化學科學思達教學─我的翻轉教育實踐

我的翻轉教育實踐，就是將自己所看見的實行出來。 從前有位基督徒，她的聖經旁邊或寫一個「驗」字，或寫一個「歷」字。有人就問那位基督徒，「這是什麼麼意思？」她答道：「凡我寫有『驗』字的，表示這句聖經我已親自試驗過，知其所言確實；凡我寫有『歷』字的，表示此句聖經是我親自經歷過，知其所言確是這樣。」 已過一年，我也在做相同的事。我擺出一年的時間，來試驗張輝誠老師所提出的學思達教學法是否真如其所言。一年過去了，我知其所言確實，因此願意為他做見證：「學思達教學法，是一套完全針對學生學習所設計的教學法，能夠促進學生學習興趣，並訓練學生各種能力，達到高效益的學習成效。」 在這一年中，我也參加了學思達教學社群，我很感動，原來老師之間是可以相互幫助的，而不是將教室私有化，甚至相互打擊與摧殘。我也發覺，學思達之所以能夠衝擊教育圈，之所以感人，除了它回應了老師心中多年來對翻轉教育的渴望之外，更重要的是這個互助的歷程。因此，我非常感謝社群中的每一位夥伴，「你的存在，讓我發覺，自己並不是一個人而已。」 關於學思達教學法，張輝誠老師已在最近出版的《學思達─張輝誠的翻轉實踐》一書中陳明的相當清楚，因此在本文中，我將著重以一位理科教師的角度，並照著「教學省思→設計發想→開創新局」的方式來鋪陳，除了談到我自己目前所進行之學思達教學的緣由之外，更期盼能藉此與夥伴們同溫我們對於翻轉教學的熱情與感動。 教學省思─學思達教學成形的初衷 首先，容我提一些自己在學習方面的主觀經歷： 1. 學生覺得這堂課好的原因竟然是… 一位弟兄在最近的基督徒聚會中說到，「從來不說話的人，總覺得聚會不好。然而如果有一天他開始說話了，他就說這個聚會太好了。其實，他之所以覺得聚會好，是因爲他說話了。」 他說的豈不是太實際了嗎？現在，我試著將他的話應用在教學上：「一位教師若從頭倒尾只是你說我聽」，他的學生當然覺得這堂課不好。但有一天，這位教師讓他在課堂中可以說話，他就說這堂課太好了。他之所以覺得這堂課好，是因爲他說話了。」 我很慚愧，在已過的教學生涯，由於使用單向口述式教學，課堂風景常是沈悶的「你說我聽」。近年來即使多了投影片，我的教學在本質上並没有什麼改變；教師在講台上講述，學生在講台下聽講，仍舊是單調乏味的「你說我聴」。 學生的無奈，從他們的臉部表情實已一覽無遺。這讓我思考著，我是不是該減少自己的説話，讓學生説，增加他們在課堂中的參與感？ 2. 監考─射一實驗器材 當年我考上高中報到時，學校發放通知，鼓勵我們參加暑假的輔導課。由於我擔心可能跟不上其他的同學，便報名參加。 課堂上，同學皆是各校的菁英，這讓我感到壓力頗大，上課的氣氛也相當凝重。 但有一堂課，老師不急著授課，他說，「上課前，我們先來玩猜燈謎。」他是位外表嚴肅的老師，雖然他這麼說，我們卻尚未從凝重的氛圍中反應過來。只見他拋出了的第一個題目，「監考─射一實驗器材」。我們思考了一會兒，有位同學答了，他說，「不對，再猜猜。」另有位同學也試著回答，他說，「你們國中的實驗室都有，再猜猜。」另有位同學再答，他說，「與化學有關，再猜猜。」這樣一來一回，沒想到課堂整個改觀，原來沈悶的空氣一掃而空，幾乎全班都懷著好奇心，都在思考，答案究竟是什麼？後來老師提示，「它是一種玻璃製品。」他的話一結束，我立即搭腔，「老師，是不是試管？」老師問說，「為什麼？」我說，「因為試管倒過來唸，是管試，就是監考的意思啊！」老師聽我這麼解釋，便用激動的語調對全班說，「就是這個答案！」並請全班為我鼓掌。 夥伴們，即使事過二十載，這段往事仍令我津津樂道，你就知道這個過程是如此令我著迷，原來好奇心與思考是學習的最佳動力！而經過一段思辨，最後說出答案得到全班的鼓勵，這對當年的我而言，是一種多麼大的肯定啊！ 這也讓我思考著，我是不是應該將這種高峰的學習經驗，呈現在我的每一堂課上？ 3. 共學的樂趣 夥伴們，讓我們來思考一個問題。「當你參加教師研習時，你最受不了什麼？哪一段令你感到開心？」我想我們的答案可能都是，「我最受不了講師從頭講到尾。」而最開心的時段，可能出現在break time，因為我們可以聊一聊。即使只是簡單的聊個一兩句，也都比講師從頭講到尾要好。」 照樣，若我們這樣詢問自己所任教的學生，他們的答案何嘗不是如此。「老師，我最受不了你從頭講到尾！」「若您讓我們互相討論，我們會覺得很開心，而且學習的成效一定會更好！一位弟兄告訴我，「一個人無論做什麼事，首要的是要有心情。如果沒有心情，人就不願意做事，就是做也不起勁。」 我在想，我是否應該調整教學方式，設計問題，讓同學在課堂中討論，彼此交談互動，藉此增加參與感與學習樂趣，避免他們從「學習行列中逃走」？ 4. 支援前線 考上大學後，我參加了山地服務社。在迎新的活動中，學長姊為我們預備了許多團康遊戲，其中最令我印象深刻的就是「支援前線」。 活動的主持人把我們分成幾隊，在簡要的講解遊戲規則後，他說，「剛剛接獲通報，現在前線情況危急，需要支援一條皮帶、二張衛生紙、一個髮夾以及一張電話卡。」當主持人說「支援前線」並吹哨後，你猜怎麼了？我只能說，大家都high翻了，欲罷不能！只見各小隊皆使出渾身解數，組員間不分彼此、通力合作，要找出主持人所說的那幾件物品，因為大家都想成為贏家。 如果要形容什麼是「既合作又競爭」的情境，我想，「支援前線」是一個很好的例子。若這種與學習有關的高峰經驗，能應用在我的課堂上，那豈不是太好了嗎？ 5. 人類的專注力竟只有18分鐘這麼長！ 我一直無法明白，為何在學生口中幽默、風趣的我，只要講課超過15分鐘，學生大都無法像剛開始時那樣集中注意力：有的開始聊天，有的面露無奈，有的低頭沈思，甚至有的在偷滑手機或趴在桌上睡覺；但也有的體諒老師的心情，硬撐著看著我繼續講課。 同樣的情形，並不僅止於發生在我的講述。當學生進行研讀、討論、上台發表等教學活動時，起頭時尚稱專注，但20分鐘過後，他們便很難再聚精會神。多年來我一直想擺脫這種困境，卻總不思其解，不得其門而入。 直到去年，經由張輝誠老師的開啟，我才知道原來科學研究發現，「人類的專注力竟只有18分鐘這麼長！」而目前一節課卻有50分鐘，若不藉著學習樣貌不斷的切換，怎能一直維持學生的專注呢？ 6. Yes！我學會了！ 高二那年的物理課，老師教了一個與動量守恆有關的計算題。我上課沒聽懂，於是便將這個題目帶到籃球場上。在球場上，我是一邊打球，一邊思索這個問題。直到有一刻，我突然想通了，我顧不得身旁有人，立即大喊，「Yes！Yes！我知道了！我終於解出來了！」夥伴們，你看見了嗎？這就是學會的喜樂與成就感。即使沒有人對我說，「You got it！」我也瘋狂的大喊，「Yes！我學會了！」 我承認，我無法要求每位學生都像阿基米德一樣，連洗澡時都在思考浮力原理，但是，我是否應該在課堂上提供學生機會，體驗學會的喜悅與成就感呢？ 底下，我另引用任教於南部某科大的老師，他所分享的兩個案例，具體呈現了學會的重要性： 7. 僅教了三分之二，成績卻多了將近三十分！ 這位老師在他擔任實習老師的那一年，教到一個物理基礎極差的國三後段班。他為了堅持他的教學理念，「一定要等大部分學生都充分理解之後，才繼續下一單元」。因此，在有限的時間內，他僅完成表訂進度的三分之二。 但他提到，「同學們非常高興，因為這是他們第一次真的參與了物理課的教學活動，真的在上課，而不只是在看老師表演而已！」 期中考成績出來後，學生家長、甚至別班的師生都感到相當驚奇，因為他們的平均「高達」58分。事後，這位老師談到這段往事，他說，「我雖只給了學生三分之二的教學內容，但他們學會了將近九成，成績多了將近三十分，也就不足為奇了。」 8. 資訊大國怎麼會缺程式設計師？ 後來，這位老師到科大任教，他很感慨，「台灣應有上百個資訊科系，每一個科系都必修程式設計，但是台灣的軟體業卻體質貧弱到必須大量請大陸或印度人寫軟體；較為專業的軟體，更必須仰賴歐美日等先進國家開發。我們的大學這麼多，經濟起飛繁榮也幾十年了，更號稱資訊大國，怎麼會連寫程式的人都不夠呢？」 他說，「程式設計的教學之所以失敗，是整個教育界崇尚教完，忽視教會的弊病縮影。尤其是寫程式，需要嚴謹的邏輯推理能力，若不能扎實的理解每個基礎程序，就無法用程式思考來解決問題。如果老師努力教完，學生也跟著乖乖學完，甚至在測驗上取得高分，但其實沒有真的學會的話，若今天要求學生寫一個小程式，他們可能都不知如何開始呢！」 以上兩個事例，對我的衝擊很大，也是我一直引以為鑑的。因為我真的不想看到孩子們只是在知識上溜冰；相反地，我希望他們能將這些知識反覆咀嚼，消化並吸收，進而將所學建構在自己裡面，成為帶的走的能力。 綜上所述，我將這些事例整理出下列要點，作為進行翻轉教學實驗的基礎： 1. 讓學生在課堂中說話，使其有參與感。 2. 製造學生的好奇心，以促進思考，作為學習的動力。 3. 分組討論，享受共學的樂趣。 4. 營造既合作又競爭的學習情境。 5. 不斷的切換學習樣貌，以維持學生的專注。 6. 讓學生在課堂中體驗學會的喜悅與成就感。 設計發想 現在，我試著將以上的學習經驗，勾勒出一幅圖畫，作為我實踐翻轉教學的模型： 首先，我自學應該先調整的我教材與教法，將傳統以「教師的講述」為主的安排，扭轉為「以學生的學習為中心」的學習活動。這樣，學生的角色就不再只是「課堂中的旁觀者」，他們將是他們自己「學習的主人」。我相信，當我們將學習的主動權交給學生，課堂中的學習就不會只是「知識的傳輸」，一定可以「成為他們的學力」，並「訓練學生各種能力」。 在教學活動的設計上，原則如下： 1. 調整教材教法，安排以學生的學習為中心的學習活動，提供自學機會，將學習的主動權交給學生，也將消化知識的過程還給學生。 2. 製作全新的以問題為主軸的講義，營造出好奇心與思考氛圍，輔以教師的引導與追問技巧，成為學生學習的最佳動力。 3. 安排分組討論時刻，藉組員間彼此交談互動，增加參與感與學習樂趣，使學生樂於留在學習行列。 4. 藉「團分」方式，營造一種既合作又競爭的學習環境。 5. 藉著學習樣貌不斷的切換，一直維持學生的專注。 6. 利用各種學習方式，讓學生反覆咀嚼知識，直到能陳明觀念或講解答案，進行最完整的學習。 操作實務 學思達教學的成敗關鍵在於：事先分組、課前製作「以問題為主軸」的講義以及教師引導學生說出正確的答案。這三項若具備了，可說是已成功了一半。因此，我將著重的說到這三方面： 1. 如何製作學思達教學講義？ 製作學思達教學講義的最大原則乃是將消化知識的過程還給學生，並以問答題的面貌呈現。此外，若想訓練學生什麼能力，就設計相對應的問題來訓練學生。 我試以高三選修（上）波耳的氫原子模型單元為例，說明如何製作教學講義。 (1) 文本：即課本，如附件一。 (2) 學習地圖： 閱讀課文自學，完成觀念填空 ↓ 進行單元問題與核心問題之分組討論 ↓ 演練課本例題 ↓ 演練進階題，提供「伸展跳躍」的學習經驗 (3) 教學講義：按學習地圖編排，分為四個學習階段，即觀念填空→問題與討論→課本例題→進階題，詳見附件二。 2. 如何分組？ 分組方面，我採用林健豐老師的「區分性ABC教學法」的概念，每組都要有上（A）、中（B）、下（C）等不同程度的同學。 例如，某班學生按學期成績由高至低排列如下，前六名身分別為A，擔任教練；第七至十二名身分別為B，擔任助教一；第十三至十八名身分別亦為B，擔任助教二；第十九至二十四名身分別為C，擔任經理。 然後使用郭進成老師的「大聯盟球團選秀分組法」將四位同學分成一組，分組過程如下： (1) 首先，請擔任經理的同學先就座。 (2) 然後，請經理猜拳，決定選擇教練同學的先後順序。 (3) 被選到的教練入座後，再請擔任助教一的同學選擇某一組，並入座。 (4) 最後，請擔任助教二的同學選擇某一組，並入座。 選秀分組後，座位表如下： 這樣，每一組就都有能力強的教練、可以參與討論的助教、以及兼任組長的經理了。進行分組討論時，你會看到小師傅教小徒弟，以強帶弱，合作求學問。不只學習力強的學生有成就感，學習力弱的學生也有參與感，各得到訓練。 3. 「團分」方式： 在進行分組合作學習時，可藉由「團分」方式，營造一種既合作又競爭的學習環境。評分時將同組同學的成績綁在一起，沒有個人成績，只有團隊分數。這種氛圍就如「支援前線」一般，讓組合合作的關係，建立在組和組之間的競爭關係上，提供學習的刺激與競賽。 至於評分方式，我採用郭進成老師的「撲克牌計分法」，每張撲克牌代表一分，只要在小組或個人有不錯表現時（如下表），就可以馬上利用手上的撲克牌給予學生加分。每週課程結束後，各組將撲克牌送交小老師，統計數量計算得分，隨即公告周知。 4. 如何引導學生回答問題呢？ 在這個過程中，教師的角色轉型為「主持人」與「追問者」。學生答不出來或答錯了，都非常重要，要逐漸引導讓他們想出答案。（切記絕不能講出答案！）學生答對的，還要不斷追問，以幫助學生掌握重點、釐清觀念、思索更深的難題。最後統整所有的答案，再一次給學生正確解答。 5. 學思達教學操作流程： (1) 學思達教學活動的內容包括： 1) 教師提問 2) 學生自學（閱讀文本、思考答案） 3) 分組討論 4) 上台講解（表達） 5) 教師補充（統整重點、釐清觀念） 而每個單元的操作流程如下圖，並說明如下表： (2) 此外，亦可以教學講義的編排順序，來說明學思達教學操作流程： 開創新局 1. 自從進行學思達教學之後，「你說我聽的沈悶風景」一掃而空，學生不但覺得上課有趣，並且在課堂中完成所有的學習，茲將傳統教學與學思達教學作一比較，如下表，並參考附圖： (1) 在學思達的教學現場，同學間滿了互動、交流，「小師傅教小徒弟」，合作求學問。 (2) 在分組討論的過程中，別太在意外表的亂，因為他們「全都在學習行列」，並非課堂中的局外人。 (3) 我很享受和同學進行思辨的過程。在學思達的教學現場，「你說我聽的沈悶風景」一掃而空，教室嚴然成為「思辨殿堂」。 (4) 被抽中者上台講解問題答案，其他同學聆聽、鑑賞，甚至參與思辨，實為難得的學習經驗。 2. 自學能力一天比一天好 上學期末，我曾擔心如何在B班進行下個學期的學思達教學。基礎化學（三）學測不考，根據以往的經驗，在高中B班的教室，最後只會剩下約10位同學在聽講。若我使用講述法，我可能會成為催眠大師，我愈賣力講，他們可能愈容易昏睡。 現在看來，我的疑慮是多餘的，這些孩子經過一年學思達教學的洗禮，自學能力竟一天比一天好。 在進行有關查理定律的教學時，我曾編寫了一個問題如下： 19世紀初，科學家建立了絕對溫度尺標，試回答相關問題： (1) 絕對溫度（單位為K）與攝氏溫度的每一刻度相等，但基準點不同， ℃為絕對溫度的0 K，其關係式為何？ (2) 絕對溫度與氣體粒子的平均動能有何關係？ (3) 絕對溫度尺標建立後，查理定律可修正為：在定壓下，定量氣體的體積（V）與絕對溫度（T）成正比，試說明之。 同學進行自學之後，我便在各組間進行巡視。我很驚訝，面對這麼多的代數，他們竟能耐煩，並聽候吩咐彼此互相教導。最後，我邀請兩組同學上台寫出他們的推導過程，並講解給全班聽。如果你知道這對他們而言，有多麼不容易，你一定會和我一樣，在台下率先為他們喝采。「同學，你辦到了！You got it！」 談到學思達教學，你最津津樂道的究竟是什麼呢？難道只是學生從睡夢中醒起，留在學習行列嗎？就我而言，最令自己振奮的乃是學生的自學能力一天比一天更好。如果學生能夠自學，且自學的能力一天比一天更好，那還有什麼好擔心的呢！ 3. 抓住機會，成就每一個孩子 在進行學思達教學的過程中，我從不將自己信託給那種「大的、熱鬧的場面」，或「整整齊齊的外表」；相反地，我卻很希望能在與同學互動的過程中，「帶一個算一個」，提供給他們「一點真實的幫助」。 上學年，他是我講述課堂中的受害者，鐘響不到15分鐘，立即切換成睡眠模式。這學期因著進行學思達教學，離開講台之後，才發現處處都是需要。我常利用組間巡視的空檔，陪著他，一小步一小步帶他往前，盡力讓他在課堂上嘗到學會的喜悅與成就感。每當我這麼做，那一天，竟成了我的小確幸！（詳見附件三） 4. 青出於藍更甚於藍 各位夥伴，請看下圖這位同學他書寫在黑板上的解題過程，我自覺我不能做的比他更好。我相信你們一定也有著一樣的經歷：當我們把講台讓給同學，任憑他們自由揮灑，孩子們的表現是不是時常讓你感到驚豔呢？ 可以複製 經過一年的發想、嘗試、驗證，現在我有十足的把握和確信這樣說，「學思達教學法絕對適用於高中化學科的教學。」 我也認為，不僅高中化學科，甚至高中物理、生物、環境科學、以及國中的自然與生活科技等科目，與化學科同質性很高，都很適合以學思達來進行教學。 在本文中，我特意以高三選修（上）波耳的氫原子模型為例，來說明學思達的教學實務，主要是想陳明一種感覺，「如果這麼難的單元，在高中的後段班都可以進行學思達，其他的單元、其他的班級，是否應該更容易上手？」 親愛的夥伴們，就理科而言，學思達教學更能夠提供學生完整且高效益的學習歷程，並讓他們學會、習慣以及樂在「自學」，難道這些不是學習理科最需要具備的歷程與能力嗎？ 多年理科的教學經驗告訴我，「聽懂」、「看會」與「學會」是完全不同的！容我這麼說，聽懂、看會僅是似懂非懂，而似懂非懂的知識，並不會有多大的用處。若你在上課時，問學生「懂不懂」，他們會點頭表示，「懂」；但當你鼓勵他們，試著做進一步的說明時，你可能會看見他們只是楞在那裡，無法回答什麼。這也就是為什麼在考試的時候，只學會一題的學生，他至少能答對那一題，但十題僅是似懂非懂的學生，他可能十題全部都答錯的主要原因了。 而學思達能讓同學在課堂中就真正學會，並成就一種完整且高效益的學習。 在進行學思達教學時，學生可利用各種學習方式，反覆咀嚼知識，直到能說出來，可謂最完整的學習。 若學生「透過閱讀、思考進行自學」是學第一遍；「進行分組討論」是學第二遍；「上台講解，以及和教師、同學的思辨過程」是學第三遍；最後「教師統整所有的答案，並再一次給學生正確解答」是學第四遍。同一個概念經過四遍的學習，學生不但學會，並能掌握重點、釐清觀念、思索更深的難題，甚至訓練「閱讀、自學、合作、表達、思辨」等各種能力，可謂高效益的學習。 學思達不是一個用以傳輸知識的教學工具，而是打造一個以訓練學生能力為導向的學習環境，其中的核心乃在於訓練學生的「自學」能力─最基礎的能力。我相當認同張輝誠老師在他的新書中提出的觀點，「學思達教學法中的一切種種教學方法與機制設計，都是為了支持與輔導學生自學能力的訓練與養成。所有的思考、討論、合作、競爭、表達等等訓練，都是為了確定、深化自學能力的輔助過程。」 每當我看著我們學校的中、後段學生，我有十足的把握說，現在我所進行的學思達教學是對的。這些孩子他們放學後幾乎無法自學，因此累積一段教學進度後，他們可能開始考慮要放棄這個單元的學習。因此我常對他們呼籲，「既然你們回家後無法自學，那麼我們就在課堂上完成所有的學習吧！」 若我們每天都在課堂上長期而有效的訓練學生的「自學」，至終讓學生學會、習慣以及樂在「自學」，我相信，台灣的數理科教育將會變得很不一樣。 感謝與期許 已過一年，我除了自己進行學思達教學之外，也開放教室，歡迎有興趣的教師入班觀課。（非常歡迎所有老師、家長入班觀課，彼此有交流，互學共好。）我也非常感謝各地夥伴邀約，使我有機會至他校分享自己的翻轉教學經驗。我也需要感謝親子天下翻轉教育網站，樂於轉載我在學思達教學社群所發表的文章。真心盼望藉著這些教學經驗的分享，可以使更多師生受益。深願： 今日我們這些學思達教學社群中的朋友， ↓ 明日成為一同進行學思達教學的學徒， ↓ 他日成為一同推廣學思達教學的夥伴。 正如張輝誠老師在教師研習中對教師的勉勵：「來！我們一同用學思達，來改變台灣的教育！」 祝福台灣的教育，祝福所有的師生。 化學科學思達教學─我的翻轉教育實踐(附件)

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