走出「戶外」走進「探究」的環境教育「實作」教學
文‧圖/新北市土城區安和國民小學教師 楊仁理
摘要
探究式教學旨在導引學生結合舊經驗並透過一連串審慎的實作或調查工作來獲致經驗式的學習。本文利用參與、探索、解釋、精緻、評量等五個階段作為設計架構，以水生家族、生物與環境單元，營造孩子們探索問題與解決問題的學習情境。透過探究式的教學歷程，結合靜態的科學閱讀、動態的戶外教育，以及教學現場的實作分析，來達成精緻化教學的目標。課程內容以八里左岸西側灘地作為淨灘活動基地，利用定期戶外教學活動的機會，實施淨灘活動；詳細分析廢棄物統計資料，追蹤廢棄物的來源與分布；透過架設Billboard河口海岸環境現況告示板與QR code（快速響應矩陣碼）產生器編製二維條碼，將當季淨灘廢棄物分類統計資訊，以最方便、迅速的管道，提供給各類網路平台下載。透過課程的設計過程、教學活動、教學成果評量，並增加孩子們接觸田野教學場域的機會；擴充孩子們戶外教育議題的學習面向；深化孩子們自然領域學習效果。
文獻
美國科學促進會(American Association for the Advancement of Science, AAAS, 1990) 揭櫫探究式教學法乃植基於建構式哲學，透過思考、概念的連結以及社會的互動於焉成型。「探究」對於科學教學與K-12教育階層學習的價值，在於展現孩子們正向的學習成果、態度、批判性思考、過程技能、問題解決能力、創造力及字彙能力等，相關的研究不一而足，僅臚列代表性文獻如下： Cohen & Spillane, 1993; Curriculum Research & Development Group (CRDG), 2000; Wu & Hsieh, 2006; Aulls & Shore, 2008; National Research Council, 2012; Wilson et al. 2010。研究顯示學生在概念學習與科學知識的習得，與以探究式為主的學習活動呈現正相關。此外，有關探究式與傳統式課堂教學的比較研究，顯示以探究式為假設前提的教學，較能夠引導學習者知識、推理及論述能力的正向遷移。
實施與限制
本教學實務案例的理論基礎參考 Capps et. al., (2012) 經過微幅增刪，旨在透過 (1)問題與質疑；(2)戶外活動規劃與設計；(3)實作與資料數據；(4)分析；(5)溝通過程。鼓勵孩子們參與觀察體驗活動，覺察生物與環境的關係。並能對日常生活中的事物做有系統的觀察，探索及解決問題。嘗試推論解釋廢棄物的來源，由更精緻的探究學習與實作過程引導孩子們闡述說明調查結果以及宣廣活動。進而評量孩子們對環境變遷的省思能力，引領積極參與戶外活動，強化孩子們的科學實作能力以及對自然科學的了解。縱使如此，有研究報告指出，教學者通常視探究等同親手習作教學，因而使得教室中進行探究觀察的教師失去了全面性的接觸與了解，導致以偏概全之憾 (Rankin, 2000; Capps et al., 2012; Seung et. al., 2014)。在此反映出教學者對界定「探究」的範圍與洞悉能力的差異性 (Abd-El-Khalick et. al., 2004)，亦可作為我們後續研究的課題。
探究與實作
【探究教學活動 I】
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教學目標：
覺
知：覺知人類對環境資源過度濫用，造成資源枯竭，污染自然環境
知
識：了解自然環境資源永續利用對生物的重要
態
度：培養孩子們珍視環境、愛惜自然資源及尊重生命的態度
行動技能：培養孩子們透過觀察體驗發現問題與實地調查能力建立孩子們減
少污染，改善生活環境的能力
行動經驗：導引孩子們積極參與環境保育活動 |
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階段 |
教師活動 |
學生活動 |
教學活動紀錄 |
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參與 |
教師依據六下自然第三單元課程內容編製教學PPT，並準備淨灘用工具。 |
透過課堂教學活動，建構對海岸類型概念。 |
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探索 |
教師將學生分組，並分配淨灘學習活動區域
(應注意實際場域的安全性)
。 |
學生在淨灘現場嘗試先對收集到的廢棄物從事分類與數量統計。 |
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解釋 |
教師提問：探討海岸廢棄物可能的來源﹖ |
學生覺知人類活動對水域環境的影響。 |
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精緻 |
教師指導學生學習Excel試算軟體功能。 |
學生利用電腦資源進行廢棄物分析與圖表製作 |
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評量 |
教師提問：廢棄物對海岸環境與生物的可能影響有哪些？ |
1.透過觀察體驗發現問題與培養實地調查能力。
2.積極參與海岸環境保育活動。 |
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【探究教學活動 II】
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教學目標： 覺 知：覺知人類對環境資源過度濫用，造成資源枯竭，污染自然環境 知 識：了解自然環境資源永續利用對生物的重要 態 度：培養孩子們珍視環境、愛惜自然資源及尊重生命的態度 行動技能：培養孩子們透過觀察體驗發現問題與實地調查能力建立孩子們減 少污染，改善生活環境的能力 行動經驗：導引孩子們積極參與環境保育活動 |
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階段 |
教師活動 |
學生活動 |
教學活動紀錄 |
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參與 |
教師依據六下自然第三單元課程內容編製教學PPT，嵌入相關教學解說影片
(影片I：保利龍；影片II：污染物的危害；無版權問題)
。 |
透過課堂教學活動與影片資源，建構環境汙染的初步概念。 |
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探索 |
教師將學生分組，進行課堂廢棄物分類探究活動。 |
對收集到的廢棄物從事詳細的分類與數量統計。 |
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解釋 |
教師提問：為何塑膠類廢棄物會比較多﹖ |
學生覺知大量使用塑膠製品對水域環境的影響。 |
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精緻 |
教師導引學生利用現代資訊媒材。 |
1.利用電腦資源與媒材進行環境現況告示板測試。
2.學習QR
code（快速響應矩陣碼）產生器編製二維條碼。 |
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評量 |
教師提問：如何將當季淨灘廢棄物分類統計資訊廢棄物，以最有效的方式讓大眾知悉？ |
將Billboard
環境現況告示板結合QR
code，上網公告，提醒當地居民與遊客對海岸環境保護的重要。 |
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參考文獻：
Abd-El-Khalick, F., BouJaoude, S., &
Duschl, R. (2004). Inquiry in science education: International
perspectives. Science Education, 88, 397–419.
American
Association for the Advancement of Science. (1990). Science for all
Americans. New York, NY: Oxford University Press.
Aulls,
M.W.,&Shore, B. M. (2008). Inquiry in education (Vol. 1).NewYork,NY:
Lawrence Erlbaum.
Capps, D. K., Crawford, B. A., & Constas, M. A.
(2012). A review of empirical literature on inquiryprofessional
development: Alignment with best practices and a critique of the
findings. Journal of Science Teacher Education, 23, 291–318.
Cohen, D. K., & Spillane, J. P. (1993). Policy and practice: The
relationship between governance and instruction. In S. H. Fuhrman
(Ed.), Designing coherent education policy: Improving the system
(pp. 35–95). San Francisco, CA: Jossey-Bass.
Curriculum Research
& Development Group (CRDG). (2014). Accessible professional
development for teaching aquatic science inquiry: Final report.
Honolulu, HI: University of Hawai’iatM_anoa Retrieved from
http://manoa.hawaii.edu/crdg/wp-content/uploads/TSI-CRDG-final-report-Secured-Final-Version.pdf
National Research Council. (2005). National science education
standards.Washington, D.C.: National Academy Press.
Rankin, L.
(2000). Lessons learned: Addressing common misconceptions about
inquiry. Inquiry:
Thoughts, views, and strategies for the K-5
classroom. Foundations: A monograph for
professionals in
science, mathematics, and technology education. Arlington, VA:
National Science Foundation. Retrieved from
https://www.nsf.gov/pubs/2000/nsf99148/
Seung, E., Park,
S.,&Jung, J. J. (2014). Exploring preservice elementary teachers’
understanding of the essential features of inquiry-based science
teaching using evidence-based reflection. Research in Science
Education, 44, 507–529.
Wilson, C. D., Taylor, J. A., Kowalski,
S. M., & Carlson, J. (2010). The relative effects and equity of
inquiry-based and commonplace science teaching on students’
knowledge, reasoning, and argumentation. Journal of Research in
ScienceTeaching, 47, 276–301.
Wu, H. K., & Hsieh, C. E. (2006).
Developing sixth graders’ inquiry skills to construct explanations
in inquiry-based learning environments. International Journal of
Science Education, 28, 1290–1313.
