科學創意社群的推手─謝甫宜老師

 
2013/09/12 劉辰岫 | 特約文字編輯     13,264
 
今(2013)年的「中華民國物理教育聯合會議」在陽明山的中國文化大學舉行,全台灣許多對國小到高中物理教育的改革有興趣的科學同好齊聚一堂,互相分享教學經驗,以及發表自己研製的物理教具與教學方法。
 
有些人在這個圈子已經貢獻了近20年,其中一位就是來自高雄市陽明國中的自然與生活科技教師謝甫宜。在過去這10年間,他被邀請去演講的科普講座已有五百多場次。而且,除了辛苦念完科學教育博士學位之外,也曾獲得高雄縣特殊優良教師獎與物理教育教學貢獻獎等殊榮。
 
創意實驗帶進課堂
 
謝老師在中南部推動手作科學教具已經有20年之久,開始時很辛苦,常沒有講師費也無交通費,連研發的材料費都還要自己出,支撐他的是一股熱情與信念。
 
當初是什麼讓他踏入這個吃力不討好的領域呢?若依照著學校的課程綱要與教材內容上課不是省事很多嗎?其實,在20年前,當他還是實習老師時,有個很特別的機緣讓他體會科學教育不只是在課本中。那一次的偶然改變了一生,他參加高雄市五福國中所舉辦的教師研習時,來自高雄市大仁國中許泰記老師示範的創意科學實驗讓他印象深刻。
 
從那時候開始,謝老師就持續不斷地把新的創意實驗帶進課堂中,「原本一上課就會昏睡的學生,一聽到實驗就醒了!還會主動詢問老師是怎麼做到的?」他讓學生覺得物理或自然科學不再是一門死板和抽象的學科。20年來,他一直秉持這種生動的教學方式,來啓發同學對科學的興趣和好奇心。
 
科學創意社群的經營
 
謝老師不但自己投入自製教具的領域,也積極透過教師研習推廣這個理念。十多年前,他成立了「科學創意社群」,邀約很多手作教具的高手,定期聚會分享教學心得。每位成員若遇到不易做或有興趣的科學教具,也能透過這個社群的聚會將困難提出相互討論。而謝老師就像是他們的大師兄,許泰記老師則是為他們排憂解困與提供理論基礎的大家長。
 
「我是親自一位一位慢慢去邀請他們加入的」,謝老師認為加入這個社群的成員,必須具備無私分享的熱忱與改進科學教學的信念,「教育的熱忱真的很重要,如抱持著牟利的心態加入就不好了,而且也無法支持得很久!」
 
科學創意社群已經延續了十幾年,目前成員約有16位,而每個人所專精的領域也有些差異,有些精於物理或電磁學,有些則專長於化學創意實驗、動力機械、或多媒體教學等,甚至還有幾位喜愛魔術的。能讓分散在不同城鄉的科學同好維繫這麼長久的合作關係,是非常不容易的。「我覺得這個社群十幾年都不會散掉的很大原因,就是我的熱情把大家Hold住!捨不得離開!」就算一陣子沒見面,他也會打電話給其他老師噓寒問暖與聯絡感情。
 
讓學生喜歡科學
 
謝老師曾在業界歷練一段時間後,才進入高雄師範大學科學教育研究所攻讀碩士與博士學位,並在就學期間通過教師甄試而在國中任教。科學教育研究所學習高等統計學、認知心理學、科學史哲與科學教學等的課程,學術性很高,但他認為在第一線的教學現場,重要的是如何去落實。沒有天生的教師,「讓學生體會與賞識科學的生活化與趣味化,又能兼顧學業成績,就是科學教師的責任。」
 
這樣的創意教學方式是否有提升學生的成績?他說:「或許有,也或許沒有。由於傳統的評量方式沒有改變,所以學業成績在理論上變化不大,因為考試不考創意。不過,至少學生不再討厭或畏懼科學學習,且這些知識對於學生將來的人生,或多或少都會有些助益。… 許多家長會問我,做許多教材之外的科學活動,對小孩的學業有沒有幫助?我都說即使沒有增加分數,卻能改變他們學習科學的態度,一切的學習都要從動機開始,尤其是內在動機!」
 
「你可不可以指出你曾在國中學習理化時,印象最深刻或最刻骨銘心的感受呢?」他反問,「多數人會說,就是做實驗的時候!不會是記得哪一次拿了高分而愛上理化課吧?」
 
創意教具的靈感
 
這些創意教具的靈感從哪裡來?謝老師說通常是在看了很多別的講師和網路上的作品之後,自然會有一個感覺,再以自己的創意去改良,或是教學時用自己的方式去闡述。
 
謝老師隨手拿了一個紙杯與打火機,盛了一些水在紙杯內,用打火機燒起紙杯的底部,「因為熱傳導的關係,杯中的水將多數熱量吸收,所以紙杯不會燃燒起來」,一邊解釋一邊還是不停地用火去燒,直到杯底的黑色物質累積到一個程度才停下,並將水倒掉,讓杯子翻過來使底面朝上。接下來,他滴一些水在覆滿黑色物質的杯底,神奇的事情就發生了,水像是被滴在荷葉上的水珠般,滾來滾去。
 
「這時候就可以跟學生解釋粒子、奈米與疏水性等概念,因為紙杯底部的這些看似焦黑的粒子屬於奈米級。」他指出「我們尚可進一步教導學生實驗組與對照組的基本探究實驗的概念,例如將水滴在沒有燒得焦黑的表面就是對照組,而被燒得焦黑的表面,因為經過實驗處理,就是實驗組!透過實驗組與對照組的比較和分析,就是基本的科學探究方法!」他接下來還會問我如何將水珠固定住不要亂跑,答案就是在黑色物質的表面上劃幾道刮痕,破壞表面的疏水性,甚至還可以用相同原理,將水珠一顆一顆整齊地排列起來。
 
謝老師解釋和示範的過程,就像小朋友發現了一個新奇的事物,很興奮地想分享給好朋友一樣,人很難擋住他的熱情,不自覺地眼睛也會跟著亮起來。而且,他的示範教學具有「科學探究的層次感(深度)與豐富的廣度」,從一個初步的科學問題或示範實驗,到另一個難度較高的問題逐漸,螺旋式地加深與加廣,他學術性地指出:「就像科學哲學家Popper所提到的,科學的進步就是從一個問題,到另一個更深的問題!」
 
質重於量的學習
 
謝老師引用美國學者布魯姆(Bloom)所提出的認知層次為例,說認知可分為記憶、理解、應用、分析、綜合與評鑑等6個層次。在教學第一線浸淫十多年,他進一步指出,台灣傳統的科學教育著重「量」的學習,學生被訓練成不需思考即能快速解題,唯一使用這些背得滾瓜爛熟的科學概念或例題的時機,便是考試時。在「質」的學習方面,台灣的學生大致上只停留在記憶的層次,而利用動手作與用心思考的教學方式,則或許能讓學生深化到應用和分析等較高的認知層次。
 
最後,謝老師說:「我們是科學教師,不是魔術師,賦予魔術科學化,增強認知與教導學生科學概念;而透過科學魔術化或趣味化,以增進學生探索現象背後之機制的科學學習動機」