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前言
科學的教育是教授科學探究的過程，而 科學探究包含：觀察、提出問題、假設、設 計實驗、分析數據、整理與形成結論。在面 對未來網路巨量資訊的新時代，期望探究能 力應用在實際生活當中，學生能夠思辨資訊 的真偽、分析現象背後的科學知識、解決面 臨 的 問 題 、 與 同 儕 分 工 合 作 討 論 、 領 導 與 溝通，最後能表達自己的思想。培養這些能 力，是目前第一線教師應該思索，甚至應該 肩負的使命感。然而，在實際生活中面對的 問題往往是需要跨領域知識整合的，所以科 學的教育與思考是無法分家的，科學知識的 傳授除了需要不同專業領域教師的分工，探 索的課程如果能夠整合不同專業領域教師的 合作，必定能發揮更大的效益，互相激盪出 更多的靈感，給學生更完整的能力。
107課綱多元選修探索與實作課程，目標 就是「跨科整合」，而本校在102學年度即 已針對高一學生開設特色選修的課程，在科 學領域方面就落實跨科整合的目標，有幸在 資深教師劉月梅老師的領導之下，集結不同
自然學科的專業教師，定期開會腦力激盪，
由資深老師帶領中、新生代老師共同討論，
一起合作面對跨領域探索實作課程的教案研 發，開設的課程為一學期，每週時數2小時 的實驗課程，歷經幾年的教學探索、教案修 改、專業知識的精進下，大手牽小手，引導 師生共同朝向科學教育的本質目標邁進。
以 下 ， 就 以 「 心 電 圖 儀 器 的 原 理 與 應 用」課程，結合物理科與生物科，作為一個 跨科整合的探索實作課程例子，分享給各位 先進後輩，期望不吝指教。大家一起來愛科 學，愛教育吧！
以心電圖儀器與電訊號為例
一、核心概念
將生物學研究之測量改以數位化數據為 主，積極利用資訊科技之電壓、電流及電阻 概 念 ， 設 計 簡 易 儀 器 並 測 量 人 體 之 相 關 數 據。其核心概念發展如圖一所示。
教師 張淳琤
國立新竹女子高級中學 生物科
如何測得脈搏？
心電圖儀器的 原理與應用
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圖一：心電圖儀器的原理與應用之核心概念發 展。
二、目標（以下簡介生物的部分）
利用測量數據及生物學基本概念，對簡 易心電圖數據進行分析及判讀。
三、課程過程
課前準備
本課程搭配實際操作，約3∼4人一組。
每次上課都是在實驗室內進行，每組都配有
一 臺 桌 上 型 電 腦 ， 與 一 臺 心 電 圖 儀 器 。 以
「心電圖儀器操作」的課程為例，前一次上 課 即 預 告 學 生 本 次 將 討 論 與 操 作 心 電 圖 儀 器，請學生上網預先查資料。
課中互動
上課時以討論互答的方式進行，由教師 規劃時間，再輔以PPT講解，可以視學生的 程度，進行概念的澄清或是複習，例如：心 搏週期的內容介紹、如何測量心搏時節律點 所發出的電訊號等。然後搭配學習單，讓學 生實際操作（圖二）。
四、討論整合
學習單主要是引導學生記錄數據、擷取 數據、判讀波形、觀察自己與組員間數據的 差異。進一步思考，有哪些變因可能影響心
A PPT上顯示如何操作心電圖儀器，由學生自己嘗 試即可，過程中教師只是引導討論的角色，讓 學生嘗試發現與解決問題。
B 學生嘗試把貼布貼在左、右手和腳上，或用夾 子取代貼布，並討論何種方式較準確，有任何 問題，皆可向教師請教。
C 引導學生判讀自己的心電圖波形，教師以問問 題的方式，擔任輔助思考與刺激思考的角色。
D 教師指導學生操作軟體，以擷取和分析數據，
並引導學生記錄。
圖二：課中的互動模式。
A B
C D
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科學探究 MIT - 生物
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電圖的波形？包括物理上的電訊號擷取的變 因 、 生 理 上 的 變 因 ， 如 運 動 狀 態 與 休 息 狀 態，或是不同個體之間的差異等，讓學生藉 由 觀 察 中 發 現 問 題 ， 討 論 出 下 堂 課 的 重 點
─如何應用此儀器設計出能解決問題的實 驗方法，或是如何正確擷取數據與分析的方 法。（請參考MIT第5期學習單）
五、評量方式
課程進行時，分成多方面的評量方式：
1 教師當場觀察學生參與的程度，與課後討 論的積極程度。
2 填寫學習單：數據紀錄與分析、創意思考 問問題與心得回饋表（圖三、圖四）。
3 期末小組報告：可報告自己改變變因的實 驗 結 果 、 自 己 遇 到 問 題 的 解 決 方 法 與 收 穫，或是創意發想的延伸。另外，學生也 必須將所有的學習單整合成整學期的歷程 檔案，當作成果發表。
圖三：學生會判讀一次心搏週期的時間，和換 算每分鐘的心搏速率，且從未穩定的波形引發 好奇心。
圖四：出現心電圖的波形，振幅完全顛倒的狀 況，學生因此而引發好奇。
六、回饋與心得
學生的回饋往往是即時且令人雀躍的，
也 可 從 中 了 解 學 生 們 的 特 質 （ 圖 五 ∼ 圖 八）。
圖五：發現問題並嘗試解決問題的類型。
圖六：想了解心電圖儀器背後原理的追根究柢 類型。
圖七：已經開始嘗試不同變因影響心博頻率的 嘗試類型的學生。
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圖八：開始嘗試好奇生活上還有什麼與電訊號 相關應用的創意型學生。
結語
如果時間上許可，此課程可以再進一步 延伸學生的創意：思索還有什麼因素影響心 搏？電訊號可以應用的其他層面？然後引導 學生設計實驗、實際測量、紀錄與討論，最 後引導學生報告分享，各領域的老師們一起 給予批評與指導，協助學生走過科學探索的 過 程 ， 最 後 產 出 一 個 過 程 經 歷 ， 不 但 可 以 刺激學生的思考，對於未來新的升學評量方 式，也是一種成就與心血，如果各位老師對 於心電圖儀器有興趣想要一窺究竟，也歡迎 大家加入討論，大家共備共好，相信除了學 生之外，教師的收穫也是巨大的。
教書多年的體悟為：科學的本質是解決 生活中所面臨的問題，面對全球環境的快速 變化，以往老師說、學生抄寫的教授方式應 該 要 有 新 的 思 維 ， 以 往 選 擇 題 式 的 考 試 方 式，培養出的是乖巧認真，會記憶、會背誦 的學生，然而生活上的問題不會是選擇題，
討論與溝通是精進思考的利器，合作與分工 更是培養領導人才的訓練，所以如何培養學 生真正帶著走的能力，如何在教授既往知識 下又能讓教育成為一泉活水，跨領域整合與 動手實作方式，是個非常適用的課程。老師 成 為 一 個 陪 伴 與 協 助 引 導 的 角 色 ， 與 學 生
一同討論與嘗試錯誤的過程中，有時往往學 生一個錯誤的嘗試，卻激發出更多新的好奇 與問題，值得進一步探索討論，科學的美妙 油然而生，更期望在學生心中埋下好奇的種 子，達到教學相長的驚豔，也創造出更多的 火花與感動。
曾經有個資深老師與我分享：「當你教 完一堂課，學生闔上書本時，究竟他從你這 兒帶走了什麼？除了書本上的知識之外，你 有沒有給他帶得走的能力？」師者，除了傳 道授業解惑之外，人生的道理，分析事情的 方式，獨立思考的能力，對社會的貢獻，我 想，這些都是我們為人師表的期望吧！僅以 此教案與大家共勉，期望更多新血與先進一 起切磋鼓勵，一起為教育這片花園灑下美好 的種子吧！
圖片來源：
圖一、圖二 . A、B、D、圖三∼圖八：由張淳琤老 師提供
圖二 . C：Shutterstock圖庫提供
