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阿梅的生物圈一號韓中梅製作,以創用CC 姓名標示 3.0 台灣 授權條款釋出。
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1.讓學生在需要時能有材料自學/預習/複習
2.生物教師(現在及未來的)能一起討論更棒的教學活動

所以請求檔案分享時請您寫個信告訴我您是誰囉~


感謝台中二中葉婉儀老師、台南二中李宜欣老師、平鎮高中蔣佑明老師、嘉義高中林芳妃老師、旗美高中蔡佳娟老師融入校內課程
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2025年11月10日 星期一

選修生物一-酵素與酸鹼值的探究

今年的教學主軸,除了「測量值不是應變變因」、「科學圖表的橫軸應該是操縱變因」及「數據需要附不確定度的估計(以前是標準差)」之外,今年測試不同的紀錄指示(紀錄每兩分鐘的氣泡總體積vs記錄每兩分鐘新增的氣泡體積),會有哪些不同的影響。

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另外,每年都忘記要怎麼布置跟調整器材,今年來記錄一下。


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首先,在這個實驗中,我要教的是數據的觀察及轉換。

在數據的觀察部分:

在教科書上的指示都錯誤的讓學生直接用測量到的所有數據去做圖。
但其實應該先做數據的觀察。
記錄並繪製「每分鐘的氣泡體積」是為了要觀察「取哪一段數據才是『有效的』反應速率」。

計算整個十分鐘的反應速率是沒有意義的。

在數據的轉換部分:

大多學生跟教科書都是使用測量值當作應變變因,這不只是對變因定義的誤解,而且也展現了對"化學反應速率"的誤解,同時也展現了對科學製圖的低掌握度。

另外,沒有一本教科書教學生要附上誤差估計,更不用說更新為目前物理課本所教的「不確定度的估計」

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器材主要調整部分:

  • 直接使用量筒讓學生做實驗,而不是用試管。
  • 每桌四個10ml量筒 pH6、7、8、9各做一次(而非3、5、7、9)

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實驗前準備的調整
  • 電腦投影三個分頁:實驗影片、班級紀錄檔案及量筒使用配置的照片
  • 200克馬鈴薯+300-400ML水比較好(視馬鈴薯的新鮮程度)
  • 等學生大多將緩衝液跟過氧化氫都取好,再開始打馬鈴薯汁,分裝到小燒杯(10ml/杯)
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上課流程
  1. 先說明今天要做的實驗是探討酸鹼值對酵素的影響。
  2. 展示最後要處理數據的檔案
  3. 但其實這個單完要學的是數據處理及誤差估計
  4. 說明誤差的傳播、測量值vs應變變因
  5. 觀看實驗流程影片(說明各步驟的原理及注意事項)
  6. 說明講桌上的藥品配置,並說明小組實驗桌上的五支量筒用途及動線。(量筒使用配置照片)
  7. 讓學生量取緩衝液及雙氧水。
  8. 打馬鈴薯汁,分裝,讓學生來領。
  9. 等待大家數據回傳

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常見錯誤

  • 每個pH只用一個數據
  • 以時間為橫軸
  • 使用平均速率而非最佳速率
  • 沒有不確定性的估計

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學生真的很有趣。
我都已經把各組的數據放在同一個表格了,還是會有1/3的小組特別把自己的數據抽出來。
顯示沒有重複測試的概念,更完全沒有想到要估計不確定度。

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在估計不確定度的部分,約有1/3的小組會計算標準差
(但沒有計算不確定度,可惜了。因為我們探究實作有教計算標準差,不確定度是在物理課教的,所以學生沒有應用的經驗)

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有的小組雖沒有注意到重複測試,但有注意到「速率」的計算,而非直接將體積作為應變變因


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我同樣都有說明需要將測量值轉換為反應速率,但測試不同的記錄方式對學生的影響

第一個班級是按照課本上的指示做紀錄。紀錄檔案

有一個班級我讓他們登記的是「每兩分鐘增加的體積」,紀錄檔案

有一個班級登記的則是「每兩分鐘的總體積」,紀錄檔案

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不論哪一種記錄方式,取平均反應速率的組別數遠高於取最佳反應速率。

表示即使表格中「兩分鐘內增加的體積」是負值,畫出來的圖也下降,還是無法讓他們發現「不能取平均反應速率」

這顯示了我們的科學教育中,「基於實驗的原理去觀察數據」的訓練是很薄弱的。

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2025年9月28日 星期日

PISA新框架-科學認識論及試題

為什麼要談科學認識論

在許多重大的社會議題中,人們如何解讀科學社群的產出都深深地影響了每一個人。

例如,當人們相信疫苗並不安全時,就會引發全球性的災難



WHO在2019年就已經將疫苗恐慌列為十大全球健康威脅。


這也是為什麼教育界與媒體關心的PISA已經將評估學生科學素養的重心從「能做個好的科學研究」轉變為「能評估科學研究資訊的效力」

除了要能從資訊來源初步評估資訊可信度外,還增加了「要能評估科學證據的效力」以及「科學認識論



2025年2月1日 星期六

11301問題解決學生成果報導

新的學期總算結束了,就問題解決這門課來說,真是轟轟烈烈。

為什麼說是轟轟烈烈呢?
因為這學期我有兩個班,一個班的課程幾乎沒有被考試或放假佔走,但另一個班就少三週課。

少三週課的結果就是已經要把許多單元想辦法揉和在一起操作才行。
(很多細節就不能要求,例如五個為什麼的追問脈絡。)

結果!!這個班竟然碰到兩次颱風假。
意思是比另一個班少五週,實際上課只有13週!!!

這是歷史上最少週次的班級,根本少到超出我的想像。
真是考驗我的應變能力及對課程核心的掌握。

還好,這個班超級給力,產出的結果剛剛好可以跟另一個班做對照。


但這並不意味著我們的課程其實可以用更短的時間完成,因為這個班真的是拼了命的跟上。
如果不是這樣的班級,我想不會有這樣令人開心的成果。
(之前就有類似的班級,時間還多一週,但就是災難)
反而是我能把歷年新增的一些過場用的投影片做一些過濾刪減。

更強化我知道哪些投影片及指令是關鍵,也能讓我觀察只保留核心指令後,學生對核心概念是更能掌握還是更模糊。

兩個班都有很棒的產出。
只上課13週的那個班,光是能夠有產出,就令人萬分敬佩。
重點是他們決大部分都有catch到關鍵概念,而且拼了命地完成。
光是這兩點,就應該好好報導一下每一組的成果。

先介紹周數比較多的那個班,然後才是周少的班。
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這一組做的主題完全超過我的關注範圍及經驗
很適合問題解決的老師拿來突破「我不熟這個主題,所以我無法指導這個主題」的框架。

這一組的整個架構都對得很準。
從收集資料到假說,從假說到產品的測試指標,都很準確的對齊了,超猛的



明確地描述困擾,有各種的思考方向。

分析目前的解方。

整合成兩個方向。

假說直接對齊量化指標!


從產品來看,也完全超乎我的想像(本人超討厭被拍照)
拍照功能超齊全

有自拍


有對鏡拍




  有一群朋友一起拍

 有情侶拍

 也有在咖啡店自拍

另外還有許多細節設定的功能


一些教學

及設定



數據部分更是精彩,每一個指標都是相對有效及可信的。


指標一:跟現有軟體比的使用意願比例。
(這個比「使用意願平均」的信度高。)


指標二:模擬使用後會繼續使用的比例。
(不過我不確定這個「使用完」的意思是什麼?)

指標三:拍照後會上傳的比例。
(也是個信度高的指標,不過這個如果有加入平均一天會上傳幾張照片的話,應該很有意思)

指標四:願意付費購買的金額
(這個也算是最直接的指標,若有參照受試者平常願意付費買軟體的金額,可能更能去除「一個人消費習慣」的干擾)

整個架構都超讚的,而且花了超多時間去模擬!

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這是一組行動力及挑戰利破表的小組,完全只能說「Respect !」
他們不止挑戰這個牽涉到公部門的問題,還挑戰了這是一個很難「證明是我們的產品所引發的效果」的測試方向。

而且他們很有意思,討論時給我的感覺是容易繞圈圈,常常在週間就有超多的討論及進展。
在影片中的脈絡相對來說很清晰,這超級驚喜的~~

從影片中的資料,應該很容易看出他們花了多少時間跟心力去收集資料,及不斷嘗試。









不過呢,要特別注意,影片中的很多數據都是意見收集,並不是測試結果。

數據支持「很多人都希望這樣做」其實應該放在前面動機的部分。

而跟「官員」(他們很可愛的用詞)討論可行性的部分其實應該放在資料收集、釐清關鍵因素的部分。

問「民眾」的部分是個沒有效力的資訊,因為,可行性應該問專家,而非TA目標使用者。
 



這類型的產品有個很尷尬的地方。

因為,政府機關及民意代表同意一起討論,非常、非常可能只是「禮貌」、「展現聆聽民意」、「展現支持下一代」,當散會後,非常、非常可能就是「果然是小孩子啊,太天真了。開玩笑養一條公車路線你知道要多少錢嗎!!!」

說會去反映,也非常、非常可能就是「反應」,僅止於「我們有聽民眾心聲喔」,沒錢還是沒錢、窒礙難行還是窒礙難行,因此不會有接下來的規劃、討論、進程等。

困難點在如何排除上述的可能,排除後,要如何驗證「是因為我們的會面才促成接下來的發展」。

這可以透過當場的訪談內容來分辨。不過,因為這一組跟鎮公所的人討論時,並沒有經過我的同意跟訓練,所以我無法告訴他們如何在訪談內容中,問出可信的下一步。

如果可以問出來,那麼訪談的錄音就可以作為「真正有效的成果」。
(因為要參酌語氣才知道真正的語境,當然要經過對方同意)

所以,雖然這一組說當場是有這樣的結論的,但因為我們傾向相信我們想相信的,我還是有提醒是要根據接下來後續的追蹤跟更多的訪談作為佐證才是比較扎實的推論。


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 這一組也很猛,他們做減肥,而且是有37人的實測結果喔。


他們的假說是因為目前有許多教大家做體態管理的方法,但沒有適合高中生的。

因為高中生的三餐並不像成人可以完全自由決定,而時間上也因為要補習或是每天的功課量不一樣,所以不太能有固定的時間去運動。
(雖然我不同意哈哈)

所以他們的產品是發展一組適合高中生的菜單(有全外食、部分外食的版本),還有可以隨時做的運動。

他們的數據分析有用到成對T檢定,就BMI來看是有顯著差異的。

在發表時吸引了好多老師想要加入哈哈。

但要注意下列幾點
  1. 我個人判斷是因為他們的菜單有做熱量控制,所以無法驗證是因為少吃還是因為多動。
    不論是哪一個,都需要確認是因為使用者不知道這樣的食譜,還是因為他們沒有被逼著做熱量控制。
  2. 所以應該要提供「受試者都是試過其他飲食控制及運動處方卻仍肥胖的人」的確認方式。
  3. 而且他們測試的時間不長,無法驗證是可以長期執行的方案,而減肥的關鍵是長期。

不過他們很有趣,他們做了TDEE的計算,卻沒有發現那個就是用身高跟年齡去做推算,所以當然不會改變啊哈哈。

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這一組做的是睡眠時間,但後面專注在時間管理。
因為好的時間管理才有機會讓他們的睡眠時間夠長。

在問題解決課程中,可以透過學生的選題來看到他們的掙扎。
睡眠跟時間管理是非常熱門的主題,這也反映了如果在國小、國中階段,或是高一的上學期,能有「有效的睡眠及時間管理課程」,應該會很有幫助。

這一組的產品是聚焦在目前市面上並沒有「能教青少年時間管理,又可以融入遊戲化元素的行事曆及進度追蹤的app,因為這些廠商並不了解青少年的生活內容及需求」

他們有評估好幾個目前最常被拿來做行事曆、時間管理、遊戲化競爭的工具(google行事曆、YPT......)

app中的架構、功能挺完整(雖然有個小小的邏輯疑問),很值得接下來真的發展成一個app。
我應該會請他們做一個好看、順暢一點的導覽trailer,想辦法看看有沒有機會找工程師搞出來。




我們的課程並沒有機會讓他們真的把app做出來,但他們的想法還是要測試的~~

怎麼測試一個還沒做出來的app?其實很簡單。

因為他們想要做的事情是整合兩個app的功能,那就可以讓受試者同時使用這兩個app就好。

他們更聰明地使用了表單來教大家安排時間,並回報完成事件的比例。


從數據看來,的確完成的事件比例變高,睡眠時間也變長(應該還是要做一下統計分析)

不過,從他們成果影片中所說的模擬方法,好像沒有看到模擬「小組競爭」這個部分~

我問了一下(付費版的)chatGPT,似乎目前「容易搜尋到的」協助青少年學習及時間管理的app都沒有加入遊戲元素,也沒有加入線上讀書會或是組隊唸書這樣的功能。

但如果換個關鍵字,就可以找到,也許之後請這一組學生去看一下。
(好像都要錢)
如果不錯,其實可以募資作中文化,最少可以在高一新生訓練時跟學弟妹介紹。
也可以做開源版的app給全世界的青少年使用。
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歷年來做這個主題的學生都有想到跟同學一起(或競爭),同儕互動真的對他們很重要。
這是我有點難想像的。

也許是我本來就不太透過跟別人一起做某件事情而會有更大的動機(所以我很難理解需要有人一起才要運動之類的)。

也可能是現在的小孩在成長的過程中,有更多機會(透過線上方式),跟其他人一起做更多事?
(我應該去訪談一下跟我差不多年紀,但現在有持續在線上遊戲中的聯盟活動的人)

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這一組做的也是熱門題目-拖延症。

在資料收集時也是卡關小久。



最後終於梳理出自己的脈絡。


他們的產品很簡潔。
只用了群組的元素而已,主要的方向是利用同儕來提高動機。

數據統計是用平均可以完成待辦事項的件數比例,是個信度很不錯的指標。

如果有提供統計檢定的結果會更能確定這樣的數字增加是否能判定有顯著差異。
另外,這些事件的挑選條件是否跟原先想做的拖延是一致的,也是判斷這個工具效用的關鍵。


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