉變,九年一貫課程中教 師的教學應回歸到學生的學習,教學過程不以「傳授知識」

為重點,而是必須「引領學生學習」。

(四)教師應提升教材選編之能力,運用模組方式,編寫主題 式教學活動的教材,以此教材應用於空白課程時間,以 指導學生學習。

(五)教師應提升自我之教學技能,在教學活動的設計或實際 的教學活動中融入環境教育、資訊教育、兩性教育、人權教 育、生涯發展教育、家政教育等六大議題為九年一貫課程 的特色之一。

(六)教師應能解析教育訴求之內涵,當發現單元之教學目標 與學生原來之認知架構(起點行為)間存在嚴重落差時,

應給予耐心指導,或設計小步漸進之補充教材,使學生 有效學習。

而在教師在展現其專業知能,帶領學生討論自然科技相關 議題時,林樹聲(2004:461)提出五點注意事項:

一)不管採行何種策略,教師都必須營造一個「無威脅」性的教 室氣氛,並鼓勵學生踴躍發言。

(二)教師必須尊重學生的想法,仔細聆聽,並引導學生朝議 題的焦點做討論,也適時以提問的方式提醒學生思考未 提及的觀點。

(三)教師應給學生充分的時間去學習收集資料、解讀資料、提

(三)教師應給學生充分的時間去學習收集資料、解讀資料、提