配合評量標準進行九年級自然科反向課程
教學設計--以「力矩與轉動」單元為例
陳秀溶
1王國華
1蔡顯麞
2*
1國 立 彰 化 師 範 大 學 科 學 教 育 研 究 所 2國 立 彰 化 師 範 大 學 生 物 學 系壹、課程設計動機
教 育 部 （ 2008） 頒 佈 九 年 一 貫 課 程 綱 要 中 雖 明 確 制 訂 出 能 力 指 標 ， 卻 未 進 一 步 提 供 該 如 何 檢 核 學 生 是 否 具 備 這 些 能 力 ， 故 自 2011 年 教 育 部 委 由 國 立 臺 灣 師 範 大 學 建 置《 國 中 學 生 學 習 成 就 評 量 標 準 》，底 下 簡 稱 《 評 量 標 準 》（ 教 育 部 ， 2015）， 冀 望 建 立 與 九 年 一 貫 課 程 綱 要 能 力 指 標 相 對 應 的 評 量 標 準 ， 作 為 全 國 教 師 進 行 教 學 評 量 的 依 據 ， 協 助 教 師 瞭 解 學 生 的 學 習 表 現 等 級，進 而 針 對 未 達 基 本 能 力（《 評 量 標 準 》 C 等 級 ）的 學 生 及 時 給 予 適 當 的 補 救 教 學， 提 升 學 生 的 學 習 品 質 ， 縮 減 學 生 間 學 習 成 就 的 落 差 。 教 師 進 行 教 學 設 計 時 ， 若 先 找 出 《 評 量 標 準 》 中 與 課 程 教 學 內 容 相 對 應 的 內 容 標 準 與 表 現 標 準 ， 做 為 教 學 目 標 ， 接 著 進 行 評 量 規 劃 與 題 目 設 計 ， 最 後 依 據 教 學 目 標 、 評 量 設 計 、 考 量 學 生 的 先 前 經 驗 與 先 備 知 識 ， 進 行 教 學 活 動 設 計 ， 確 保 教 學 活 動 能 緊 扣 教 學 目 標 ， 並 涵 蓋 進 行 評 量 時 所 需 的 活 動 。 此 課 程 設 計 的 流 程 與 Wiggins *為 本 文 通 訊 作 者 與 McTighe （ 2001 ） 所 提 反 向 課 程 設 計 （ Backward Design）理 念 一 致，故 展 開 底 下 《 評 量 標 準 》 與 反 向 課 程 設 計 結 合 ， 進 行 九 年 級 自 然 與 生 活 科 技 領 域 「 力 矩 與 轉 動 」 單 元 教 學 的 規 劃 。貳、設計理念
一 般 課 程 設 計 歷 程 依 序 為 ： 根 據 教 學 內 容 訂 定 教 學 目 標 ， 進 而 規 劃 教 學 活 動 ； 執 行 教 學 ， 然 後 實 施 評 量 ， 觀 察 學 生 的 學 習 狀 況 ； 最 後 依 評 量 結 果 給 予 學 生 回 饋 。 但 隨 著 教 學 目 標 重 點 轉 移 至 學 生 能 力 的 養 成 ， 而 非 僅 是 認 知 層 面 的 知 識 累 積 ， 教 學 現 場 常 遇 到 的 狀 況 是 測 驗 卷 評 量 ， 它 僅 能 檢 測 認 知 層 面 ， 無 法 確 實 檢 測 出 學 生 是 否 達 到 課 綱 能 力 指 標 的 要 求 。 若 教 學 目 標 要 培 養 學 生 某 種 能 力 ， 該 如 何 進 行 評 量 ？ 該 如 何 規 劃 教 學 活 動 的 進 行 ？ 反 向 課 程 設 計 （ 黃 文 三 、 張 炳 煌 、 潘 道 仁、馬 向 青 與 劉 靖 國，2012；Wiggins & McTighe, 2001）強 調 課 程 設 計 時 首 在 確 立 教 學 目 標 ， 進 而 依 據 教 學 目 標 先 設 計 合 適 的 評 量 ， 以 確 保 能 檢 測 出 學 生 是 否 達 到 所 要 的 層 級 或 學 習 成 果 ， 最 後 依 據 教 學 目 標與 學 生 的 生 活 經 驗 ， 搭 配 生 活 化 的 教 材 規 劃 教 學 流 程 。
圖 一 反 向 課 程 設 計 步 驟 。 翻 譯 自 ： Wiggins, G. & McTighe, J.(2001).
參、反向課程設計步驟
一、確認欲達成之教學目標
國 立 臺 灣 師 範 大 學 心 理 與 教 育 測 驗 研 究 發 展 中 心 自 2011 年 開 始 建 置《 評 量 標 準 》，將 九 年 一 貫 課 程 綱 要 附 錄 中 自 然 與 生 活 科 技 領 域 的 教 材 內 容 要 項 ， 整 併 為 四 項 主 題 與 十 七 項 次 主 題 ， 作 為 評 量 標 準 中 的 內 容 標 準 ， 並 將 課 程 綱 要 中 的 能 力 指 標 整 併 為 科 學 認 知 、 科 學 過 程 、 製 作 技 能 與 科 學 精 神 等 三 個 向 度 ， 作 為 評 量 標 準 中 的 表 現 標 準 。 教 師 進 行 九 年 級 自 然 與 生 活 科 技 教 學 設 計 時 ， 首 先 從 《 評 量 標 準 》 的 主 題 與 次 主 題 中 ， 找 出 與 「 力 矩 與 轉 動 」 單 元 相 對 應的內容標 準與表 現標 準（如 表一 所示）。 表 一 評 量 標 準 中 與 「 力 矩 與 轉 動 」 單 元 相 對 應 的 內 容 標 準 與 表 現 標 準 。 內 容 標 準 表 現 標 準 主 題 次 主 題 表 現 等 級 表 現 等 級 具 體 描 述 力 、 運 動 與 能 量 轉 換 能 的 形 態 與 轉 換 優 秀 A等 級 1.能 舉 例 並 說 明 力 矩 對 物 體 轉 動 的 影 響 。 2.能 應 用 槓 桿 原 理 。 3.能 適 當 地 使 用 數 據、圖 表、術 語，並 做 清 楚 的 溝 通 表 達，及 運 用 科 學 思 維 能 力 做 出 科 學 性 的 討 論 與 解 釋 。 良 好 B等 級 1.能 理 解 力 矩 的 作 用 。 2.能 理 解 槓 桿 原 理 。 3.能 適 當 地 使 用 數 據 、 圖 表 、 術 語 ， 並 做 清 楚 的 溝 通 表 達 。 基 礎 C等 級 1.能 知 道 力 矩 的 定 義 ， 並 知 道 力 矩 會 改 變 物 體 的 旋 轉 運 動 。 2.能 知 道 槓 桿 的 支 點 、 抗 力 點 與 施 力 點 。 3.能 合 理 地 使 用 數 據 、 圖 表 、 術 語 溝 通 。 不 足 D等 級 1.能 部 分 知 道 槓 桿 的 支 點 、 抗 力 點 與 施 力 點 。 2.偶 爾 能 合 理 的 使 用 數 據 、 圖 表 、 術 語 來 溝 通 表 達 。 落 後 E等 級 1.不 知 道 槓 桿 的 支 點 、 抗 力 點 與 施 力 點 。 2.無 法 使 用 數 據 、 圖 表 、 術 語 來 溝 通 表 達 。 資 料 來 源 ： 宋 曜 廷 、 林 世 華 、 曾 芬 蘭 （ 2015）。 設 計 合 適 的 評 量 規 劃 教 學 活 動 確 認 欲 達 成 之 教 學 目 標二、設計合適的評量
依 據 表 現 標 準 ， 規 劃 與 設 計 評 量 的 題 目 與 型 式 。 設 計 完 成 後 ， 請 同 校 參 與 《 評 量 標 準 》 種 子 教 師 培 訓 的 自 然 科 資 深 教 師 （ 任 教 16 年 ） 審 視 並 修 改 ， 如 附 錄 一 。三、規劃教學活動
先 以 發 問 引 起 學 生 的 動 機 -阿 基 米 德 「 給 我 一 根 夠 長 的 竿 子 與 一 個 支 點 ， 我 就 能 舉 起 整 個 地 球。」-除 複 習 國 小 所 學 過 的 槓 桿 內 容 外 ， 也 讓 同 學 思 索 以 一 人 之 力 舉 起 地 球 的 可 能 性 。 複 習 與 介 紹 槓 桿 構 造 ， 進 而 利 用 生 活 中 的 工 具 圖 片 ， 讓 學 生 活 用 學 過 的 概 念 ， 練 習 找 出 支 點 、 抗 力 點 與 施 力 點 。 如 利 用 兩 人 推 石 磨 轉 動 的 圖 片 （ 兩 人 施 力 大 小 相 等 、 方 向 相 反 、 作 用 於 不 同 之 石 磨 柄 上 ） 要 學 生 推 論 ： 為 何 兩 力 無 法 互 相 抵 銷 ?進一 步 導 入 力 矩、力 臂 的 概 念 ， 及 如 何 計 算 力 矩 大 小 與 槓 桿 原 理 在 生 活 上 的 應 用 。 接 著 將 學 生 三 個 人 分 成 一 組 （ 約 10 組 ），請 一 組 推 派 一 位 學 生 出 來 抽 圖 片（ 如 附 錄 二 ），給 予 四 分 鐘 的 時 間 讓 小 組 成 員 討 論 圖 片 中 工 具 其 支 點 、 施 力 點 與 抗 力 點 分 別 位 於 何 處 ？ 這 是 一 個 省 力 或 費 力 的 工 具 ？ 之 後 請 同 組 的 同 學 一 起 上 台 ， 利 用 投 影 在 布 幕 上 的 圖 片 ， 向 全 班 解 釋 與 發 表 小 組 討 論 的 結 果 ， 並 請 全 班 同 學 依 據 發 表 狀 況 給 予 評 分（ 評 分 表 如 附 錄 三 ）。課 程 結 束 後 ， 請 同 學 回 家 溫 習 課 業 ， 下 一 堂 自 然 與 生 活 科 技 課 堂 會 進 行 「 力 矩 與 轉 動 」 單 元 學 習 成 果 檢 測 (試 題 如 附 錄 一 )。肆、反向課程設計過程之反思
反 向 課 程 設 計 強 調 課 程 設 計 時 應 依 循 ： 確 認 欲 達 成 之 教 學 目 標 、 設 計 合 適 的 評 量、及 規 劃 教 學 活 動 之 程 序，逐 步 進 行 。 「 力 矩 與 轉 動 」單 元 的 教 學 目 標 中 涵 蓋「 能 適 當 地 使 用 數 據 、 圖 表 、 術 語 ， 並 做 清 楚 的 溝 通 表 達 ， 及 運 用 科 學 思 維 能 力 做 出 科 學 性 的 討 論 與 解 釋 」，故 在 課 程 設 計 步 驟 裡 便 將 此 討 論 活 動 融 入 課 堂 中 ， 希 望 藉 由 學 生 的 討 論 與 發 表 活 動 ， 評 量 學 生 能 否 適 當 地 使 用 科 學 術 語 作 溝 通 與 表 達 ， 及 運 用 科 學 思 維 能 力 進 行 討 論 與 解 釋 。 這 是 一 般 常 見 的 是 非 題、選 擇 題、填 充 題 與 應 用 題 等 ， 紙 筆 評 量 所 無 法 呈 現 。 故 在 反 向 課 程 設 計 裡 ， 此 討 論 與 發 表 活 動 扮 演 著 重 要 角 色 。 《 評 量 標 準 》計 畫 自 2011 年 起 步，目 前 則 是 全 國 各 區 域 辦 理 宣 導 說 明 的 推 廣 階 段 。 研 習 會 的 舉 辦 希 望 一 個 學 校 能 推 派 兩 位 自 然 科 教 師 參 加 ， 以 筆 者 的 親 身 經 驗 而 言 ， 這 是 一 個 相 當 值 得 肯 定 的 措 施 ， 因 為 當 研 習 完 回 到 學 校 實 際 操 作 時 ， 有 任 何 的 問 題 便 有 熟 悉 此 議 題 的 夥 伴 ， 可 以 討 論 或 給 予 建 議 。 夥 伴 間 為 學 習 共 同 體 ， 彼 此 間 共 同 成 長 ， 這 也 讓 教 師 更 有 意 願 在 學 校 中 落 實 《 評 量 標 準 》 所 欲 達 成 的 境 界 ， 進 而 更 易 將 政 策 推 廣 至 全 校 ！伍、建議
各 縣 市 如 火 如 荼 的 辦 理 教 師 評 量 知 能 研 習 ， 目 的 是 希 望 訓 練 教 師 熟 悉 《 評 量 標 準 》之 內 涵，並 藉 此 提 升 教 師 評 量 素 養 。 政 府 有 意 推 廣 ， 但 目 前 在 網 頁 中 可 以 找 到的 資 源 為 評 量 標 準 的 撰 寫 原 則 、 內 容 標 準 與 表 現 標 準 跟 課 綱 之 對 應 、 作 業 示 例 及 評 分 規 準 等 ， 若 能 將 各 縣 市 教 師 規 劃 設 計 完 善 的 評 量 學 習 單，細 分 出 科 目 與 章 節 單 元， 分 門 別 類 地 分 享 在 網 路 資 源 ， 讓 教 師 設 計 課 程 時 ， 可 輕 易 的 找 到 更 多 參 考 資 源 ， 應 可 更 加 速 政 策 的 推 廣 與 落 實 。 設 計 課 程 中 發 現 「 力 矩 與 轉 動 」 單 元 中 ，《 評 量 標 準 》 中 等 級 C 曾 提 到 「 能 知 道 力 矩 的 定 義 ， 並 知 道 力 矩 會 改 變 物 體 的 旋 轉 運 動 」， 但 D 與 E 等 級 卻 完 全 沒 有 提 到 力 矩 與 轉 動 的 部 分，是 否 等 級 D 應 增 加 「 能 部 分 知 道 力 矩 的 定 義 ， 及 力 矩 會 改 變 物 體 的 旋 轉 運 動 」， 而 E 等 級 增 加 「 不 知 道 力 矩 的 定 義 ， 與 不 知 道 力 矩 會 改 變 物 體 的 旋 轉 運 動 」 ？ 若 能 設 置 一 個 網 站 ， 讓 實 施 過 的 教 師 發 現 問 題 可 及 時 反 應 ， 達 集 思 廣 益 的 效 果 ， 促 成 此 評 量 標 準 更 加 完 善 。
參考文獻
教 育 部 （ 2008）。 97 年 度 國 民 中 小 學 九 年 一 貫 課 程 綱 要 。 臺 北 ： 教 育 部 。 教 育 部（ 2015）。國 中 小 及 學 前 教 育 組。國 中 學 習 成 就 評 量 標 準 及 實 作 程 序 試 辦 。 取 自 ： http://www.k12ea.gov. tw/ap/affair_view.aspx?sn=d0cddd2e-7a3 8-42f8-9a36-b168a8c50631&sid=17 宋 曜 廷、林 世 華、曾 芬 蘭（ 2015）。國 民 中 學 學 生 學 習 成 就 評 量 標 準 （ 試 行 版 ） 自 然 與 生 活 科 技 學 習 領 域 （ 理 化 科 ）。 取 自 ： http://www.sbasa. ntnu.edu.tw/Physical_and_Chemical_201 5.07.pdf 黃 文 三 、 張 炳 煌 、 潘 道 仁 、 馬 向 青 、 劉 靖 國 （ 2012）。 中 等 教 育 。 台 北 市 ： 高 教 出 版 社 。Wiggins, G. & McTighe, J .(2001) What is Backward Design?. In K. M. Davis(Eds.),
Understanding by Design (pp.7-19). New
Jersey: Merrill Prentice Hall Publ
附錄一
1. 請 標 示 出 右 圖 中 何 處 是 支 點 、 抗 力 點 與 施 力 點 。 對 應 國 中 學 生 學 習 成 就 評 量 標 準 ： C等 級 。 能 知 道 槓 桿 的 支 點 、 抗 力 點 與 施 力 點 。 說 明 ： 學 生 全 答 對 則 達 C等 級 ， 部 分 答 對 則 為 D等 級 ， 全 答 錯 則 為 E等 級 。 針 對 D與 E等 級 需 進 行 補 救 教 學 。 2. 科 學 上 將 描 述 物 體 轉 動 難 易 程 度 的 物 理 量 稱 為 力 矩 。 (1) 請 你 寫 出 力 矩 與 力、力 臂 間 的 關 係 。 (2) 施 力 2 公 斤 重，請 你 計 算 出 若 分 別 在 右 圖 中 的 甲 處 與 乙 處 施 力，所 產 生 的 力 矩 各 是 多 少 ? 何 者 較 易 造 成 門 板 的 轉 動 ?對 應 國 中 學 生 學 習 成 就 評 量 標 準 ：C等 級。能 知 道 力 矩 的 定 義，並 知 道 力 矩 會 改 變 物 體 的 旋 轉 運 動 。 說 明 ： 學 生 全 答 對 則 達 C等 級 ， 部 分 答 對 則 為 D等 級 ， 全 答 錯 則 為 E等 級 。 針 對 D與 E等 級 需 進 行 補 救 教 學 。 3. 用 手 抓 住 桿 秤 的 繩 紐 恰 可 平 衡 。 (1) 請 問 由 右 圖 可 知 這 隻 魚 的 重 量 ? 公 斤 重 (2) 若 將 秤 錘 往 右 移 至 距 繩 紐 3 公 尺 處 ， 則 桿 秤 的 桿 子 將 會 如 何 轉 動 ? 對 應 國 中 學 生 學 習 成 就 評 量 標 準 ： B等 級 。 能 理 解 槓 桿 原 理 、 能 理 解 力 矩 的 作 用 。 說 明 ： 學 生 全 答 對 則 達 B等 級 ， 未 全 部 答 對 則 未 達 B等 級 。 4. 右 下 圖 為 小 英 推 動 一 個 圓 桶 上 階 梯 。 (1) 請 問 從 右 圖 中 何 處 施 力 可 用 最 小 的 力 將 圓 桶 滾 上 階 梯 ？ (2) 請 你 解 釋 為 何 自 該 處 施 力 可 以 最 省 力 ？ 對 應 國 中 學 生 學 習 成 就 評 量 標 準： A等 級。能 應 用 槓 桿 原 理、能 舉 例 說 明 力 矩 對 物 體 轉 動 的 影 響 。 說 明 ： 學 生 全 答 對 則 達 A等 級 ， 未 全 部 答 對 則 未 達 A等 級 。
