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1、淺談自然科學教材與教法 2013.10.23 鄧 教材來源：自製光碟教材來源：自製光碟影片影片 、youtube影片、新聞影片、新聞 報導、網路資料、學生筆記報導、網路資料、學生筆記/報告、示範實驗與報告、示範實驗與 魔術道具魔術道具 教學方法：教學方法： 1.課堂上：口頭講授配合影片教學課堂上：口頭講授配合影片教學與與示範實驗示範實驗 以及魔術以及魔術 表演表演 與討論與討論 2.課後：小組討論、參觀教學、作業與報告撰述課後：小組討論、參觀教學、作業與報告撰述 3.期中考後第三週開始報告，主要由同學互相評期中考後第三週開始報告，主要由同學互相評 分分 評評分分方式：方式： 1.筆試與作業筆試
2、與作業 (筆記與報告筆記與報告 )各佔各佔 40%，學習態度，學習態度 佔佔20% 2.額外作業包括：創意發明撰寫加額外作業包括：創意發明撰寫加10%及及製作手製作手 推紙飛機加推紙飛機加 20% 授課原則：寓教於樂，從生活中學習，且學習過授課原則：寓教於樂，從生活中學習，且學習過 程比結果重要，學習態度比考試重要程比結果重要，學習態度比考試重要。學習。學習 態態 度包括是否常坐前三排等。度包括是否常坐前三排等。 課程設計理念與目標：課程設計理念與目標： 理念理念 (1).通識教育在培養通識教育在培養 整體整體 的人，透過人對自己的人，透過人對自己 、他人、社會、自然與人文的了解，擴大人的思、
3、他人、社會、自然與人文的了解，擴大人的思 維與心靈，提升人的生活品質，進一步了解生命維與心靈，提升人的生活品質，進一步了解生命 存在的意義與目的。存在的意義與目的。 (2).有些民眾因缺乏人文素養，如道德觀念，以致有些民眾因缺乏人文素養，如道德觀念，以致 害人害己，如日前大統黑心油事件；缺乏科學素害人害己，如日前大統黑心油事件；缺乏科學素 養，以致迷信與無知仍然普遍存在，如江湖術士養，以致迷信與無知仍然普遍存在，如江湖術士 的詐騙何以常容易欺騙眾人？以及近年來歐洲大的詐騙何以常容易欺騙眾人？以及近年來歐洲大 強子對撞機的實驗在做甚麼？因此培養人文與科強子對撞機的實驗在做甚麼？因此培養人文與科
4、學素養均很重要。學素養均很重要。 (3).一般學生對自己缺乏自信，潛能有待激發，因一般學生對自己缺乏自信，潛能有待激發，因 此應設法讓他們了解自己的潛能以挽回他們的自此應設法讓他們了解自己的潛能以挽回他們的自 信心。信心。 (4).一般學生不懂得如何保護自己，面對危險突發一般學生不懂得如何保護自己，面對危險突發 狀況也常不知如何處理？因此有必要加強此方面狀況也常不知如何處理？因此有必要加強此方面 的知識的知識 (5).長久以來，一般民眾與政府官員普遍缺乏山長久以來，一般民眾與政府官員普遍缺乏山 林保育的觀念，為了自身利益而濫墾濫伐，以致林保育的觀念，為了自身利益而濫墾濫伐，以致 颱風或大雨一來
5、，形成土石流或洪水，經常造成颱風或大雨一來，形成土石流或洪水，經常造成 人命與財產之重大損失，因此如何培養環保觀念人命與財產之重大損失，因此如何培養環保觀念 ，刻不容緩。，刻不容緩。 (6).一般民眾因為不知生物多樣化與保育的重要一般民眾因為不知生物多樣化與保育的重要 ，而使許多保育類動物因人類的貪婪而慘遭毒手，而使許多保育類動物因人類的貪婪而慘遭毒手 ，使自然界食物鏈失去平衡，間接影響人類的生，使自然界食物鏈失去平衡，間接影響人類的生 存，因此培養動物保育觀念很重要。存，因此培養動物保育觀念很重要。 (7).一般學生對衛生與保健知識缺乏，以致每天一般學生對衛生與保健知識缺乏，以致每天 吃了許
6、多垃圾食物而不自知，且熬夜上網、玩牌吃了許多垃圾食物而不自知，且熬夜上網、玩牌 、喝酒或抽菸，有必要培養正確飲食觀與生活方、喝酒或抽菸，有必要培養正確飲食觀與生活方 式。式。 (8).一般學生常喜歡玩手機，當低頭族，嚴重影一般學生常喜歡玩手機，當低頭族，嚴重影 響健康與人際關係，易形成自閉症，也易受騙上響健康與人際關係，易形成自閉症，也易受騙上 當，而學習魔術可以改善自閉症並避免受騙上當當，而學習魔術可以改善自閉症並避免受騙上當 。 (9).一般學生缺乏動手做之經驗，因此本人給了一般學生缺乏動手做之經驗，因此本人給了 三個作業，一是創造與發明，二是手推紙飛機，三個作業，一是創造與發明，二是手推
7、紙飛機， 三是參觀科學館，以便學與做並用。三是參觀科學館，以便學與做並用。 (10).做人處事是學生最該學習的課題，本校之三H理念正 是每人所該認識與實踐的，否則枉為人。至於怎麼實踐 ？本人特別找些相關的案例影片來加強說明，如林書豪 與王建民的謙遜，觀音山揹水人、沈芯菱與陳樹菊的仁 愛， 還有烏龍李小龍與張菲的幽默等。 在此理念基礎下，本人所選擇的影片教材有： 1. 強調科學精神與態度的，如飛向星際與丁肇中的故事 2. 激發潛能的，如超越巔峰、楊恩典及林書豪的故事 3. 溫馨感人的，如台灣愛迪生、觀音山揹水人與陳樹菊 4. 瑰麗壯觀的，如宇宙誕生與隕石撞擊 5. 緊張刺激的，如教官教捉蛇、獵犬
8、圍捕山豬 6. 趣味與啟發的，如幽浮、科學與魔術、創造與發明 7. 警示性的，如全球暖化、飲食危機、危機處理 8. 知識與應用的，如共振、慣性定律、進化論、拍手功 以上議題大都與士林科學館所展出的內容有關，以便學 生到科學館參觀時有深刻印象，進而引發學習興趣。 目標，是讓一般目標，是讓一般 學生學生 1.具備科學具備科學 素養素養 ，包括科學精神、態度、方法和，包括科學精神、態度、方法和 知識知識 2.發覺發覺 自己潛能自己潛能 ，懂得自我激勵與克服挫折，懂得自我激勵與克服挫折 3.學習關愛別人或動物時也要知道如何保護自己學習關愛別人或動物時也要知道如何保護自己 4.懂得如何利用科學方法分辨懂
9、得如何利用科學方法分辨自然與自然與 社會事物的社會事物的 真假真假 5.培養環境及培養環境及 生命永續的觀念，生命永續的觀念，以期學習如何保以期學習如何保 護環境，愛惜生命，尋求人和環境的平衡與共存護環境，愛惜生命，尋求人和環境的平衡與共存 6.培養想像力、創造力與解決問題的能力培養想像力、創造力與解決問題的能力 7.學會幾招魔術以增進人際關係，避免整日沉迷學會幾招魔術以增進人際關係，避免整日沉迷 於手機而得自閉症或影響健康於手機而得自閉症或影響健康 8.培養團隊精神與實踐本校三培養團隊精神與實踐本校三H理念理念 以上是以上是 本課程所欲達到之目標。本課程所欲達到之目標。 課程大綱課程大綱 第
10、一週第一週 主題主題 ：甚麼是科學精神與態度？：甚麼是科學精神與態度？ 主旨主旨 ：飛向星際影片敘述一位盲眼女天文學家的：飛向星際影片敘述一位盲眼女天文學家的 奮鬥歷程，啟示我們要用心而非用眼看世界，而奮鬥歷程，啟示我們要用心而非用眼看世界，而 且要有堅持真理的意志與決心，啟示眼盲心不盲且要有堅持真理的意志與決心，啟示眼盲心不盲 的道理，並強調科學精神與態度的重要。的道理，並強調科學精神與態度的重要。 影片與討論影片與討論 ： 心得：心得： 第二週第二週 主題主題 ：潛能是甚麼？：潛能是甚麼？ 主旨主旨 ：超越顛峰影片敘述一隻老鷹與棒球選手成：超越顛峰影片敘述一隻老鷹與棒球選手成 長的故事，說
11、明人與動物均有潛能，應選擇適當長的故事，說明人與動物均有潛能，應選擇適當 環境，勇於揮棒，不要怕失敗，藉以讓學員了解環境，勇於揮棒，不要怕失敗，藉以讓學員了解 自己潛能，不要妄自菲薄，任何挫折都是在考驗自己潛能，不要妄自菲薄，任何挫折都是在考驗 自己，只有飛得高，才能看得遠自己，只有飛得高，才能看得遠。 影片與討論：影片與討論： 心得：心得： 第三週第三週 主題主題 ：宇宙誕生與大爆炸：宇宙誕生與大爆炸(Big-Bang) 主旨主旨 ：說明宇宙如何誕生與演化，證據為何？誰：說明宇宙如何誕生與演化，證據為何？誰 發現的？宇宙微波背景輻射發現的？宇宙微波背景輻射(CMBR)與紅位移與紅位移 (Re
12、d- Shift)是甚麼？近年來，歐洲粒子實驗室是甚麼？近年來，歐洲粒子實驗室(CERN)之之 大強子對撞機大強子對撞機 (LHC)正在做實驗，其實驗之目的何正在做實驗，其實驗之目的何 在？與我們有何關係？如何知道宇宙在膨脹中？在？與我們有何關係？如何知道宇宙在膨脹中？ 又何謂上帝粒子？它有何重要性？又何謂上帝粒子？它有何重要性？ 影片與討論：影片與討論： 心得：心得： 第四週第四週 主題主題 ：平行宇宙是甚麼？：平行宇宙是甚麼？ 主旨主旨 ：說明黑洞：說明黑洞 (black hole)、蟲洞、蟲洞 (wormhole)與平與平 行宇宙行宇宙 (Parallel Cosmos)等是怎麼一回事？
13、宇宙中是等是怎麼一回事？宇宙中是 否有這些東西存在？我們地球與太陽在宇宙中之否有這些東西存在？我們地球與太陽在宇宙中之 位置為何？是否有外星生物的存在？光年又是甚位置為何？是否有外星生物的存在？光年又是甚 麼？麼？ 影片與討論影片與討論 ： 心得：心得： 第五週第五週 主題主題 ：宇宙中是否有幽浮與外星人？：宇宙中是否有幽浮與外星人？ 主旨主旨 ： 介紹各國之幽浮介紹各國之幽浮 (UFO)事件並探討外星智慧生命事件並探討外星智慧生命 (ET)存在的機率，其對人類之意義以及如何分辨真存在的機率，其對人類之意義以及如何分辨真 假？假？ 此外，近年來英國劍橋大學宇宙學者此外，近年來英國劍橋大學宇宙學
14、者-史蒂芬史蒂芬 霍霍 金金(Stephen Hawking)為何既然肯定外星生物的存在為何既然肯定外星生物的存在 卻又為何禁止人類與其接觸？其理由為何？卻又為何禁止人類與其接觸？其理由為何？ 影片與討論影片與討論 ： 心得心得 ： 第六週第六週 主題主題 ：隕石撞擊：隕石撞擊 主旨主旨 ：介紹隕石撞擊與恐龍絕滅的關係，恐：介紹隕石撞擊與恐龍絕滅的關係，恐 龍消失對人類有何意義與警惕？並探討隕龍消失對人類有何意義與警惕？並探討隕 石的來源與種類，以及未來人類如何因運石的來源與種類，以及未來人類如何因運 隕石撞擊？隕石撞擊？ 影片與討論影片與討論 ： 心得心得 ： 第七週第七週 主題主題 ：牛頓
15、定律與共振：牛頓定律與共振 主旨主旨 ：說明牛頓定律與共振在生活中之應用：說明牛頓定律與共振在生活中之應用 ，如自慢速行進中之車上跳下時應如何運，如自慢速行進中之車上跳下時應如何運 動才不會發生危險？動才不會發生危險？101大樓如何設計以大樓如何設計以 預防地震和強風所引起的共振？預防地震和強風所引起的共振？ 影片與討論影片與討論 ： 心得心得 ： 第八週 主題：科學家與發明家有何不同？ 主旨：說明科學家與發明家有何差異？台灣有那些知名人士 ？近年來台灣參加國際發明展的成績為何？發明步驟為何？ 台灣愛迪生鄧鴻吉有何偉大發明？他有何感人事蹟與名言？ 此外，賈伯斯有何重要發明？其成功之道為何？ 影
16、片與討論： 心得： 第十週 主題：魔術與科學有何關係？ 主旨：說明魔術與科學的關係，並揭穿江湖術士中一些利用 魔術的詐騙伎倆，以免大家受騙上當。又何謂薩士頓原則？ 影片與討論： 心得： 第十一週第十一週 主題主題 ：何謂：何謂 3H？ 主旨：謙遜、人道及幽默等應如何實踐？古今中外有哪主旨：謙遜、人道及幽默等應如何實踐？古今中外有哪 些名人至少具有以上一種特質？同學是否也能做到些名人至少具有以上一種特質？同學是否也能做到? 影片與討論影片與討論 ： 心得心得 ： 第十二週第十二週 主題主題 ：危機處理：危機處理 主旨主旨 ：近年來天災人禍頻傳，如地震、火災、交通事故：近年來天災人禍頻傳，如地震、
17、火災、交通事故 與詐騙事件，隨機擄人與性騷擾等事件也時有所聞，如與詐騙事件，隨機擄人與性騷擾等事件也時有所聞，如 何讓學生學習自我保護，自然非常重要。何讓學生學習自我保護，自然非常重要。 影片與討論影片與討論 ： 心得心得 ： 第十三週第十三週 主題主題 ：進化論：進化論 主旨主旨 ：說明物競天擇的意義，以獵犬圍捕山豬為例，說：說明物競天擇的意義，以獵犬圍捕山豬為例，說 明兩者如何為求生存而搏鬥，以及人與自然如何共生共明兩者如何為求生存而搏鬥，以及人與自然如何共生共 榮以保持平衡榮以保持平衡 影片與討論：影片與討論： 第十四週 主題：野外求生 主旨：在野外我們應如何保護自己？遇到蛇或熊時怎麼辦
18、？ 毒蛇有何特徵？救命仙草是甚麼？石灰粉不能阻止那些蛇？ 不幸被蛇咬到時應如何處理？血清如何製造？蛇有何天敵？ 蛇與熊對人類有何好處？ 影片與討論： 心得： 第十五週 主題：如何做好生態保育？ 主旨：說明生物多樣性與生態保育的重要，如紅樹林、五色 鳥、櫻花勾吻鮭、台灣黑熊等台灣稀有生物的保育，並介紹 其他國家的作法 影片與討論： 心得： 第十六週第十六週 主題主題 ：地球暖化：地球暖化 主旨主旨 ：說明地球暖化的原因與影響，並介紹歐美：說明地球暖化的原因與影響，並介紹歐美 等各先進國家之環保措施以資借鏡，每個人平時等各先進國家之環保措施以資借鏡，每個人平時 又應如何節能減碳以落實環保？又應如何
19、節能減碳以落實環保？ 影片與討論影片與討論 ： 心得心得 ： 第十七週第十七週 主題主題 ：養生與保健：養生與保健 主旨主旨 ：介紹拍手功對健康的好處有哪些？十大垃：介紹拍手功對健康的好處有哪些？十大垃 圾食物及十大健康食物各為何？沈迷於手機有何圾食物及十大健康食物各為何？沈迷於手機有何 壞處？如何建立正確的保健方式？壞處？如何建立正確的保健方式？ 影片與討論影片與討論 ： 心得心得 ： 推薦書目：推薦書目： 1.時間簡史時間簡史 許明賢許明賢 吳忠超吳忠超 著著 藝文印書館藝文印書館 2.胡桃裡的宇宙胡桃裡的宇宙 霍金著。葉李華譯霍金著。葉李華譯 大塊文化大塊文化 3.宇宙的奧秘宇宙的奧秘
20、卡爾卡爾 沙根著沙根著 桂冠文化桂冠文化 4.從進化論到宇宙航天從進化論到宇宙航天 劉里遠著劉里遠著 廣達文化廣達文化 5.所羅門王的指環所羅門王的指環 Konrad Lorentz 天下文化天下文化 6.看故事學自然看故事學自然 法布爾著法布爾著 達觀出版社達觀出版社 7.牛頓科學月刊牛頓科學月刊 本校基本素養與本人課程內容對照表本校基本素養與本人課程內容對照表 1.社會實踐素養社會實踐素養 1-1能將所學充分運用到社區與社會關懷能將所學充分運用到社區與社會關懷 (如三如三 H、環、環 境與生態保育境與生態保育 ) 1-2能將所學充分落實於日常生活中能將所學充分落實於日常生活中 (如牛頓定律
21、、共如牛頓定律、共 振、創造與發明、魔術與科學、野外求生之教官教捉振、創造與發明、魔術與科學、野外求生之教官教捉 蛇蛇) 2.人文反省素養人文反省素養 2-1能具有人文與藝術欣賞的知識和美感想像能具有人文與藝術欣賞的知識和美感想像 (如飛向如飛向 星際、超越巔峰、宇宙誕生、上帝粒子、隕石撞擊、星際、超越巔峰、宇宙誕生、上帝粒子、隕石撞擊、 進化論、外星人進化論、外星人 ) 2-2能具有區辨推理的獨立思考能力能具有區辨推理的獨立思考能力 (如危機處理、創如危機處理、創 造與發明、手推紙飛機的製作造與發明、手推紙飛機的製作) 3.溝通表達素養 3-1能有清楚流暢的中文溝通表達能力 (如上台報告) 3-2能具有與人和諧共處及互助合作的能力 (如分組討論、 參觀科教館、製作紙飛機與報告) 3-3能具有解決周遭問題的能力 (如危機處理、創造與發 明、野外求生) 4.多元文化素養 4-2能具有以外語溝通，並拓展自己國際視野的能力 (如歐 洲環保科技及丹麥教育的介紹) 5.資訊素養 5-1能了解文書、簡報、資料分析、網路通訊軟體的基本 操作 (如分組報告) 5-2能使用網路查詢工具進行資料檢索與處理的能力 (如報 告與筆記整理) 6.體育素養 6-3具備運動休閒及健康生活知能的能力 (如生態保育、魔 術與科學、氣功與養生) 6-5具備團隊合作精神與和諧的人際關係 (如分組討論與報 告)