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背景分析背景分析背景分析景分析目錄壹、簡介.........................................................................ㄧ、背景分析..........................................................二、計畫目標............................................................三、範圍.....................................................................7貳、作業方法及步驟.......................................................9叁、預期研究成果..........................................................11肆、參考文獻.............................................................12伍、工作里程碑.............................................................13陸、交付項目及交付時程.............................................14柒、預期成果.................................................................15捌、計畫人員簡介 .........................................................16玖、計畫經費.................................................................181壹、簡介,一、背景分析,一,、基礎地球科學教育地球科學教育範圍廣大,物理、化學、數學、生物等方面提供了地球科學的基礎知識、基礎訓練以及科學方法、科學精神,然而地球科學教育除了要達成這些目的外,它最終的目的是讓學生認識大家的生存環境??地球及其環境,教導學生知道如何有效地適應這個環境,如何善加利用天然資源,如何保護生存環境。這些知識和訓練,不論是從幼兒開始,一直到高等教育的學生都應該具備。為了使基礎地球科學教育納入小學教育中,以使將來我們的學生不因認識不清而浪費國家資源,繼而蹂躝生存空間而不自知,基礎地球科學教育應該有以下共同的努力,地球科學有廣義和狹義的定義,但小學是一個通才、基礎的教育,並不在培養特定的科學家,故課程旨在使學生了解科學的目的、科學的原理,而地球科學教育又在培養學生對地球及其環境全盤性的認識。因此針對國小教育而言,應以廣義地球科學的定義為根據。所謂廣義的地球科學是泛指與地球及其環境有關的科學。在大英百科全書中,其地球一章的分法包含的內容包括,固態部分,地球內部的結構及物理特性、化學組成,及有關的熱力平2 衡、熱對流,、板塊運動、造山運動、大陸漂移等基本原理,及地震、地球物理探勘、地球資源等應用。這些都屬於,狹義,地球物理的範疇。液態部分,洋流之發生與影響、波浪之形成與傳遞、潮汐、水文循環、海洋中的資源、大氣與海洋之交互作用等原理與應用。氣態部分,大氣對太陽短波輻射的防護作用、太陽輻射與大氣能量之收支平衡、大氣的溫度結構與化學組成、氣團、雲、雷雨、季風環流、局部性天氣現象、全球性環流、熱帶氣象、氣候等原理,以及天氣的人為改造,包括空氣污染,、天氣預報作業、大氣之探測等應用。電漿態部分,地球之磁場與電離層之成因、變化與影響。地表之變動,主要介紹地質營運過程以及所造成之地表變動,由地質學的觀點出發??與現行教本以地理學為出發點者不盡相同,。地球之演化史,探討地球本體、大氣及海洋之源起與演化。介紹地質記錄所代表之地球,包括地質、地磁、大氣、海洋,演化史??與現行教本純以地質學之眼光介紹者有異。天文與太空,介紹地球在太空中之地位、太陽系、銀河系、地球軌道與季節變遷、太陽的散發輻射、電漿流等。3,二,、地科教育的內涵地球科學教育之教學必須掌握在各階段學生可以接受的程度上。要讓學生同時了解科學概念與過程,而非僅止於科學知識之傳授。此外,地球科學的許多現象、原理是相連貫的,以上所列各點並不是互相獨立的,絕不能互相排斥,而應從大處著眼,強調各關聯之間的和諧。 地球科學是應用物理學與化學的原理,而以教學為工具,用定量的方式研究地球及其環境的科學。而隨著數位科技發展的進步,現今地球科學教育大多擺脫以往傳統的教學,利用數位的力量,讓許多現象虛擬化、數位化、模擬化、模組化,而教學課程也呈現出網路化、視覺化、生動化、感受化、情感化等,讓學生透過網頁或數位教學更清楚的了解地球科學的內涵。讓原本艱深困難的地球科學課程更平易、活潑生動,使所有學生經由通識化的地球科學課程培育出良好的科學素養。透過科技的成長,讓學生除了擁有本科的專業知識和本科訓練所產生的獨特思考方式外,亦能因為多方面接觸地球科學領域之課程,學到一些地球科學領域的知識、方法和精神,使同學未來在處理問題上能具有更寬廣的視野和能力,並在社會上有傑出的表現。,三,、城鄉學習落差的形成由於資訊科技的發展可能因性別、種族、階級或居住地理區域等而4有所差異,亦即形成數位落差。從近年來的實證研究結果都可看出這種資訊科技發展不均衡的現象,然而這些現象也相對的造成在地科教育方面產生的學習落差。然而形成城鄉落差的原因很多,其中包含了政府政策、科技發展、社會結構、資源分配、教育文化等方面。在城市中,學生們享受了科技所帶來的便利,學校資源豐富,所應用的科技輔助教材及網路發達,大大的提升了學習地球科學的興趣,然而在實際的自然環境上,卻很難去接觸,所得到的知識大多是書中所證實而來的,無法親自去體驗。而在鄉村中,其所擁有的自然生態環境完整,學生無時無刻都在地球科學的環境中,對於這些知識的形成,卻往往因為師資缺乏、設備不足、家庭結構等因素造成學習成效低落,無法落實地球科學教育。 在這兩種城鄉的結構中,值得注意的是,不管是哪方面的學習,都背離了地球科學教育的內涵,對於城鄉學生對地球科學教育的學習,最後都形成了「知其形但卻不知所以然」的知識認知。,四,、消弭城鄉學習落差學生學習地球科學知識大多是在學校中,如果學生因為所處的環境上且學校又未能提供良好的學習,那落差現象便愈來愈重。在城市中由於生態環境不足、實驗取得不易,在偏鄉學校由於資源分配不均、學習5環境不佳,及教師資訊素養的無法提升,都是導致形成落差的現象。因此對城市地區應多做城鄉之間的交流,利用寒、暑假舉辦科學育樂營,透過網路學習及合作學習來獲得實驗實證,打破距離上的障礙,在偏遠地區學校則是加強基礎設施的補助,建置資源共享環境,以普及城鄉資訊教育、縮短數位落差。另ㄧ方面,也應加強偏遠地區教師資訊基本素養的培訓,使教師具備利用電腦及網路教學之能力,將資訊科技融入教學,減少學生在知識獲取上的落差。同時也應加強城鄉地區資訊教育推廣工作、建立配套措施,減少偏遠地區學校數位落差,減少城市地區環境落差,藉由網路學習與建置數位化典範資料庫等方式,來逐步排除這些落差的現象。二、計畫目標在地球科學的學習領域上,隨著數位資訊互動方式和聯結關係的普遍發展和應用,以往在書上所傳授的基本知識,透過科技發展的結合,使得地球科學的學習理論變得隨手可得。但由於個體之身心狀態、階層分布、生活地域、群體背景、資源分配狀況及文化差異等眾多因素對於知識發展及應用產生不同程度的影響,一樣在學習知識,卻產生出都市及鄉村間的種種差異,一樣是處於知識學習的環境中,但隨著所擁有的優勢不同,伴隨著某些需求的不足,最後卻產生出城鄉之前的學習差異。6 為避免學習差異現象在高度資訊發展的社會中形成擴大差距的趨勢,以及基於均衡城鄉區域發展和各地方或區域內不同族群均衡發展之考量,不論政府或民間在持續推動基礎科學教育時,實有必要對於社會結構內各類族群與偏遠和離島和都市地區民眾及學生之教育服務,提供相對的資源與協助。因此,在推動科學教育時,如何適當且有效平衡學習差異,已成為各國推動科學教育時,政府、學校、家庭及相關社團必須面對之重要教育議題。本計畫有鑑於此議題之重要性,並依國科會本專案之目標擬定,將針對各地區學生之加予檢測,並期能針對城鄉之間的交流學習,找出適合平衡教學之方法,進而據以規劃、發展各種適合不同地區學生培養科學教育之課程,藉以加強培訓各學生之學習科學知識之興趣與能力。城市地區由於教材資源豐富,硬體、師資設備充足,然而對於實際環境的認知有限,無法達成理論與實際的印證,而偏遠地區則是資訊設備缺乏、師資嚴重不足及人口老化教育水準不平均等因素而形成落差,本計畫之目標在於對不同地區的學生做城鄉之間的交流,運用資訊科技及數位學習來達到合作學習的目的,並經由定期的互訪來得到城鄉間的平衡,進而擬訂協助及輔導策略,以達到,1、調查及檢測城鄉群體中之學生科學素養狀況,藉以瞭解其知識能力水平。2、瞭解城鄉群體中之學生在科學領域中有關知識、技能及態度之落差7分佈與成因。3.舉辦原鄉踏查活動增加都市地區學童對科學教育實際學習的機會。4、輔導偏遠地區及原住民區學童之資訊知識與技能,增進其應用現代資訊科技的機會。5、利用校際交流的機會,將生活中的科學知識利用淺顯易懂的文字, 透過城鄉互動來讓學生及家長共同學習科學知識。6、規劃線上或實體學習課程,以提供城鄉群體中之學生在線上學習相關資訊知識、技能及態度之機會,以提升其科學知能。7、探究其他達成城市地區學生與偏遠地區學生之間學習落差之可行策略。8、促進教師其科學教育教學意願,培養其應用科技輔助教學之能力。9、透過實際生活體驗,從過程當中了解生活所會遇到的科學知識。10、編寫天文、地質相關教學課程,明白宇宙與地球的歷史及演進,繼而讓學生產生珍惜土地、愛惜自然、保護地球的觀念。三、範圍8針對科學教育領域問題,長久以來教育部及國家科學委員會等相關機構,都不遺餘力的推動科學教育。在台灣北、中、南三地,也陸續有台中國立自然科學博物館、高雄國立科學工藝博物館、台北國立台灣科學教育館等科學教育中心的設立,對於在科學教育「量」的提升上,具有一定的效益在。而在培養基本的科學素養中,藉由學校教育的推動,及政府和民間不定期舉辦的各項科學活動中,可分別歸類出相關的量、質問題?設立校內天文台、建置城鄉科學學習點、充實偏遠小學電腦網路設備,科學教育師資培訓,規劃科學學習網,創造科學學習環境,改善城鄉的學習知能。本計畫在量能上除補助受輔導學校之設備外,亦期望增進師生近用,access,的機會;在質能方面,則希冀提升師生的科學素養與科學技能。然而科學教育在城鄉之間的合作學習是一個十分複雜的議題,難以簡單的定義完整概括其中的涵義,透過提高教師與學生的潛能,平衡並 消除學習落差,創造學習機會,使教師教學與學生學習充滿科學活力,面對環境影響的挑戰。貳、作業方法及步驟,一,預定輔導之學校,台南市東區復興國小、高雄縣燕巢鄉深水國小、高雄縣甲仙鄉小林國小。,二,訪視作業,為瞭解輔導之情形及計畫推展之進度,計劃參與人員定期或不定期赴校訪視,分別為,9,、定期訪視,以月為單位,於每月第一週週三為訪視日,以發現問題、解決所遭遇問題、檢視成效與研擬改善策略等。,、不定期訪視,以機動方式進行,視輔導學校需求及臨時遭遇之問題。,、校際互訪,復興國小、深水國小、小林國小校際互訪,每月一次,,辦理城鄉學校交流互訪,互相分享彼此學習心得。,三,前測作業方法簡介,為瞭解學生之起點行為,擬對輔導學校之學生進行科學能力前測,,包括基礎科學概念之筆試及資訊能力運用之操作,,以做為研究分析之依據,主要的作法為,,、概念之筆試,參考九年一貫能力指標建立筆試題目,對輔導學校學生進行施測,以瞭解學生資訊概念建構情形。,、運用之操作,設計基礎科學實做題目,以目標導向方式對學生進行實做測驗,以瞭解學生對科學知識的能力。,四,分析學校學生學習能力範疇原因之方法,前測結果、教師科學素養問卷、實地對師生訪談,主要的作法為,,、依據前測結果分析輔導學校學生科學能力程度,瞭解學生落差的 情形。,、建立教師科學素養及資訊科技融入教學使用調查之問卷,對輔導10學校之教師進行問卷調查,以瞭解輔導學校教師科學知識基本程度及資訊技科融入教學之情形,進而分析其造成學習落差的原因。,、邀請教育部、教育局及相關專家學者,實地對輔導學校師生們進行訪談,以實際訪談方式瞭解科學教育推展情形及其困難,進而瞭解學習落差原因及情況。,五,提升教師科學教育教學能力之可能採用模式,辦理研習及建置教師教學網站,提供教學策略以提升教師運用科技資訊融入科學教學能力,主要的作法為,,、為加強教師之科學及資訊科技融入教學之能力,擬對輔導學校教師辦理,:小時研習(詳如附件,此為擬案,未來實施前會與受輔導學校會商議定),提供科學素養、網路教學及資訊科技融入教學設計與實施等相關資訊基本培訓課程。,、多媒體教學資源網站之建立,將提供教師資訊融入教學相關資源,如教材資源、素材資源、網路資源等,協助教師資訊融入教材之設計及教學相關資源蒐集。,六,提升學生科學認知能力之可能採用模式,科學教育課程教材規劃及設計、建立學生科學學習輔導網站,主要的作法為,,、協助受輔導學校科學資訊課程教師,規劃課程教學單元及教學內容設計,以實際教學成效來提升學生科學能力。 11,、建議受輔導學校調整學生科學課程的上課時數,並提高學生對科學知識的興趣,增加授課時數或開放學生能利用各種不同的時段配合自然現象做相對的實驗,。,、配合地科館每月觀星活動,地科館固定於農曆月初或月底,每月辦理一次戶外觀星活動(寒暑假期間除外)。辦理社區天文教學活動,配合每月天文觀測活動。,、辦理暑期天文地科夏令營,利用三天兩夜,實施天文地科夏令營,配合認識化石及戶外化石採集活動,其中一夜外宿實施天文觀測活動。辦理寒假地科冬令營,舉辦兩天一夜墾丁地區地質調查暨天文觀測活動。,、建立符合SCORM標準之學生資訊學習輔導網站,提供學生學習輔助、學習活動策略,讓學生於課程外也能透過網站學習並配合連貫的教學課程呈現學生作品。,、辦理地科館解說員培訓,每週二次,,利用晨光時間,培訓地科館解說員,教授地科知識並培養學生語文表達能力。,七,評估作業簡介,以訪視及後測做為評估績效之依據,旨在於瞭解輔導之成效,主要的作法為,,、至受輔導學校進行訪視,以瞭解學生科學能力提升情形與教師發展科學教育教學之困難。12,、以科學概念筆試測驗及實際運用操作,對受輔導學校學生進行後測,對照分析前測資料,評估學生學習狀況。,、使用學習滿意度問卷調查,以學生自我檢視其學習狀態之方式, 評估其學習成效。參、預期研究成果,一,從後測與前測對照比較,能發現科學能力在成效上的成長提升。,二,學生經教師的教學單元重新設計後,能提高輔導學校學生對科學課程的學習興趣、提升學生對科學的理解、分析、研究的能力,並且能依所交付的作業任務,獨立製作出教學成果作品。,三,經過研習及輔導後,輔導學校教師之科學素養能有效提升,並且能運用素材資源,獨立或合作製作出各科資訊融入教材,將科學教育確實融入於課堂教學之中。肆、輔導學校簡介,一,台南市東區復興國小簡介,校長,林清池教務主任,戴昕璋地址,台南市東區裕文路60號地理概述,位於台南市東隅,虎尾寮重劃區內,緊鄰台南縣仁德鄉。民國八十四年開始招生13目前班級數共100班,學生3594人,二,高雄縣燕巢鄉深水國小簡介,校長,簡秀梅教務主任,洪秀熒地址,高雄縣燕巢鄉深水村深中路2號地理概述,,三,高雄縣甲仙鄉小林國小簡介,校長,劉曜源 教務主任,打亥地址,高雄縣甲仙鄉小林村忠義路58號地理概述,伍、台南市立復興國小地球科學教育館簡介一切都是早坂犀牛化石,民國九十二年間,有位家長說他們家裡面有一具龐然大物,放在家裡很占地方,問學校老師要不要這件物品,當時的張惠仁老師便欣然接受,物件送到學校後,發現原來是一件早坂犀牛化石的複製品。復興國小地球科學館陸續接受各方人士捐贈化石標本之後,在張惠14仁老師帶領一群義工媽媽共同布置,並且利用最簡單的方法,製作了一系列的天文教具,使地球科學教育館更能夠契合教學活動,在民國九十三年正式將地球科學館正式命名為「虎尾寮地球科學教育館」,希望在未來能夠結合本地資源,將豐富的館藏,透過生動活潑的教學方式,將相關的天文及地科的知識傳授給本校的學生,並推廣至社區民眾,近年來更有鄰近學校慕名至本館參觀。地球科學館的運作,再創立初期,僅由張惠仁老師一人獨撐大局,在未有任何預算規劃之下,運用學校裡面的一些閒置資源,例如老舊的鐵櫃及課桌椅,在義工媽媽的全力協助之下,讓地科館可以有一些成果,但是如果要積極推廣的話,便面臨了人力與經費的問題,造成地科館的運作的阻礙。 民國九十四年八月張惠仁老師退休,地科館活動的延續面臨了重大的考驗,集合學校對天文地科有興趣的教師及家長,共同來維持地科館的運作,張惠仁老師變成為了地科館的當然義工,此時高元彬老師便積極參與地的館的活動,在民國九十五年正式接任地球科學館館長,一樣在沒有經費預算,只有義工媽媽的支持下繼續運作,希望能夠透過本計畫,結合大學院校的學術以及研究生的協助,能夠將地科館的功能更加發揚光大,更希望除了社區能夠分享地科館的資源,進而能夠結合鄰近地區,縮短城鄉學習差距,形成共同合作學習的理想教學模式。15虎尾寮地球科學館目前規劃為三個展館,分別為星空傳奇、聖石傳說及鄉土香土三大部分,星空傳奇主要以天文教學為主,其中包含大型星座盤、大陽系模型、節器示意模型、月象盈虧觀測以及宇宙通廊等,透過立體模型的講解,讓學習者能夠了解宇宙間萬物運行的奧秘。聖石傳說以地科教學為主,以早坂犀牛化石起源為基礎,透過本館所採集的化石及各界所捐贈的化石,說明地球的歷史及生命的起源,讓學生能夠從中愛護家鄉的一草一木。鄉土香土則是透過早期生活物品的展示,讓學生體會先民在這片土地上面所付出的努力,培養愛鄉護土的情操。復興國小地科館歷年活動,2003年秋季七股生態體驗之旅,2004年秋季墾丁龍洞生態體驗活動,2005年秋季奮起湖化石、生態、星空體驗活動,2006年地科館跨年觀星創意教學活動,定期天文觀測活動地科館未來努力方向,希望能夠有充足的人力與經費來支持經常性的活動,讓地科館的功能不單只有本校的學生受惠,更能推廣至社區,甚至鄰近的學校學生也可以透過地科館得到更深更廣的學習。陸、工作里程碑:16月次第第第第第第第第第第第第123456789101112工作項目月月月月月月月月月月月月1.至受輔導學校訪視,2.前測,3.確立與執行輔導策略,,,3.1辦理教師研習,,, 3.2建置相關資源網站,,,,3.3延請學者專家參與,,,3.4徵求家長、中小學教師、大學生與待,,,,聘教師參與4.至受輔導學校訪視,5.後測,6.調整輔導策略,,7.成果報告,,預定進度累計百分比859095100102035456070758017柒、交付項目與交付時程:交付項目交付時程1.訪視報告第二月2.前測資料與結果分析報告第三月3.輔導策略規劃第四月4.輔導工作進度與期中報告第六月5.後測資料與結果分析報告第十月6.期末報告第十二月18捌、預期成果,一,建立一適合改善學習落差的模型,提供基礎科學教育在課程規劃、教材使用上的應用,更能配合課程提高學生正確的科學的學習方法,減少不同地區學生的學習偏差。,二,瞭解城市學校及偏鄉學校學習落差的形成原因,並提供改善不同地區平衡學習之策略,繼而增進城鄉交流互動。,三,對城鄉合作學習的方式提出具體的建議,以為當局決定政策或教師實施教學時之參考。,四,瞭解教師在教學上科學教育教學的困難,並提供教師解決教學活動 相關問題的策略。,五,提高學生在生活科學上學習的樂趣,增加學生對生活環境的瞭解,發現大自然的現象和瞭解古生物與環境的關係。,六,學生能藉由所建置的網站獲得學習,輔助其製作學習活動的成品並能展示其作品。,七,提供城市、鄉村、原住民區學童不同的學習方式,改善各地區的欠缺的不足,讓科學教育能落實於國小教育,並嘉惠於弱勢的學習群體。19玖、計畫人員簡介,計畫工作成員名稱姓名學校,系所,職稱國立臺南大學計畫主持人李建億副教授兼圖書館館長數位學習科技研究所教師計畫成員高元彬臺南市立復興國小臺南大學數位學習科技碩士研究生教師計畫成員黃啟文高雄縣深水國小臺南大學數位學習科技碩士研究生承辦學校協助人員林清池臺南市立復興國小校長承辦學校協助人員戴昕璋臺南市立復興國小教務主任承辦學校協助人員張惠仁臺南市立復興國小退休教師承辦學校協助人員簡秀梅高雄縣深水國小校長教務主任承辦學校協助人員洪秀熒高雄縣深水國小高雄師範大學教育學 博士研究生校長承辦學校協助人員劉曜源高雄縣小林國小高雄師範大學工業科技教育博士研究生承辦學校協助人員打亥高雄縣小林國小教務主任20拾、計畫經費:經費項目數量(人/單價,元,總價(元)說明月)8,0001296,000計畫主持人規劃並掌控計劃之進行一.人事費兼任研究助聯繫及協調工作之進行、資料之蒐集及報告之彙整5,0001260,000理(1名,12個月,)規劃及評估階段進行質性問卷訪談工作、協助座談會及成果發表會5003517,500臨時工資事宜(35人次*500元)624,000訪視費4000進行訪視工作資料蒐集、調查費(含購置參考書、期刊等必要參資料蒐集、10000110,000考書籍與資料(含網路)檢索費,學校現場訪問及調調查費查問卷設計、印製、回收、郵寄、電話費80504,000誤餐費80元便當提升教師資訊融入教學能力部分每梯次30小時,每小時1600元(依中央政府各機關3048,000研習鐘點費1600單位預算執行要點授課講座核實支用)二.業務費5005025,000臨時工資協助座談會及成果發表會事宜暨網站建置維運資料蒐集、學校現場訪問及調查問卷設計、印製、回收、郵寄、12000112,000調查費電話費 國內差旅費、問卷修改會議、座談會、成果發表會3600518,000差旅費出席、交通費等(依國內差旅費報支要點,核實報支)5000525,000場地座談會、成果發表會場地(5場次,8030024,000誤餐費80元便當海報印製、15500055,000海報印製、會議用品、佈置費等會議用品提升學生資訊能力部分5005025,000臨時工資協助網站建置與維運21資料蒐集、學校現場訪問及調查問卷設計、印製、回收、郵寄、12000112,000調查費電話費打字、印刷、裝訂費、郵電、文具、影印、清潔費、78,500雜費三.雜支等534,000總計22附件:教師資訊素養及資訊科技融入教學能力研習1.2324