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把探討活動升格 成探究式教學
－以過氧化氫酶實驗為例
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下載教材電子檔 教師 楊雅雯 溪湖高中
【 作者簡介】 8年前與校內6名自然科老師一同加入彰師大林建隆教授的科教團隊，以5E探究 式教學來編撰並進行高中的奈米課程，榮獲106年度教學卓越銀質獎。教學生涯 中深感學識之不足，參加中區高中生物共備多年，獲益良多，心懷感激。
前言
108課綱即將上路，高中即將出現一門「探 究與實作」，而大部分的老師在當學生的階段與 師資培訓的階段，可能都未曾接觸過所謂的探究 式教學法的課程。一個自己都不懂的東西，怎麼 可能上的出來？出版社常很好心的拿許多老師強 大的探究式教案範例發給大家，但其中某些背景 知識不易跨過，或者是與現在的課程關聯性不 高，有些是缺材料、缺時間加上缺動機，所以總 是淪為「參閱」，很多老師還是很茫然，探究式 課程與我們現在課程後面都有的探討活動，有什 麼不一樣？
探究式教學法一反過去以教師為中心的教學 模式，改以學習者為中心，並不需要特殊的教材 才能實施，課程後面的探討活動就是很好的教 材，但是要怎麼改？怎麼施行呢？又什麼是探究 式教學法呢？
探究式教學法簡介
探究式教學法依教材探究內容開放的程度 有三種層次（如下表），我常用的是Level 1∼2 之間，較能聚焦在現在進行的課堂範圍與進度：
Level 1： 老師提供實驗問題與方法，只有實驗 結果是未知，又稱為結構式探究。
Level 2： 老師提供實驗問題，而方法與結果是 未知，又稱為引導式探究。
Level 3： 實驗問題、假設、方法與步驟，完全 交給學生進行探究學習，又稱為開放 式探究。
Schwab探究教學的三個層次分級
實驗問題 實驗方法 實驗結果 Level 1 O O X Level 2 O X X Level 3 X X X
（資料來源：參考資料2）
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成探究式教學
－以過氧化氫酶實驗為例
設計完教材的探究層次，在課堂的教學模 式中，我們團隊以5E探究式教學來授課。5E探 究式教學模式包含5個步驟，而其中還可循環進 行：
1 參與 (Engagement) ─
透過引發好奇心的小活動，引出先備知識。
2 探索 (Explore) ─
幫助學生探索問題，設計合適的實驗並操作。
3 解釋 (Explanation) ─
提供機會讓學生解釋他們的數據。
4 精緻化 (Elaboration) ─
老師挑戰並擴展學生的概念與技能。
5 評鑑 (Evaluation) ─
評鑑學生是否達到教育目標。
為什麼要用探究式教學法？
先分享一個我的教學經驗。我先口頭講述蓮 葉效應的原理，再加上BBC影片縮時攝影的強大 解說，在學生應該都懂了之後，才分組進行在蓮 葉上滴水，撒沙子等操作。（像不像我們大部分 教室裡的上課流程！）學生的反應總是冷冷的，
反正他都懂了，要做不做的……對老師來說，這 無非是一個削弱的動作，辛辛苦苦準備了這麼多 實驗設備，學生又不買帳，難怪幾次削弱之後，
大部分的老師都不愛上實作課了！
但接觸了探究式教學之後，我先要求學生寫 下他認為蓮葉效應出現的條件─【參與】，從中 了解學生的起點行為與盲點。將其盲點歸納後，
並不做解說，直接進行操作─【探索】。讓學生 直接從操作中找答案，或是累積更多的問題，並 讓各組報告他們的觀察─【解釋】。有的答案在
景。缺點是，我常被問倒，這個時候就……大家 一起上網找答案！
探究式教學法很難嗎？
我相信要教會老師們使用探究式教學法不是 件很難的事情，但我操作的8年來覺得最大的困 難點是，學生不習慣！我們的孩子從國中開始有 系統的學科學，但學習的過程就是要求他們記憶 各式各樣的科學知識，考試也都只考知識與計 算，養成學生不想自己動腦筋去想，去歸納、去 理解、去應用，只希望老師直接告訴他答案，他 記下來，這樣準備考試最有效率。
當我們一直叫他想，他就覺得很煩，只想等 著老師給標準答案，還覺得老師在浪費他的時 間。
是的，探究式教學不是一個最有效率傳達知 識的學習方法，而是協助學生主動建構自己的知 識。所以它需要相當程度的等待，等待學生自己 建構知識。它所花的時間一定比講述法與食譜式 的探討活動花掉更多時間，但探究式教學是最接 近實際科學活動的教學方式，且是建構科學素養 最好的方式。
師生們必須要先了解每一種教學法的優缺 點，適切使用，才會有一個和諧的教學風景。
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將「過氧化氫酶的探討活動」轉為探究式教學
有些探討活動是在驗證所學，較不容易轉換成探究式教學。而高三選修生物上的過氧化氫酶活性 的實驗，就很適合轉換。而且這個實驗會狂冒泡泡！非常對學生的胃口，且實驗原理不難，以學生的 背景知識是有機會自己推得出來，很適合拿來當探究與實作的教材。
◎教學流程與說明
教學流程 教學內容 教學策略與建議
參與 引起動機
示範把一小塊馬鈴薯丟到雙氧水中，提問，
讓學生寫下想法
1 利用觀察引起動機
2 走動看學生寫的內容給予適當的引導
探究 定性觀察
1 自己設計變因、實驗組與對照組 2 小組討論採用哪一個變因與實驗設計 3 進行操作與記錄
引導學生先寫下自己的想法，再進行討論
解釋 4 每個人先自己歸納結果 5 小組討論，上臺報告
1 引導學生先寫下自己的想法，再進行討論 2 引導學生去聽別組的報告，並適時回饋
精緻化 1 老師歸納大家的結果
2 引導定量的概念，引出下一階段的實驗 引導定量實驗的重要性
探究 量化的實驗
1 自己設計變因、實驗組與對照組 2 小組討論採用哪一個變因與實驗設計 3 進行操作與記錄
引導學生先寫下自己的想法，再進行討論
解釋 4 每個人先自己歸納結果 5 小組討論，上臺報告
1 引導學生先寫下自己的想法，再進行討論 2 引導學生去聽別組的報告，並適時回饋
精緻化 1 老師歸納大家的結果
2 挑戰和擴展學生的概念理解與技能
老師最大的挑戰！我也還在學習中！
可以用影片輔助
評量 以問答題或相關領域的類PISA試題進行評量，用以評估學生理解與能力，並給予老師回饋是 否達到教育目標。
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◎學習單範例
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為什麼要一直強調「引導學生先寫下自己的 想法，再進行討論」？因為這件事情很重要，但 是又有一點兒難。學生非常不習慣寫下想法，因 為他們總是習慣寫標準答案，而且等一下老師一 定會講標準答案，所以如果先寫了想法，等一下 還要擦掉，太麻煩了！等老師講出標準答案再寫 就好了。
但是，當學生沒有寫下自己的想法，老師便 無從得知學生有沒有跟上學習。而且沒有先寫下 想法就進行小組討論的話，很容易被組內最強勢 的同學所引導，而失去獨立思考的機會。所以，
一定要好說歹說要求學生寫下自己的想法，再進 行下一步。
經驗分享與反思
食譜式的探討活動，只是在驗證所學，雖然 也重要，但無助於科學素養的建立。轉換成探究 式教學並沒有想像中的難，探究式教學可以是很 有彈性的，如果時間有限，只進行教案第一階段 的參與、探究、解釋、精緻化，大概是屬於層次 一的探究活動；如果完成整個教案，讓學生進一 步設計量化實驗的方法，大概是屬於層次二的探 究活動。
但探究式教學的模式需要讓學生操作、觀 察、思考與討論，在在都非常花時間，以這個教 案來說，我會以4個小時來進行，2個小時進行第
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C D
課中的互動模式：
A.B. 小組討論設計與操作實驗
C.D. 實驗結束時整理歸納結果上臺報告
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一階段的實驗，並設計下一週的實驗，下一週 的2個小時再進行第二階段的操作與結果報告。
（而本次附的學生學習單，只在高一進行2個小 時的課程，在時間不夠的情況下，第二階段的實 驗就只能做規劃，而沒有時間完成。）
在高三上學期的豬心解剖課程，我也要求學 生要進行探究，材料取材豬心（我們跟肉品市場 訂的豬心上還連有主動脈、食道與氣管）。每個 學生設計一個問題，而這個問題不可以是課本就 知道的知識（例如：左右房室瓣各有幾片）。一 組寫在一張學習單上（其實是白紙，如下圖），
好問題與好答案都有特別加分！有一些問題在剖
開豬心之後，發現無法執行，可以畫掉重擬問 題。只能畫掉不是塗掉！因為這是學習的軌跡。
以往1個小時以內就可以完成的課程，轉換成探 究之後，學生的專注度更高，1個半小時還遲遲 不讓我下「開始收拾」的指令，且探究的深度令 人驚艷。
在過去只重知識不重素養的年代，再加上授 課時數的限制，雖然有一大堆文獻都顯示探究式 學習是培養科學素養最好的方法，但這方法卻一 直成不了顯學。108課綱探究與實作所提供的時 間與升學連動，成就了一個最佳的契機。
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我與探究式教學
有幸在8年前被趕鴨子上架用探究式教學法 來進行奈米課程，還記得第一年上的誠惶誠恐，
不斷地去問坐在後面觀課的彰師大教授我的引導 夠不夠「探究」。第二年開始有一點懂了，就覺 得第一年寫出來的教案很爛，對於歸納學生的解 釋以及擴展學生的概念還是不夠理想。直到第三 年的上課，我才開始有掌握全局的感覺，可以完 全融入我是課堂進行的引導者，有時候覺得自己 還真像綜藝節目裡的主持人。但期許自己能夠設 計出叫好又叫座的課程，並對於提問與統整的能 力更加強，我加入中區高中生物共備，並在其中 找到志同道合的夥伴且一同成長。
而現在，我覺得探究無所不在，連課堂上的 學習單，我都以探究的精神來設計。談回到探究 與實做這一門課，我非常享受學生專注做實驗與 報告的模樣，但對於沒有實驗室管理員的我們，
準備實驗器材實在是苦差事，所以與其他科老師 合開實驗課，是分攤工作與心裡壓力的好方法。
探究式教學一定要跨科嗎？
到處演講的過程中，常常被問到「探究式教 學一定要跨科嗎？」
我的想法是，知識要能夠跨科，老師要去認 識不同科在相關領域的用詞，因為這是學生熟悉 的用詞，不然你講一種（打斷ATP的化學鍵會放 能），化學老師講另一種（所有的化學鍵斷裂都 需要能量），學生的知識建立就會連不起來。而 到底要不要一堂課配兩科的老師呢？我認為是依 教材需要，有一些教材本來就有跨科的特質（例 如：奈米科技），不可能只由一科老師來授課。
但有些教材並沒有跨科的特質，並不一定要強求 多科老師共同授課。我聽過中山女高蔡任圃老師 的演講，他就操作過許多很棒的探究式教學。
我心中的重點，是學生能不能從我的教學活 動中習得具備系統思考、分析與探索的素養。我 們以探究式教學法來進行課程，在編寫教案時會 注意跨科的關聯性，並適時引導學生還能夠怎麼 想，應該就能距離目標不遠了。有沒有多科老師 共同授課……應該不是重點吧！
展望
我早先一步操作探究式教學，在這裡與老師 們分享一路走來所遇到的困難與成就感，希望在 同溫層中一同取暖，一同「共好」。
參考資料
1 蘇佳俊(2017) 發展高中奈米5E探究教材之行動研究。
彰師科教碩士論文。
2 Schwab, J. J. (1962). The teaching of science as enquiry.
Cambridge, MA: Havard University Press.
