【探究與實作．解惑篇】高中生都要學！這堂課和實驗有何不同？

新課綱上路後，高中社會領域與自然領域都新設立「探究與實作」的課程。不同的是，社會領域的探究與實作是「加深加廣選修」，自然領域的探究與實作是「部定必修」，即每位高中生都要修習自然領域探究與實作的課程。高中自然科學領域的部定必修總學分為12學分，其中要包含1/3的跨科探究與實作課程內容。

師大附中地科老師洪逸文近幾個月來幾乎全台跑，協助老師們為自然科學探究與實作課程增能。他在一場工作坊提及，許多科普活動做完，學生並沒有「感覺」，因為學生就是跟著步驟走，卻未細究實驗為何要這麼做。而探究與實作課程希望學生從只接受老師告訴他原理，到自己能實作加以驗證。

洪逸文表示，過去的教育思維比較像是工業生產模式，學生照著指令操作學習，探究與實作上路讓學生有更多動手操作與思考的機會，期待學生看見現象後、能連結背後可能的知識，進而設定問題、擁有想辦法解決問題的能力，他說：「這才叫做終身學習」，而也是教育思維的改變。（看更多：明年學測初登場，自然科「探究與實作」不考課本，考科學論證邏輯）

這門強調跨科、沒有課本的課程，老師們也正在摸索。11月，探究與實作課程北區推動中心在師大附中舉辦自然科學探究與實作教材教法系列工作坊，只見教室裡各式大小的紙杯、塑膠杯到處飛。在飛行紙杯實驗中，老師們嘗試用不同素材、口徑大小的杯子，搭配不同粗細橡皮筋繩將杯子往空中射出，觀察杯子在空中的滯留時間，並寫下觀察到的現象、探討各種變因的影響，一邊想著實驗能延展出哪些可以被探究的問題。

吳姓高中老師表示，工作坊幫助他思考如何引導學生將看見的東西敘述出來，並在敘述問題中找到能探究的內容，引導他們做更深入地探究。他說：「很多老師對這些很迷惘。給學生的（探究與實作課程）的東西也是第一年開始，都還在嘗試。」

已經上路的自然領域的探究與實作課程，還為教學現場帶來哪些改變？這門高中生的必修學分，想培養學生什麼樣的能力？《親子天下》綜整關鍵問答。

Q.與過去課堂的做實驗有什麼不同？

探究與實作學會理事長、高雄中學物理老師盧政良表示，過去實驗課，學生只要照著實驗手冊的引導步驟、重複流程跟著操作，彷彿只為「驗證」老師課堂上傳遞的知識。但卻導致「學生根本不知道為什麼要這樣做」缺乏自我探究、論證的能力。有鑒於此，自然科學探究與實作課堂上，會盡量避免學生陷入學科知識。

高雄課程督學林百鴻接受《親子天下》採訪時曾舉例，過去實驗課程是在老師介紹完牛頓運動定律、學生也從課本上明白，可以用滑車懸掛的法碼來驗證定律後，再行操作實驗。但現在，「探究與實作課要求孩子從觀察開始發現問題，提出假說，再設計實驗去驗證假說的對錯，最後也必須要發表實驗結果，」林百鴻說。

教育部探究與實作課程南區推動中心執行秘書、台南一中老師何興中則分享，自然科學探究與實作課和生物、物理、化學課不同，不在於陳述性知識的教學，而是著重「程序性知識」，講求學生透過操作程序的分解訓練、校正錯誤，累積經驗、學會探究實作的各個步驟，到像是「坐上腳踏車就知道怎麼騎了」的狀態。

Q.有哪些學習重點？

自然科學探究與實作課程強調跨科、沒有課本，課程多是老師自己設計，因此各校課程間也會有差異。

自然領綱研修小組委員、現也在執行自然科學探究與實作相關研究的國教院助理研究員吳文龍表示，課綱中、探究學習內容的重點可歸納為發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享四個主題。不同校的自然科學探究與實作課程內容，可能不會依照上述主題順序進行，或是課程會特別著重某一塊，但一學期或一整學年的課堂下來，學生應都要經歷這些學習內容。 

台南一中依循上述4大探究學習內容，分別設計進行4個探究主題。何興中以其中的「規劃與研究」為例，老師會在課堂上，帶學生觀察橡皮筋吊起不同水量水杯時的伸長量，進而引導學生思考怎麼選擇適合的工具量測、獲得資料數據等。

Q.學測可能怎麼考？

未來，111年學測將把自然科學探究與實作納入考試範圍。先前大考中心公布111學測各科考試說明時指出，將會參考自然領綱的學習表現和探究與實作的學習內容，配合學測的特性，轉化成命題與評量能執行的項目。

2018年就曾以「物理探究實作競賽試題測驗」進行命題研究分析的盧政良建議，有意了解自然科探究與實作命題的學生、家長，可參考大考中心年初公佈的111學年度自然科學測參考試卷，也可參考大考中心9月公布的109年試辦考試試題。其中，有約20道題目，於試題解析中清楚點出測驗內容扣合探究與實作。

將外傘頂洲以往面積的變化歷史，對照各種可能影響外傘頂洲面積事件發生的時間點，能比較出「新建工業區建廠」是否是影響近年沙洲面積變化的主因。圖片擷取自大考中心公布111學年度自然科學測參考試卷

「以前學測實驗題考的是結果背後的原理，但現在探究與實作會考操作手法等，」師大附中教師王靖華以大考中心公布的111學年度自然科學測參考試卷第46題為例指出，題幹不考影響沙洲面積變化因素為何，而是要考生在6選項，選出2個合適的資料數據以佐證媒體報導所述，測驗考生有無發現問題、規劃與研究的自然科探究與實作能力。

Q.為何「文組」學生也要「必修」自然科學探究與實作？

自然科學探究與實作課程是部定必修，即所有高中生，無論未來升學領域傾向為何，都要修讀。

「希望不管文組還是理組的學生，都能應用科學的方法，找出數據、講出符合科學論證的內容。」吳文龍說。他接連拋出許多時事與生活議題：核能公投、萊豬議題，選購油電車還是汽油車，要不要換變頻式冷氣⋯⋯每個議題都有許多角度能思考。吳文龍表示，雖然學生未來不一定會從事科學工作，但都會需要回答和社會永續發展息息相關的科學問題，具備科學論證的能力。（看更多：指紋鑑識都能研究！南一中探究實作「實驗生活」文科生也超愛）

Q.新課程上路，老師怎麼看、同學怎麼想？

何興中表示，過去教學多是老師在想：「學生卡關了，老師下一步該怎麼辦？」但現在考驗老師的是，能否轉換傳統教學模式、引導學生思考：實作有何限制？從何解決？他不避諱提到，現場新手老師很容易因學生難預期的提問、回饋，產生教學上的不安全感，「明明知道這假設會是錯的，但我要告訴他嗎？」對此，他建議老師們不妨轉換心態，回歸科學發展向來樂見排除錯誤的本質，師生一起累積經驗，歸納出合宜的教學對策。

吳文龍實際走訪探究與實作課程發展相對成熟的幾所學校，歸結出探究與實作課程發展的關鍵在於「跨科合作」。他提到，這些學校多以協同教學方式進行，台前、台下2位老師各有所長，向學生展現不同學科的思維模式。譬如，在「米蟲」探究主題中，生物老師領著學生觀察的是動物行為，物理老師則是在意如何用數據說明趨性等，兩位老師合作，不僅能加深加廣教學內容，也能激盪學生的想法。

而面對這門新的課程，有學生直言，若老師的教法只停留在知識傳遞，對他們來說會是「浪費時間」，但也有學生大力推薦自校老師的課程說：「自然探究與實作課『活很多』，不會是課本上的東西背起來就對了，」課程不再只是跟著老師操作實驗，大多時間會是學生需要組成團隊，相互討論，找出可能影響結果的變因，再行調整、測試，雖一路燒腦，卻著實改觀對於科學的死板想像。