美圈地球系統科學社區化課程發展計量
評介
一、前言
賴麗琴張健摩
眉立臺灣師範大學
他球科學系
美國地球系說科學駐軍化課程發展訐畫 EarthComm(Earth
System Science in the
Community)計童般由美關地聲議會(AmericanGeological
Institute)所主導，提醫科學基全會(National Science
Foundation)質聽經費的一墳地球科學課程發展計議。英窮地數搗會眼見識 中階段泛地球科學教育未受到重麓，並缺乏一舉完艷的高中地球科學課程，問時告為了寶 路美關盟黨科學教育襟準( 1995)所提倡的「藍藍志至高中所有年級管應教授棉球科學」的理念， 因而有 EarthComm 隸程計畫的話生二、 EarthComm 的宗醫與方對
EarthComm 課程計畫畫期許紹提供中學階段(Secondary-level)的教師及學生…套辦常完艷 的地球科學課程，包扭學生學習用教材、教師黨源(包括教學教耕和網路文揖教師服務系 較)以及針對黨鞍操作、揉究活動等教學單元的許是工具。 EarthComm 課程計壟企鞠拋開轉統雌球科學課程之繁多主想式的官袱，將;壘 iL、放在一 主關黨 (key) 的觀念，以及培護學生學習如何明智士也選擇和增進他們多路向思考問閥 的能力，同時亦希望學交能酷地球系統搗持尊靈和欣寞的態度，並有正確的認識和了解。EarthComm
1.~主導學生學習董事要的棉球科學概念:和定理，說實際指出地球科學與學生的自常位置和環壤 之發切關係。 2. 透連問題解決的教學活動和社重化的課程設計模組，同時配合教討扮演催化輔助的角缸， 使學生能真實地學習和體驗地球科學。 3. 鑄立結合野外賞梅考樂、實驗震活動、操作分析科學數據重建料，話至娃傳統的教黨教學等， 多方位延伸發展的學習環境。 4. 藉由學生小組的力量支搓、各批量中其{起學習鷗體，並希望混過各式電信轉播媒體鶴立全盟 涅的學習詞隊 2科學教育月刊 第 232 期 中主華民闋八十九年九另 5. 利用區域戒社噩中的所發生的真實案例，當作問題解決話勵之教材，以引起學生學習的興 趣和動機。希望藉自學生的學習活動，將管理;也球資器或是處理環境問題之正確的態度和 '擴散至社民眾中， f卑能發揮影響力。
五、 EarthComm 對教師的關許
一項?奧恩設計的課幫計劃，必須有教輝在實際教舉上的密切配合，才能成為一項既叫 好叉口時膛的課程。為使教師能確實掌擺 EarthComm 之課程精神並落實在實際教學講報告言中， 以下六項原則是 EarthComm 提醒教鋪在教學中應注意的重點，以及對教軒的期許: 1.採用連當的教學法、互動性繭的多媒體，刺耳動手操作的教學活動，以引起學生學習增球 科學的興蘊，並藉此幫駐學生了解地球豆豆繞之起 i嚎、演化和能量積磁帶護變觀念。 2.將自科舉接究活動的溫程，佳話確定問題、設計和整理調查內容、科 ffl 科技儀器和數學欖 、形成具有邂輯和科學證據支持的解釋、分析正反意見，以及爭論的溝頭等，幫助學生 學習科學揮究的技能。 3.在教學中錯誤出地球科舉與其他學科之間的連結在l 互動關係。 4. 透過野外考察、科技儀器輔助分嶄露料、實驗，和其{學教室活動等教學設計， 方延伸發展的學當環境。 5. 將學生予以競當分組，並亨 i 總組與組之闊的良性互動。能編輯組織相關的科學蔥、法， 社區當地或甚至全國的資訊交換分享網路，以及善膺地球/太空科學等相關組織所提供的 接務與望著掘。 6. 教師還過教學活動，喚醒學生之職燒意識，拉於發生在社區中的理境和由 能抱持關心的態度。臣、 EarthComm 對頓生的黯許
問題， {搏銳地球科學位台繁多的主閥，強輯觀念的發膜。 EarthComm 跳脫傳統的教學框架， 期許學生無學習的不僅只是寄本上的知識，還能習得一種能力 o 這項能力伴臨舉生去探討 生活週 j要發佳的議題、去堅持覺人與環境的豆豆動關係，甚至去思考個人的生誰規章Jj等等。以 下是 EarthComm 對學生的期許: 1.了解器本的地球科體概念，以及在相球科學和其他學科中通用的定理和法則。 立了懈地球系統科學的基本定理，立立學習從地球系統科學的角按去思考題題 O 3. 了解科學探究活動的過程，立在於該過程中畢習所需的技能。 4. 培養科技轉向的技能，餒。逢人類在地球和外太空的發髓。62
闊地球系統科學社自主化課程發展計畫評介 5. 了解地球上能讓、礦產義和水資源的本質、來源與分布狀說，以及人類如何憑過科技憲章找、 開採和使用這些資源. j;J 議是生活所譚。 6. 了解影響地球的經賤、環境和有機生命組織之內外國素，以及科學家殼如何研究;這些因素 浩成影響的過程。 7. 了解人類活動興地球系較之交互作用。 8.能覺察到地球及太~科學的兢業機會，並了解增球及太密科學如佛聽難相關業，貂影響 區域姓的經濟發膜。
五、 EarthComm 課程目標概念
EarthComm 課程適用於高中階段的學生(相當於美輯 9-12 年級) .以系統、探究及 社區導向為依彈。聽聽內容主義根接 1994 年「地球科學教育之於社 ~J 的開會討論結果、 君拉科學教育擷準(N atìonal Research
Counc 汀，[NR
C],
1995) 和 1991 年英闊地質議會 te版的r
21 世紀之士也球科學 J 之課程大麟 (EarthScíence Education for the 21 st
Century: A Planning
Guide
,
N在tionalCenter for Earth Science
Educatio口， [NCES叫，1991
)斯編寫完成。F 列為貫穿在arthComm 課程設計的卡餾基本目標觀念群: 1.地球科學素養 真有的球科學素養的人能推動自我義組民眾，主動去鵑心以及了解罷議或全球環境 的變動，並對艷攪升生活品質和改議棉球環境、黃海與 iii 害等方臨的議題，做出現智的演 定 o 所有美國荷中畢業的學生都應具攝有如說的素養，並能以科學探究的態度與實際行 動去面對和處理鵲鸝 o 同時，搜球科學樂聲也包括軒以下九大概念的了解。 2Jlli球之動態與平衡系統 地球系統是由無數鵲次系統所組成，例如對石盟、71<輯、冰閥、大黨輯、生物圈及磁 團等等。在這墊次系統間，物質、能毅和各種脅力的交互作用看梅、接雜. {旦地球系統卻又 有某鐘秩序性的維持巧鈔的平衡。根據端贊記錄﹒顯示增球系統維持混種動態的平衡， 有長達幾十 f意年的雄史了。 3. 時聽巨輪下的攪動 地球目前熙攘的狀態不是一夕筒說形成的，也不羅盤古開天當時造嘉定前來的。時支援闊 的變換輪縛，能幾秒鐘到幾十億年，從次原子研浩漏宇宙，系麓的改變來自於本身存在轍 端特佳時所產生的扭轉作用，聞此，這漿幾十億年來在不斷的攪動中所維持下來的平衡狀 態。 4. 來自太空的攪動
科學教育月刊 第 232 期 中攀民嵐八十九年九月 在漠化中的太陽系、銀河系和宇宙中，地球可以視為其中一體小的次系統，無以1血球 的環燒和地球在太空 5. 攪動中的地翻 ，都會受到來自外太空之物黨與能量的影響。 地關外表屬音令岩石質，在主仁之上孕育著生態系麓，造就出人類文明;地關內部則是一 種溶融物賢的熱對說擂環， i護衛還是極球磁場的來源，也是按現運動的動力。地圈除了游 養著維持生命的資源，另一方 E 卻也是會給生命帶來威脅，甚至三影響到其他次系繞的平衡。 6. 水麗 水翱質際包含了增球上三大流體(本、大氣和 i本)的語環與彼此間的交豆豆作用。地球 上的氣候/夫氫變化，冰川、各撞地貌的形成與水資源，都是來告缺水醋。水鹽本身的活 動啦受到許多盟黨的影響，例如地球息轉與公轉的模式、太賜能及地熟的能量{共給、 ÜJ聽 7. 變動中的瓏繞與生態、 交互作用的界詣，也盟此形成許多不厲的環境、生態系和社區， 者問性會鐘著時間彼 l~t 相互影響 3 8J告球資源 龍潭、礦產和水資;學提供人顯良好的生活品質、經濟對產以及各研工業活動所露，但 是這些純球資頭大部分都是不可再生的，總有一天它;們會被消耗殆盡。因此當輯之急， 們舔了應保存、管理好目前活盤珍貴的資源外，也，略、讀草草尋找可替代的蠶豆豆楚可再三色的新 9. 天然災害 、乾旱、 害。機習地球科學的自 10. 地球總管與永續發展 t 、火 ，都是足以影響群體生命詩譯安全的天然災 雪即是學習去了解、頭測和 i戚棋天無災害可能帶寰的損失。 由於地球資源的有鎮，人類應深切體驗其對地球資灣的依賴程度，以及人為活動對 地球系統的影響， 的自悶。 習以憨態的態度去妥善管理、保存地球資課，使其主義對永 r續發展
六、 EarthComm 諜報內容與設肘
目前恥的 Comm 發展出五大主題課程，絡個主題課程試相關聯的主租車元槃揮主題。 課程設計與 STS 頓(以，皆以與稅區有闋的議題或輯是麗來引起學生動機，學史混過科學探究 這動，除了可以學習到與社區百議題招鶴的重要科學概念，同時能學習誤解決問題的的力。64
美國地球~統科學社區化課程發展計鑫評介 五大主題課程內容，簡單各分韶如下: 主題一:變動中的總圈 了解各種天然災害，以及增球內部能量佛動興地球體系之騁的搜雜鵲係。贊穿題的 三個單充分別是，.火山與你的役軍 J 、?地說與你的社甄」和?板塊活動與你的社區 J 主題二:了解你帶住的環境 從了解地貌改變的 1撞撞開始，進而深究地貌的改欒如何室主人額的活動建生前擊靶影響， !趕時，在對地球體系中各項盟子問錯綜瞬課的認知基嘴上，也將學習到人類如何諧和這盤 改變，來適應大串然的變動。相瞬騁的三蝠單光為，. ftj\ 社區中的地說變濾史 j 、 r 認識你 社區中的河混」和 r 你社區中 主題之:洗禮的球 J 此部分的範雷個括海洋、大氣以及陳詞(涼月 r) ，但 lr七主題的設計重點並不是 f史學生 書?海洋學、氣象學和 j本 J !f學有一完整概論色的瞭籬，而是希望以水循環的概念為主要基蟬， 結合大氣說動等梧觀概念，探討艾是紐悔流 (El Nì誼 0) 、劇烈天氣現象(如雷雨、詢電、 龍拷風等)和全球暖化造成涼川熔解等對笠活環境康生重大影響的興題。梧騙聯的三個單 f 海洋與你的社寵」、 γ 劇烈天氣和你的社區 J 與「冰 l蠶輿你的社當EJO 主題四:她球資源、 攘索自然資源如何形成?人類如 f可使用這些資源?聽吊自然資源的問時叉對環境造成 哪如影響?以真思議親生暸解自然資源的特憬，培龔正體使用和管理告然資源的態度和方法。 以下列云鶴單咒貫穿主題，.能灣與你的社 J 、「礦物資源與餘的社區」和「水資源與 餘的社藍藍 j 主題五:地球驢車科學 撩懈地球在宇宙中的地位，職境與生命在地球上隨時間演議的進程，以及兩者之聞控 雜的交互作用 o 活過以 F 王 f盟章程元來呈現太陽系與你的最士革」、 f 氧快變化與你的社 l& J 和 f 生命演變與你的社 J
五大主題譯程的活動設計，皆至是參照下列的學習德里裝模組(在 learning
cycle
model) 槳，包括參與(五月睹的、調至是( Invest垠的e) 、思考(
Think
It
Over
)、閱輝(Read)
單草用 (Apply)和深入探究(I叫uire Further) 等六個階詩 G以「火山與你的社宙[J 單元中的科學攘究活動之… r 妻女命的熔錯流」爵餌，旦發生先從 …張在夏威夷拍攝的照片開始，思考火山爆發對生物圈的影響，其?最利用液態問皂模接熔 岩撓，針對札爆發出岩漿的多寡與其影響關積的大小品之問題，自行寫出假設，立在進行各
科學教育月付 第 232 潮 中攀民國八十九年九月 插嘴驗以瞭解:略措流的特性及影響;熔岩流流動範置和方向的因素。而後，蔣由 其實發生的火山爆發增岩挽流動的資料記誨，並學習j;)t寞式讀讀11 熔岩撓的動翔。 些麟於不再形式的;單岩謊之特性，及其對生物和環境可能手持來的影響。 ，哪三位三黨章是舉以致舟，許雷一社軍中假想的火山， 當地的能憨態如詩影響岩漿的動冉、主要意蔬設和撮薩的地盔、 。在揮入探究方星星，學生再繼續罷究美噩噩 ~t部哥擒比亞海波接出現玄成器酵的 ，或豈是探討對漿與生物醫幸m本鍾的罷課等。
七、執行敗現
多教師和科舉家的熟， G、協助， 1999 春季 EarthComm( Pilot Testing)
0 1999 夏季，經由 17 位來區美國圈家地球科學教驛協會的教麟審定， '並預計於 1999 年 9 月至 2000 年 6 丹，進行全儷性的試用 CN在tionalField
Test) 。車臂上，在進行全國性試用前，另有一試用活動 (pre-field test) 在議仔，教師可 經由網路報名，黨取課程試用版本的一切相關教材及資源， 。另外，網站上亦提供最新資訊以及線上諮詢服務， EarthComm 課程的精神，並獲得相關背景知識的支援。問目 多相關地球科躍的資訊，以及學習如何與科學家對話和發悶悶閣。在 StudentOpportunities
了解到地質學中有哪些職業?以及關於各噴職業的工作內容、工作 ，都能在網站上獲得解答。 完成修正後， EarthComm 工作團體仍將纜續發展覽 ，例如教(
CD-ROM 圳、資提百實箱 (resource packets) 、教學攝影帶、幻J燈片...蒂安寧，以協助 EarthComm 設詐的各單課程，達成教學皂標 c 諱言十劃守主要動資人…的 MichaelJ
‘ Smith 令輝一月中何在樓大利亞雪梨信用舉辦的第三屆單釀地球科學教育研討會中特點介紹 ;如龍球科學課程訐麗的境況。筆者之一(張)在此會中亦與 Smith 多與當代地球科學課程設計的想法與理念，並護贈與此課程賴繡的資料， 麓的教輯們舔了奇裝該聽站還i覽外，赤可與筆者聯路敢得該課程計觀之進…步訊息 c /\、縮頭EarthComm
眾多教師、專業課程設計人員、 的積極投入，加上經費充足的支援， 、每一環酷的努力，使得 EarthComm66
美草草地球系統科學社惡化課程發展計鑫評介 出色的地球科學課程。綜觀此訐蠢的設計竊聽，捨與我 課程輯、綱相略意， 課程目標及基本能力的培養上，體設之，都是希望學生能放 F 沉重繁現且這聲碎的知識，培 養是學生帶得走的能力立期許他們能夠將其所學與臼常生活相結合。時課程設計方甜均是以 學生昆主體，強調關鍵觀念的學習立在試生活經驗和社會議關為導向。如果再將這錢重要觀 念:與當摸我關 曲聞工之抄。 「自然與生活科技領域 j 課程綱豆豆梧對照，不難發現其你若許多異 一個設訐良好的議程計鑫是親程改革成的與否的聽聽之… e 但是如何將此課程計畫有 效串的落實在覽館教學中，更是轉聽中的關鍵!盟內九年…貴的課程試辦計畫豆豆掌握了!lt 關鍵，但是由於各梭所軌行試辦的課程不一，文缺乏專業專職課程設計關發人員的協助， 以及教學資輝與人力分散等等問題，這些國素皮開會成為「鸝鍵的絆輯:行 J !在 EarthComm 觀程計聾的黨施喝程中﹒有許多總方值得我盟借銳，儕如統一 fl 專裝設計的新課程之試用 與修正、專業課程設計觀戰及諮詢人真的編制、緝站上，使速[體齒的教學資源與文提等。 籍也 EarthComm 課程計叢空空檔球科學的重新詮釋，我們更能深切的瞭解到瑋門科學暫 所有生活在這藍色行麗的生物以及對地球本身的意義，這是一門如!lt有趣又實用的科學， 在這怯地球科學的新潮流中，希望我們的學生也能融入其中，前我騁的腳步也能與控界並 駕齊驅。
