國科會第二期高瞻計畫期中交流會議

地點:國立嘉義大學  蘭潭校區圖書資訊館

國科會「第二期高瞻計畫」期中交流會議103年3月23日(星期日)議程  

09:00~09:30 報到
09:30~09:40介紹桌長&說明會議規則
09:40~11:10第一回合討論
11:10~11:20 茶敘
11:20~12:20第二回合討論
12:20~14:00 午餐
14:00~15:00各桌分享&回饋
15:00~15:30 茶敘&換桌
15:30~16:30第三回合討論
16:30~17:30各桌分享&回饋
17:30~18:30綜合交流
18:30~晚餐&賦歸

 期中交流手冊資料

 
                         
 

日期

 
 

主持人

 
 

執 行 機 關

 
 

      計 畫 名 稱

 
 

103323

 
 

張碧娟

 
臺北市立第一女子高級中學   NSC 102-2514-S-577-001- 

天文觀測之數據分析與專題研究課程研發 

計畫內容摘要

 

本計畫在本校不同科教師的共同合作及相關領域教授指導下,以『光譜』為主題,抽取出該主題在天文上所應用到的部分,研發適合融入現有高中物理、化學、地球科學數學與資訊等課綱之課程。我們已完成4個課程模組,每個模組課程均為6小時。所設計的教學內容雖為目前最尖端的科學研究方向與內涵,但是所需之教學器材與設備,不受學校地域與規模之限制,盡量採用一般高中可取得之設備。而本研究採用模組式課程規劃,方便教師視教學需要與課程進度,可以提取所需課程模組進行教學。

課程模組融入數個國外知名機構之免費線上天文資料庫、可供資料分析與應用。並在許多教案中運用各類教學平台,以探究式教學為主軸,著重學生自行動手操作、實驗與討論。各課程模組除了可單獨應用在各科教學中,也可結合成為專題式研究課程的前導式訓練課程。使學生可越過實際觀測工作的技術門檻,直接進行數據處理與探究。從目前已舉辦兩次的教師工作坊的反應來看,參與研習的老師雖然覺得有些課程比較難,但基本上覺得這樣的課程是可行的。

探究式教學讓師生變成一個學習共同體,而跨科的課程設計活動,讓老師們得以組成專業學習社群,共同針對學生需求研發教材、教案與創新教學模式,正是因應未來十二年國教如何提出特色課程的一個很好務實方向。本計畫在課程設計與發展的經驗中,對於學校特色課程的發展與實施,皆提供具實證性的參考與借鏡之效,也能提供其他學校作為教學實務經驗之參考。

MEMO

 

高瞻課程名稱:<光譜在天文學上的應用>

如果整合所有課程模組,則可以作為高中天文專題研究課程之前導課程。有別於傳統講述式課程,課程設計讓學生多一些探究的時間與合作討論學習的機會(包含課堂與課後),進而建構知識,培養學習遷移與問題解決能力。

整個課程若搭配天文觀測活動,則可架構一個讓學生真實登上天文研究的階梯,引領優秀學子提早認識、並走入基礎科學領域的路途。

 
 
一、研究計畫執行亮點 

(1)此天文模組課程為國內外首創,強調探究與實作歷程,並融入資訊科技用應用。

(2)本校的課程研發主要是由第一線的高中教師所研發,不同於其他計畫多半為研究機構或是博士生或博士後的計畫,殊為難得。 

(3)本校的課程研發除了天文專家的指導與支持外,還有在課程專家的輔導下,進行課程評鑑,以及課堂教學觀摩的回饋,促使團隊教師對於課程的反思與改進,不斷精進。 

(4)結合課綱特色、促進跨科對話

    1. 團隊教師專長涵蓋物理、化學、地科、數學、資訊及英文等科目,以不同科學領域均涉及的「光譜」為主軸,取其在天文上的應用部分,研發適合融入現有高中課綱之課程。

    2. 跨科與協同合作教學的模式,不同科目教師有機會彼此學習觀摩,可提升教學探討的風氣,增進科際理解。

    3. 跨科的課程設計活動,老師們得以組成學習共同體,正是因應未來十二年國教如何提出特色課程的一個很好模式 

(5)引進最新天文觀測資料融入現有課程以最新天文科技發展及影像分析軟體為教學素材,促使學生學習科學工具如何應用於科學學習。

(6)課程模組化。課程融入各科教學,不同科目教師可依需求,提取所需課程模組進行教學。

(7)問題導向策略探究式教學融入教學活動,提供多樣的學習進路,豐富學生的學習感受。 

(8)融入科學性的英文閱讀於高中課程

一般高中生於中學階段結束後,進入大學或學院就讀,不論是理工組或是法商的課程,許多的教材、教科書皆是英文原文書。雖然高中階段英文課程已試著在聽說讀寫各方面訓練學生,但選文方面,多半是故事性濃厚的敘述文或是小說篇章、詩作,或是論理性質的小論文(essay),科普類型的文章非常少。自然組的學生高中畢業後,進入大學就讀時,對此類型的文章自是不甚熟悉,因此如果能在高中階段便能讓學生閱讀到道地的科學性質的英文文章,一則能讓學生初步了解日後大學教科書的書寫方式與風格;另一方面,也可以增加在該領域的專業知識(domain knowledge),不啻是非常好的嘗試。

(9)全部的課程模組,可作為高中天文專題研究課程的前導課程。 

    1. 將大學的天文教材(天文影像處理等)移植、轉化成適合高中生進行的探索、進階課程,提供有興趣於天文的學生提前進入專業天文的入門。

    2. 在四個模組的課程架構下,學生具備進行天文專研的基礎。可讓有興趣的學生由此進行進一步的專題研究探討,並參與科展等相關競賽與培育計畫

(10)學生表現亮眼、研究成果豐碩。 

    1. 參與國際泛星計畫小行星搜尋活動(Pan-STARRS),有亮眼成果。

    2. 「理論與觀測探究雙星形成的機制」,獲得第45屆北市中小學科展特優(2012)、第52屆全國中小學科展第三名及最佳創意獎、臺灣國際科展地球科學類二等獎(2013)。

    3. 反射式光柵與數位攝影設備組成的光學系統研究」,獲得北市第46屆科展佳作與研究精神獎(2013)

    4. 「星系動物園」於北市102年度中等學校學生科學研究獎助計畫決審獲佳作。

    5. 「探討各型行星狀星雲形成機制」於北市102年度中等學校學生科學研究獎助計畫決審獲佳作。 

(11)國內積極推廣、國際頻繁交流。 

    1. 連續三屆參加ASROC中華民國天文學會年會進行分享,也在科學教育國際研討會(2013)、台灣地球科學聯合學術研討會(2013)進行發表。

    2. 2013/12/28與2014/1/22,分別以模組課程(一)(二)和課程(三)(四)舉辦二場全國性教師工作坊,讓外校教師了解、體驗四個模組課程的內容,無論在難易度和可行性,均獲與會老師們好評。

    3. 赴新加坡參與青年國際論壇會議(2013)分享研發課程經驗與心得,引起立化中學教師的興趣,兩度赴本校參訪體驗課程。

    4. 赴美國加州聖荷西市參加太平洋天文學會會議(Astronomical Society of the Pacific, 2013),與國際天文學者、教育人士進行分享。

    5. 在馬來西亞-吉隆坡中華獨立中學教師參訪團蒞臨本校時(2013.11.29),向他們介紹這個課程。

    6. 學生參加本校舉辦的日本國際教育旅行(2013.5.19-24),參訪大阪府立北野高等學校、京都市立堀川高校及大阪府立天王寺高校,學生主動報告分享參與選修高瞻課程的經驗與心得。

(12)重大發現耀眼、學界媒體肯定。 

本課程也規劃師生於課餘時間前往鹿林天文台進行天文觀測,藉由課程與觀測活動的結合,讓學生參與第一手資料的蒐集工作,體會星空之美的真實觸動。成果如下:

    1. 成為全世界最早發現位於M74星系的超新星SN 2013ej的幾個團隊之一,並得到國內外媒體大力報導。整個歷程,以〈超新星爆發-重元素旅程華麗的開始〉為篇名,刊登於《科學研習》52期11卷(2013年11月)。

    2. 學生參與觀測活動的心得,以〈那一夜,鹿林的星空、我們的心空〉為篇名投稿於《台北星空》63期(2014年春季號)。

    3. 近期適逢另一顆超新星SN 2014j爆發,與清大天文所教授合作進行數據分析,預計成果將發表於天文年會(2014/5)。

 

二、執行計畫的歷程

 

在計畫草創發展初期,因著校內科學教師社群的班底,跨科教師間的匯集很自然而然就成形了。在金若蘭等數位教師提出計畫構想書,送至國科會參選,通過之後但挑戰也隨即開始—必須撰寫出完整的計畫書。在團隊老師們的辛勤努力下,北一女中高瞻計畫案「星‧雲行動」終於竣筆,也如願通過。

 

在聚集人力、跨科整合、決定主軸之後,課程的設計與發展才是最辛苦的一段歷程。秉持著團隊合作與互相回饋的想法,分組各自嘗試設計初版教材之後,由跨科或跨組教師輪流進行觀課及意見回饋,提供編撰教師進行課程內容的修改。並且課程的發展與進行也獲得校長與學校行政的大力支持、協助,讓教師們可以不必煩惱行政上的繁瑣事項,專心致力於課程的發展與規劃。每一次觀課後,我們都會針對內容流暢度、知識概念架構與學生反應等進行充分的意見交流,讓課程是在大家共同的審核之下完成產出。在課程架構進行的同時,我們也委請科教與天文領域教授針對教師進行專業知能的提升,讓課程內容更多元、且符合探究的學習精神。就在與專家學者的合作、與同儕間的互相砥礪下,才造就了我們這個團隊的所有成果。

 

三、未來計畫的展望

 
  1. 將研發課程成果推廣至全國:本課程設計之初,便著眼在「推廣」一事上,因此接下來目標便在於如何將校內的課程推廣出去,與其他學校分享我們的心得與成果。為此,北一女中高瞻小組已經舉辦過數次的研習課程,供有興趣的他校教師研習,並且提供了相當完整的教案與教學手冊,方便教師於課堂教學使用。日後在辦理研習時,亦會參酌先前研習教師的回饋意見,進行微調與修正,並將所有教案及教學相關媒材上傳至本校高瞻計畫工作網站上,供各界下載使用。

  2. 發展的課程會實際轉換成本校未來的特色課程之一。

  3. 與大學端(清華大學天文所)、校外資源(鹿林天文台)的愉快合作,可以持續發展延伸的學習活動,提供學生更多元的機會與科學嘗試。

  4. 本校發展的天文課程與各種延伸活動,都可作為他校教師設計課程的參考,且可參照科別橫跨六個科目。

 
 
計劃簡介/Project brief
課程教材 / Curriculum materials
聯絡方式 / Contact us