教學要翻轉的不是順序,而是內涵

多年來在臺北對家長演講的場合里經常問這樣一個普通常識題:


下列何者是臺灣最北端的機場?
? 臺北松山機場
? 桃園國際機場
? 臺中清泉崗機場
? 高雄小港機場


幾乎毫無例外地,利用IRS即時反饋系統投票與統計,每一場都會有超過80%的人選擇?臺北松山機場。當問他們為什么選?,得到的答案則絕大多數都說是因為從臺北開車要去桃園機場,走高速公路都是南下方向,也就是臺北在北,桃園在南,所以松山機場當然位于這幾個機場的最北端。但只要打開電子地圖,水平線一畫,看到正確答案其實是桃園機場時,每個人都瞪大了眼睛,一副不可置信的樣子。

從地圖上一目了然兩個機場的相對位置

自從二十世紀末,人們便一直在談論全球暖化,尤其美國前副總統艾爾.高爾(Al Gore)于2006年制作拍攝紀錄片《難以忽視的真相》獲得第79屆奧斯卡金像獎的最佳紀錄片獎,他本人更因此片喚起全球重視環境保護議題而成為2007年諾貝爾和平獎得獎人。當全球暖化逐漸成為主流意識之時,2006年美國商業與媒體學院(Business & Media Institute)兩位作者發表一篇名為「冰與火」(Fire and Ice)長文,深入剖析過去一百年來媒體報導的氣候變遷其實是”忽冷忽熱”,從全球冷化開始,每二三十年媒體的報導便不斷地冷、熱、冷、熱交替,類似像氣象專家在論文中指出:「美國華盛頓特區從一九一二年到一九三三年,二十一個冬天里,有十八個比平常要溫暖,而且有十三個連續出現在過去十三年。」其實在近些年的媒體報導和研究論文中,如果把地點和年份代換一下,也都讓人感到非常熟悉。

就在高爾攫取全球暖化目光之時,美國有一位16歲的高中女生克莉絲汀.拜恩斯(Kristen Byrnes)架設了一個「全球暖化騙局」(Global Warming Hoax)網站,針對《難以忽視的真相》片中提出的數據一一給予反駁。

舉出這個例子并不在附和與支持美國特朗普總統反全球暖化的態度,因為他的政策并非基于科學。一個高中小女生敢于反抗社會上最大的力量和聲音,因為她挖掘數據、探求真相。從教育的角度來看,她非常珍貴。

教育的一個重要目的是要培養學生在面對眾人習以為?;蛩^的”真相”時,仍能擁有獨立思考、探求真理的態度、習慣和能力,探究式學習法(Inquiry-based Learning)能夠幫助達到這樣的教育目標。雖然探究式學習常用于自然科教學中,但其他學科可擷取其特性,應用于自己的學科教學。

探究的目的在于擴大人類的知識領域,著重于增加知識、解答疑問,或解決問題的程序,因此探究式學習是一套方法論。如同班杰明.富蘭克林(Benjamin Franklin)所說的:「跟我說,我會忘記;給我看,我會記得;讓我一起參與,我便了解。」(Tell me and I forget, show me and I remember, involve me and I understand.),這最后一句便是探究式學習的精髓。

美國早在1996年便將探究式學習列為國家科學教育標準,強調學生不只要做,更要了解探究的相關知能(to DO inquiry, and to KNOW ABOUT inquiry)。國家科學研究委員會列出了探究式學習與教學的指引包括:

? 找出可以經由科學調查來回答的問題
? 設計并執行一個科學調查
? 使用適當的工具和技術來收集、分析與解釋數據
? 使用證據來提出描述、解釋、預測和模型
? 以批判性和邏輯性的思考來建立證據與解釋間的關系
? 辨識與分析替代性解釋和預測
? 傳達科學程序與解釋
? 在科學探究中全面性的使用數學

從這些指引中可以歸納出,探究式學習法培養的是跨領域的能力,包括發現(提出)問題、建立假設、規劃研究(調查)、收集數據、分析數據、解釋發現、溝通結果等,這些高階能力很顯然在傳統學科教學與測驗中是非常困難,或無法帶給學生的,一方面是因為它與應試教育體系的捍格,另一方面則是完成一個探究需要耗費大量時間。

那么有沒有持續性從事探究式學習的范例呢?答案是有的。由于探究式學習中最重要的是數據的收集,而且通常需要積累長時間的大量數據,因此臺北市教育局在中央大學的指導與協助下,于2003年設立了全球第一個「臺北市校園數字氣象網」,在全市60所中小學校園內建置數字氣象站,自動化收集遍布全市的實時天氣數據,包括溫度、濕度、雨量、風向風速、紫外線、…等二十幾項數據,積累成為氣象數據數據庫。

臺北市校園數字氣象網

有了數據庫,實施探究式學習便有了基礎。臺北市教育局專門組建了「臺北市校園數字氣象網推動小組」,結合市內中小學種子教師、大氣科學和信息科學系教授、中央氣象局專家,共同推動多項氣象相關的探究式學習活動。其中一項自2006年開辦的「探究式學習網絡競賽」便是完全采取探究式學習法,由學生組隊,自選題目參加為期六周的競賽。前四周遵循中央大學大氣科學系江火明教授所提出的Z圖流程,學生每周完成探究計劃中的一部分工作,然后由專家團隊挑選出32件作品,參加兩周后的最后總決賽,中小學生必須像研究生一樣,每一件作品都要面對所有參賽團隊和專家評委做口頭報告并接受提問。

探究式學習流程Z圖

根據中央大學一份2006-2008年針對「探究式學習網絡競賽」的研究顯示,學生在探究能力的四個面向中,形成問題(Questioning)、規劃調查(Planning)和數據分析(Analyzing)都表現出相當的水平,但數據解釋能力(Interpreting)明顯較弱。另一份由臺灣師范大學吳心楷教授等人的研究則指出,學生在科學解釋能力的難處包括了指出因果關系、運用推理能力、使用證據、解釋提出主張、運用圖表協助解釋、語文傳達解釋能力、評鑒解釋等。從這些結果可以看出傳統教育體系與教學模式著重于標準答案的追求,難以培養學生的高階思考能力。

學生在解釋數據方面的能力較差

「臺北市校園數字氣象網」是將探究式學習應用在自然學科,感覺上比較直觀,效果也比較直接。不過其實各科也都能培養探究所需的能力,例如數學科的數據處理分析與統計圖繪制,語文科的研究報告寫作與立論闡述等。因此,老師們可以嘗試將探究式學習所要培養的能力融合于日常教學活動中,例如建立事實(數據)與結論的邏輯關系、設計一份需要收集數據的調查工作、討論報告的分析與批判等。

當今學校教學是在把過去的知識教給現在的學生,卻希望他們應用在未來的生活,但在這個什么都是以十倍速前進的時代里,消弭從現在到未來之間的隔閡,才是教育工作者的重要課題。所以教學上要翻轉的,不是時間的先后順序,而是學習的內涵和能力的養成,使學生能做到臺灣中央研究院院士劉炯朗博士所說的:「用別人沒有想到的方法,看到別人沒有看到的東西,想到別人沒有想到的道理」。

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