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2021年10月13日 星期三

110探究實作A第七週-提問與實驗規劃part1



在課程開始之前,先提醒同學下週要用到行動電源,要確定哪一位會帶行動電源。(在後面討論時間中,如果有進度比較快的組,可以去確認是誰帶行動電源)

一開始站在照片左側白板上的海報前,帶著大家回顧我們上週做的事情。
這邊要認真回顧大家的優點,從仔細呈現歷程、提出想問的問題,到我們用紅點來看看大家覺得比較明確指出實驗流程的提問。
我們也看了疑問詞其實可以讓提問有不同的層次,"是否"的提問是最可能快速回答的,而"如何...影響..."會需要收集更詳細的數據,"為什麼..."的問題則是除了數據之外,還要整合許多其他因果關係才能完整的回答。

也用綠色的大紙寫下覺得有哪些特徵能使提問有助於規劃實驗研究。
但是我們上週還沒有機會討論大家的想法。

所以帶著同學看看我把講相同內容的歸類結果。
這時候可以請比較遠的組別幫忙念第一欄的三張內容。如果紙上的字太小而看不清楚,則可以請寫這張紙的組別念出文字,順便說一下這樣的大小會讓遠方的同學在看的時候很吃力。
後面幾欄因為張數少,而且有些字算大,我又希望這邊節奏不要太慢,會由我清楚念出每一張上面的重點(並且用手指出來),然後對應到最上面的歸納(橘色方框)

分別是問句裡面
  1. 有明確的方向(有寫出關鍵字)
  2. 有操縱變因
  3. 有可行的操縱變因
  4. 有對照的設計
  5. 有應變變因

在講的時候,會解釋為什麼這五個特點是有幫助的。這個依賴老師對科學哲學與研究法的掌握,後面所有課程都是一樣。
老師自己必須知道這些要素為何是做探究實很重要的,而不是一直強調這很重要,卻說不出為什麼
(只好說因為會考)
(不在意成績的同學就不會甩你)
(學生常因此就會等老師說哪裡要考再聽,其他時間就是胡搞)

除此之外也要能夠連結所有學群的同學在自己領域中的研究法,才能讓學生體認自然探究實作作為基礎課程的必要性。

接著是很重要的儀式性動作。
我請同學看著我把右邊五欄的標頭移到中間的白色海報紙上。

很多夥伴會小看這個儀式性動作,但這對我建立"所有學習成果都是大家建立的"共識是關鍵性的。
同時建立起各種觀念跟他們原先描述的關聯。
這兩點的關鍵性很高,不能因為省事或省時就跳過去,否則我可以在上課前就貼好的。

然後就是請同學把第二張海報紙上的重點記錄在筆記本上囉,因為我們等一下要用實際的例子做提問練習。

這邊我有在事先問社會科探究實作的三個主題,因此用這些主題來挑戰同學用不同的問句去提問。(不爆雷)

到這邊為止,蠟燭燃燒的單元我們學習觀察與有幫助的記錄。
太陽優格蛋的單元我們學習從記錄中提出能做實驗探討的問題。

而接下來我們會用口罩過濾的實驗來學習"提問與規劃實驗"

會用這個題材有三個用意
  1. 可以幫助學生體驗生活中的議題或問題轉形為可研究的問題
  2. 可以讓學生思考如何定義應變變因才能對應響評估的目標
  3. 可以讓學生發現儀器的本身會有誤差,需要想出校正的方法
這些都指向我們下學期最終的探究目標--新竹的水汙染與飲用水安全。
除了希望學生關注地方重要議題外,當然也是我們科共同希望一般國民都具有的概念或能力。
包含為什麼汙染檢驗需要很久的時間,檢驗方式有很多考量與限制,為什麼沒有零檢出、為什麼民眾自行檢驗所得的數據是不能用來告發的...等等。

關於第一點,大概是我們的課程跟大多學校最大的不同。
除了一開始(只有兩週)的蠟燭實驗之外,我們其他的所有主題都是"直接"跟重大議題連結的(口罩-空汙與疫情、風力發電-綠色能源、營養食品-健康、新竹水資源-水汙染),而沒有"背後有科學原理的有趣現象"(像是投石器、喝水鳥、咖啡奶茶冷卻、紙飛機、橡皮筋、蝶豆花..........等等)

就結果來說,我喜歡這樣的課程。
人文社會取向的同學能在過程當中覺得跟自己有關、持續投入,而且最後的探究報告十分超乎期待。
理工生醫取向的同學能在過程中發現實際系統跟自己紙上解題的理想狀態很不一樣﹐必須更全面的應用所有理科課堂上的系統觀與條件檢視。

(當然,直接跟授課方式有關。我也碰過理科班級同學回憶時說都在玩、報告不知道在寫什麼。或是老師一直跟他們說會這樣那樣考,抄下來就對了)


到這邊為止,應該差不多15-20分鐘。
要跟同學說明我們接下來要練習的是如何將生活中的疑問做比較週詳的研究,等到了比較複雜的問題時,才能抓到研究的架構。
用的題材是大家比較常接觸的口罩。

這邊要強調的是口罩主題只是練習的媒介,減少學生覺得一點也不在乎口罩,幹嘛要花這麼多時間的想法。

接下來的介紹是根據每屆遇到的狀況不同而做的調整。
107學年度還沒有疫情,所以適用當時比較容易出現在新聞中的霾害。
108學年度還是使用霾害。
109學年度正式全年級實施時,碰到口罩荒,所以用的是各種重複使用口罩的方法。
110學年度,也就是這學期,上面兩個梗都不能用惹。

所以我想了好幾週,才決定改成下面這段。

因為施打疫苗的比例升高,所以接下來會有很多措施慢慢放寬。
最後可能就只剩下口罩作為保護自己的方法,各種維持距離的措施都會取消。
偏偏目前的疫苗對於最擔心的Delta變種是防護有限的,而且年輕人雖然不會有外顯的症狀,但還是會有令人擔心後遺症風險。

所以在只剩下口罩作為保護方法的情況下,你的口罩真的能有防護的功能嗎?

在這邊我問了一下同學是否知道自己的口罩是在哪裡買的,單價是多少

我上網去查的時候發現價差超大

我自己是絕對不會買單價超過五元的口罩,但也有老師跟我說她決不買低於五元的口罩,因為怕是製程有問題才那麼便宜。

但是也有一個超過20元的口罩。

偏偏口罩真正能過濾掉細菌或細微飛沫的是中層熔噴層,要有正確的製程才能有吸附細微粒子的功能。是否有功能無法從外觀判斷。

這也是為什麼從民國97年

到2011年

甚至是今年年初,都在抽驗時發現很多沒有足夠防護力的口罩在市面上流通。

更不用說彩色口罩或是製程瑕疵所帶來的問題。

大家應該都沒有忘記去年的口罩混充事件

所以大家確定自己戴的口罩是能保護自己的嗎~~~~~~


更不用說現在因為吃東西可以拿掉口罩,但吃完還要再戴回去。就衍伸了一些問題。

這邊跟同學意見調查一下,那些同學吃東西時口罩是拉到下巴、哪些是放在桌上、那些人會放在口袋。

因為口罩是要攔截空氣中的病菌,如果放在桌面上,等於接住很多落下的病菌。
這也是為什麼疾管署建議大家要把脫下來的口罩用乾淨的袋子裝好。
重複使用的口罩夾就很令人擔心。

講了這麼多,接下來的時間給同學進行小組討論。有沒有關於口罩的問題想要研究看看。請小組把初步的想法寫在白板上。
這邊給的時間大約是十分鐘。

帶大家看完所有組的主題後


這是初步確定方向,接下來會調整提問。
因為學生並不熟悉相關步驟或專有名詞,因此在這邊期待學生寫出有明確應變變因是不切實際的。

距離下課前的十分鐘,讓同學以個人為單位,利用我們前面歸納出來的提問特徵,將自己小組的主題做三種變化(是否/如何/為什麼),並且看看如何融入操縱變因與應變變因。

開好一個作業,讓寫好的學生上傳,並且說明在下節上課時,會跟大家分享自己的提問。
(其實是讓學生真的就會開始寫,進行練習,也彌補這一般在上周沒有做到練習的遺憾)


在一早就安排好器材。因為學生若是取放是不用心,會很容易讓機器壞掉。


第二節課的一上課,就是安排器材的整理,然後才是介紹。

我的說明如下
因為我們班用完器材,要借給其他班級用,所以要復原成原來的樣子,也要確認都是功能正常。
別班用完時也要用一模一樣的方式放回來。

所以等一下各組派一位負責第二層的偵測器,第二位負責第三到五層的裝置。
來拿的時後先拍照,復原的時候要擺回原來的位置、照原來的樣子放好。

每一組的裝置上都貼有編號,請照組別拿,而且接下來三週都是同樣的同學取走跟放回。

因為之前都沒有編號,也沒有裝好,所以很容易線路鬆脫,或是裝置破損。也因為要加速裝置移動的效率,所以做這樣的安排。


說明的流程分成兩個
  1. 裝置:只介紹各部分的形狀,要強調自己可以改順序與用法,我夾在一起只是為了好拿。
  2. 偵測儀器:先簡單介紹偵測器的原理,然後說數字的顯示螢幕,帶到如何區別哪個是數字是連到哪個偵測器。接著說明主機的供電。
然後就是給下列指令:接下來請生討論
  • 分別是哪些同學負責拿裝置、偵測儀器,跟下週攜帶電源。
  • 瀏覽四個成員在上一節課的三個提問練習,看看哪一個最適合用這組裝置來研究。
  • 如何調整提問,更反映這個研究裝置可以檢測的事情。

接下來就是學生拿著裝置回去研究如果要探究他們自己的主題可以怎麼裝置。
根據這種裝置要如何調整提問。








這個班的成果,還滿好的。
下課前就帶著大家看每一組問題的演化。
重點是看看操縱變因、應變變因,與問題的層次。
當然第五組只說了要測試口罩防護的極限,也請他們下次要說明是想回答什麼問題。


視障同學的部分,也跟他約了時間來熟悉器材,並且說明上課流程

包含固定的東西放置位置,每個東西的外型(因為我到時候會用小白盒與藍色方塊偵測器來跟全班說明)、名稱與功能




也帶著學生實際從生物教室走到化學實驗室。
跟他說明實驗室配置與設備,約好做定的位置,讓他下周可以順順操作實驗。



 

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