【自然】12年國教綱要之教學設計 —以5E教學模式為例

作者：高雄市莊敬國小 許國忠老師

以新領綱的學習表現為依據，運用符合學習理論之5E 教學模式（instructional model），針對「神奇磁力」進行教學設計。

前 言

108 學年度開始實施⼗⼆年國⺠基本教育課程綱要，預計110 學年度國小三年級自然科學領域即適用新的領域綱要（簡稱：領綱）。新領綱以學習重點作為課程設計的依據，學習重點包含學習內容與學習表現，其中學習表現架構表包含：科學認知、探究能力，以及科學的態度與本質三個項目（教育部，2018）。如何依據此三個項目的學習表現有系統地呈現於教學，是自然科學教學設計的重大挑戰。

本文嘗試以新領綱的學習表現為依據，運用符合學習理論之5E 教學模式（instructional model），針對康軒版三年級上學期神奇磁力單元：「磁鐵的N、S 兩極，具有同極排斥，異極相吸」的科學概念，進行教學設計。並將探究依開放程度區分為結構式、偏結構式引導、偏開放式引導、開放式引導分別設計。自然科教師進行探究教學時，可依學生之程度以及時間進行調整。

教學設計格式說明

5E 教學模式是Bybee(2002)根據Bransford、Brown 和Cocking 等人(2000)在「How people learn」⼀書中，三個有關學習的關鍵發現，指出⼀個可符應學習關鍵發現的教學模式。這個教學模式是5E 教學模式，分別為：投入(Engage, E1)、探索(Explore, E2)、解釋(Explain, E3)、精緻化(Elaborate, E4)、評鑑(Evaluate, E5)共五個階段。教學設計格式區分為上半部和下半部。上半部主要說明設計依據，下半部主要為5E 教學模式的學習活動設計。詳細說明如下：

教學設計格式上半部

(⼀) 單元簡述：說明單元名稱、實施年級與節數，其中節數會依據教師採取探究教學的開放程度，所需時間會有差異。

(⼆) 學習重點：依據新領綱區分為學習內容與學習表現。學習表現又包含：科學認知、探究能力，以及科學的態度與本質三個項目。

1. 學習內容：是自然科學領域之核心概念。

2. 學習表現：

(1) 科學認知：對應相關學習內容，區分記憶、了解、應用、分析、評鑑、創造六個層次。

此項目新領綱並沒有編碼方式，筆者嘗試運用領綱的說明，以學習內容為主編碼，以六個層次為次編碼，以語詞字⾸英文字⺟為編碼，如記憶-R、了解-U、應用-Ap、分析-An、評鑑-E、創造-C。

(2) 探究能力：新領綱區分為解決問題與思考智能兩個子項。筆者認為解決問題子項較屬外顯行為，思考智能較屬內隱思維，兩者互為表裡，為探究能力不可或缺的要素，這與5E教學模式的E1 至E3 階段的教學具有⼀致性。也就是說藉由5E 教學的實踐，探究能力的學習表現就可有系統性、有順序的連結在⼀起。

(3) 科學的態度與本質：科學的態度與本質可視為⼀種後設學習，學生在經歷⼀段探究歷程後，再來進行回顧，反思科學本質與自己的科學態度。

(三) 期望的學習結果

應用重理解的課程設計（understanding by design）之逆向設計（backward design）階段

⼀：期望的學習結果（Desired Results）（Wiggins & McTighe，2017）為參考架構，包含：

1. 主要問題：即探究問題，以探究問題為起點，進行探究活動。

2. 理解事項：即新領綱呈現於學習內容的核心概念。

3. 學習遷移：運用核心概念於相關的情境。

教學設計下半部

教學設計格式下半部主要是以5E 教學模式展開的E1 至E5，與其對應的學習活動、教學表徵、時間與評量方式。

(⼀) 5E 教學模式與學習活動：E1 階段的學習活動主要為由問題情境引出探究問題；E2 階段為收集證據；E3 階段為解釋證據並回答探究問題，引入科學家的解釋。E4 階段為應用核心概念至相關情境。E5 階段則在整個單元結束後，運用單元概念圖（Novak and Gowin，1984）做系統性的單元概念統整，以及科學態度與本質的後設學習。

(⼆) 探究程度與時間：5E 各階段學習活動依開放程度區分四類型之探究。

1. 結構式探究：由教師、教科書或學習單直接提供。

2. 偏結構式之引導探究：主要以選擇題呈現。

3. 偏開放式之引導探究：主要以填充題呈現。

4. 開放式探究：主要以問答題呈現。

不同類型的探究活動所需時間會有差異，在E1 至E3 階段若以結構型探究為1 單位時間，則引導式探究為2 單位，開放式探究為3 單位。教師使用可依概念難度和時間選擇探究類型。

(三) 教學表徵與時間：多樣化的教學表徵有助於不同程度學生的學習，教學表徵中的小組討論與師生討論，可依時間與概念難度，採取兩種表徵或只採師生討論。

運用5E 教學模式於12年國教課綱自然科學領域之教學設計

請參見附檔

教學活動單

5E 教學模式E1 至E4 為⼀個科學概念，E5 階段則是在單元結束後應用。本文限於版面，先呈現E1 至E4 的學習單供參考。因屬三上單元，學生才剛升上中年級，所以學習單設計是採結構式與偏結構式之引導探究類型設計。

參考文獻

教育部(2018)。⼗⼆年國⺠基本教育課程綱要國⺠中小學暨普通型高級中學：自然科學領域。

. Bransford, J., Brown, A., & Cocking, R.(2000). How people learn: brain, mind, and experience & school. Washington, DC: National Academy Press.

. Bybee, R.W. (2002). Scientific inquiry, student learning, and the science curriculum. In Bybee, R. W.(Eds.), Learning science and the science of learning (pp.25-35). Arlington, VA: NSTA Press.

. Bybee, R. W. (2014). The BSCS 5E instructional model: Personal reflections and contemporary implications. Science and Children, 51(8), 10-13.

. Wiggins, G. and McTighe, J. (2017)，譯者：賴麗珍。設計優質的課程單元-重理解的設計法指南。心理出版社。

. Novak, J. D. and Gowin, D. B. (1984). Learning How to Learn. Cambridge University Press,Cambridge, UK.

【附件】國小自然領域教學－以5E 教學模式為例