內容簡介
「科學素養」教學面第一本！
你不能不知道的課綱關鍵字：探究與實作
108自然領綱委員親自解答
怎麼「教」？怎麼「學」？怎麼「考」？
108自然領綱強調「科學素養」及「探究與實作」，期盼培養孩子科學探究的思考方式與技能，擁有受用一生的科學能力、態度與習慣，來面對瞬息萬變的未來挑戰。
然而什麼是「科學素養」？什麼是「探究與實作」？「探究與實作」納入自然科考題又將怎麼考？對大部分家長來說仍是萬般疑惑。對於第一線教師而言，素養導向教學最困難之處在於，如何在有限的教學時數下融入「探究與實作」理念？如何在實施「探究式課程」的同時兼顧學生考試成績？是課程設計與教學的最大痛點。
本書作者鄭志鵬老師（小P老師）現為十二年國教自然領綱委員，近年來投入莫大心力於課綱編修任務中。他也是一名熱血的國中科學教師，最喜歡問學生「為什麼」，時常告訴孩子：「學習科學，記得要對真理保持10%的懷疑。」他更期許自己的教學能成為理查・費曼（Richard P. Feynman）口中的「真正的科學教育」——可以讓學生嘗試失敗的科學教育。
他以深入淺出的文字，娓娓道來自然領域課綱自九年一貫課程到108課綱的變遷，並分享科學教育中最需要傳達給國中小學生的關鍵能力。書中亦收錄他經過年復一年的嘗試，找到可行且有效的「探究式教學」模式。
不論是平日用心於教養或關心教改的教師或家長，關於新課綱的諸多疑惑，都能在本書中找到解答，一舉掃除對自然科學領域課程的迷思。讓我們共同成為孩子的學習鷹架，陪伴他們在學校課堂與日常生活中就能學好科學課程，成為一個具備科學素養的現代公民！
「培養孩子帶著走的探究能力與科學素養，
不只為了把學校的科學課程學得更好，
更是為了未來能遷移所學的知識與能力，
讓他們能成為自己想要的樣子。」——小P老師
★本書特別推薦以下讀者
◇ 為第一線教師，破解常見迷思 ◇
・「科學素養」是什麼？該怎麼教？
・素養導向教學中的「探究與實作」是什麼？
・如何設計一堂有趣的「探究式」課程與教學？
・素養導向教學跟知識型的考試有衝突嗎？
・如何協助學生因應變化難測的素養導向試題？
◇ 為關心教育的家長，徹底解析「素養」◇
・為什麼十二年國教課綱科學課程很重視「科學素養」？
・怎麼陪伴孩子面對不同學習階段的自然科學課程？
・當孩子的自然科成績不見起色，如何配合學校教學幫助孩子快快跟上？
・素養導向試題強調在生活中應用科學知識的能力，該如何準備？
・如何陪伴孩子從小開始培養科學探究能力？
你不能不知道的課綱關鍵字：探究與實作
108自然領綱委員親自解答
怎麼「教」？怎麼「學」？怎麼「考」？
108自然領綱強調「科學素養」及「探究與實作」，期盼培養孩子科學探究的思考方式與技能，擁有受用一生的科學能力、態度與習慣，來面對瞬息萬變的未來挑戰。
然而什麼是「科學素養」？什麼是「探究與實作」？「探究與實作」納入自然科考題又將怎麼考？對大部分家長來說仍是萬般疑惑。對於第一線教師而言，素養導向教學最困難之處在於，如何在有限的教學時數下融入「探究與實作」理念？如何在實施「探究式課程」的同時兼顧學生考試成績？是課程設計與教學的最大痛點。
本書作者鄭志鵬老師（小P老師）現為十二年國教自然領綱委員，近年來投入莫大心力於課綱編修任務中。他也是一名熱血的國中科學教師，最喜歡問學生「為什麼」，時常告訴孩子：「學習科學，記得要對真理保持10%的懷疑。」他更期許自己的教學能成為理查・費曼（Richard P. Feynman）口中的「真正的科學教育」——可以讓學生嘗試失敗的科學教育。
他以深入淺出的文字，娓娓道來自然領域課綱自九年一貫課程到108課綱的變遷，並分享科學教育中最需要傳達給國中小學生的關鍵能力。書中亦收錄他經過年復一年的嘗試，找到可行且有效的「探究式教學」模式。
不論是平日用心於教養或關心教改的教師或家長，關於新課綱的諸多疑惑，都能在本書中找到解答，一舉掃除對自然科學領域課程的迷思。讓我們共同成為孩子的學習鷹架，陪伴他們在學校課堂與日常生活中就能學好科學課程，成為一個具備科學素養的現代公民！
「培養孩子帶著走的探究能力與科學素養，
不只為了把學校的科學課程學得更好，
更是為了未來能遷移所學的知識與能力，
讓他們能成為自己想要的樣子。」——小P老師
★本書特別推薦以下讀者
◇ 為第一線教師，破解常見迷思 ◇
・「科學素養」是什麼？該怎麼教？
・素養導向教學中的「探究與實作」是什麼？
・如何設計一堂有趣的「探究式」課程與教學？
・素養導向教學跟知識型的考試有衝突嗎？
・如何協助學生因應變化難測的素養導向試題？
◇ 為關心教育的家長，徹底解析「素養」◇
・為什麼十二年國教課綱科學課程很重視「科學素養」？
・怎麼陪伴孩子面對不同學習階段的自然科學課程？
・當孩子的自然科成績不見起色，如何配合學校教學幫助孩子快快跟上？
・素養導向試題強調在生活中應用科學知識的能力，該如何準備？
・如何陪伴孩子從小開始培養科學探究能力？
作者簡介
譯者介紹
目錄
推薦序 原來是探究 藍偉瑩
推薦序 找回探究赤子心 林莞如
前言 我那不太「探究」的學生生活
PART1、科學教育為什麼需要探究？
地上怎麼會有一灘水？
客廳怎麼突然出現那麼多螞蟻？
電風扇的風怎麼變得那麼小?
在日常生活中，我們無時無刻都在「探究」，
所以更該好好的學探究！
探究不是新概念
認識108課綱中的科學素養
日食是因為「太陽被天狗吃掉了」？
缺乏「探究」的教學現場
動搖國本的教育改革？
用探究補完科學教育
｜小P老師聊天室｜孩子對自然課沒興趣，該怎麼幫助他？
PART2、探究是怎麼練成的？
「探究」就是要做很多實驗與實作?
「探究式教學」一定要靠正課之外的STEAM課程?
為什麼教學已經調整了，學生卻依然找不到專題題目?
教學生探究會不會讓學生成績變差?
本篇將破解教師常見困擾的癥結及背後迷思。
在探究的旅程開始之前
科學課為什麼要做實驗
我們應該教導「正確」的科學觀念嗎？
探究，得先退回無知的位置
「叫學生探究」就是「教學生探究」？
數學並非科學之母，觀察才是
「科學取向」和「科技取向」的課程有什麼不同？
一直教學生探究，可以應付考試嗎？
｜小P老師聊天室｜如何開啟孩子的探究能力？
PART3、如何在課堂上教探究？
「讓學生做探究」，不等於「教學生做探究」。
透過適當的教學設計，提供剛剛好的學習鷹架，
幫助孩子跨出探究的第一步！
階段1：尋找因果與關聯——「What」到 「How」
●開始之前：營造情境，建立連結
●步驟一、觀察：察覺差異、提出猜想
●步驟二、計畫：根據猜想，擬定實驗計畫
●步驟三、執行：運用設備器材測量、觀察與記錄
●步驟四、分析、發現與傳達：整理實驗結果，發現關聯或因果後加以描述
階段2：理論發想、驗證與建立——用「How」去驗證 「Why」與「What」
●步驟一、想像創造、定題與推理論證
●步驟二、計畫與執行、分析與發現
●步驟三、討論與傳達、推理論證、批判思辨
●步驟四、建立模型
｜小P老師聊天室｜如何陪伴孩子面對大考的素養題？
PART4、「探究與實作」課程示例
示例1 以「問題解決」為主的課程示例
——國中八年級上學期課程「比熱」
示例2 以「思考智能」為主的課程示例
——國中八年級下學期課程「化學反應速率」
結語
致謝
附錄1：國小以上孩子自然科課外讀物推薦
附錄2：培養孩子探究力的線上自學網站推薦
推薦序 找回探究赤子心 林莞如
前言 我那不太「探究」的學生生活
PART1、科學教育為什麼需要探究？
地上怎麼會有一灘水？
客廳怎麼突然出現那麼多螞蟻？
電風扇的風怎麼變得那麼小?
在日常生活中，我們無時無刻都在「探究」，
所以更該好好的學探究！
探究不是新概念
認識108課綱中的科學素養
日食是因為「太陽被天狗吃掉了」？
缺乏「探究」的教學現場
動搖國本的教育改革？
用探究補完科學教育
｜小P老師聊天室｜孩子對自然課沒興趣，該怎麼幫助他？
PART2、探究是怎麼練成的？
「探究」就是要做很多實驗與實作?
「探究式教學」一定要靠正課之外的STEAM課程?
為什麼教學已經調整了，學生卻依然找不到專題題目?
教學生探究會不會讓學生成績變差?
本篇將破解教師常見困擾的癥結及背後迷思。
在探究的旅程開始之前
科學課為什麼要做實驗
我們應該教導「正確」的科學觀念嗎？
探究，得先退回無知的位置
「叫學生探究」就是「教學生探究」？
數學並非科學之母，觀察才是
「科學取向」和「科技取向」的課程有什麼不同？
一直教學生探究，可以應付考試嗎？
｜小P老師聊天室｜如何開啟孩子的探究能力？
PART3、如何在課堂上教探究？
「讓學生做探究」，不等於「教學生做探究」。
透過適當的教學設計，提供剛剛好的學習鷹架，
幫助孩子跨出探究的第一步！
階段1：尋找因果與關聯——「What」到 「How」
●開始之前：營造情境，建立連結
●步驟一、觀察：察覺差異、提出猜想
●步驟二、計畫：根據猜想，擬定實驗計畫
●步驟三、執行：運用設備器材測量、觀察與記錄
●步驟四、分析、發現與傳達：整理實驗結果，發現關聯或因果後加以描述
階段2：理論發想、驗證與建立——用「How」去驗證 「Why」與「What」
●步驟一、想像創造、定題與推理論證
●步驟二、計畫與執行、分析與發現
●步驟三、討論與傳達、推理論證、批判思辨
●步驟四、建立模型
｜小P老師聊天室｜如何陪伴孩子面對大考的素養題？
PART4、「探究與實作」課程示例
示例1 以「問題解決」為主的課程示例
——國中八年級上學期課程「比熱」
示例2 以「思考智能」為主的課程示例
——國中八年級下學期課程「化學反應速率」
結語
致謝
附錄1：國小以上孩子自然科課外讀物推薦
附錄2：培養孩子探究力的線上自學網站推薦
自序／導讀
大，房間的氯氣濃度還不算太高，不然可就慘了。
長大之後，當我成為人師，偶爾會聽到家長抱怨他的孩子很調皮，常常搞破壞，都不知道要怎麼教。聽了這些孩子們的「事蹟」，我常常都是會心一笑，總會想到自己小時候也是破壞力不小的孩子呢！當然，後來等我自己也當了家長，對於父母們的煩惱就更能感同身受了。
當代知名天文物理學家奈爾．德葛拉斯．泰森（Neil deGrasse Tyson，1958~）曾不只一次提到類似這樣的例子：「當一個孩子不顧一旁父母的警告，難以自拔的把腳踏進路面積水時，事實上他正在進行一種流體力學實驗。」當孩子把腳踏進積水、水花向四面八方噴濺，就微觀角度而言可能有一百萬個現象在這瞬間發生。這時的他還小，還沒有辦法做什麼厲害的物理分析，大人當然也不期待他能從中領悟什麼高深的定律。但是這一次次的經驗，會在他的小腦袋瓜裡面留下一次次的印象，進而成為他未來更深入探索自然世界的經驗基礎。
父母需要付出的成本其實並不高，頂多就是得多幫孩子換洗一套衣服（當然成本也可能是搞砸什麼很重要的聚會就是了）。在安全許可的範圍內，如果願意接受孩子這些很原始的、探索自然的衝動，進而累積起更多的經驗，一段時間後，孩子就會開始發現有些現象好像跟過去歸納的既有經驗有些衝突與矛盾，在分辨「尋常」與「不尋常」之後，他就會開始問：「為什麼？」所以，觀察是探究的源頭，累積愈多觀察的經驗，就有愈多啟動探究的機會。
對我來說，小時候的記憶有些模糊、有些清楚，有些或許是遺忘了之後又自己腦補而成的記憶。但無論如何，我永遠記得小時候的自己，是一個對於科學的故事、推理、現象、理論和動手作實驗，都懷抱著極大熱情的小朋友。
被澆熄的學習興趣
然而隨著年齡漸長，不知從什麼時候開始，我不再動手作實驗，對於新的科學現象與知識，也不再感到那樣興奮了。漸漸的，我成為了大家眼中的「好」學生及考試勝利組。
高中時，我讀到費曼（Richard P. Feynman）的兩本傳記：《別鬧了！費曼先生》和《你管別人怎麼想》，一讀就入迷。我喜歡書中提到費曼從小到大的趣味機智故事之外，也對於他提及的許多科學素養感到印象深刻。例如他提到，理論如果和實驗結果不符，那個理論就沒有價值；或是他提到他父親的教育理念，讓我更加認識與理解科學的本質。然而在此同時，我依舊努力沉浸在每一次的考試解題當中，無暇去質疑解題理論背後的價值或精確程度，更無從去感受學習科學新知的興奮。
我想大家都曾經歷過這套漫長、枯燥的解題訓練：首先，在課堂上學習一些規則、把這些規則記住，然後在看到題目的瞬間判讀這題牽涉哪些規則，最後套用正確的規則來找出「出題老師心目中」的正確答案。
當然，當時的我還不知道正確答案可能只存在出題老師的心中，而不存在於真實世界。無論如何，我和我的同學們就在這樣的遊戲規則中成為了佼佼者，卻也愈來愈像費曼書中描述的那群書呆子──一群精熟微積分的麻省理工學院學生，卻不知道曲線最低點的切線就一定是水平線。
就這樣，我考上了台大化學系，迎接我的是更多艱難且難以應付的科學內容，只好繼續這樣囫圇吞進肚子裡了。在各式各樣的實驗課中，我努力在最短的時間內做出標準答案交給助教了事，最好能用兩、三個小時的時間做出「標準實驗結果」，就可以為自己賺到半天空閒時間。那個時期的我，已經不再感受到小時候對科學的那種興奮，幾乎已經忘記自己在房間裡面胡搞瞎搞一些亂七八糟的...
長大之後，當我成為人師，偶爾會聽到家長抱怨他的孩子很調皮，常常搞破壞，都不知道要怎麼教。聽了這些孩子們的「事蹟」，我常常都是會心一笑，總會想到自己小時候也是破壞力不小的孩子呢！當然，後來等我自己也當了家長，對於父母們的煩惱就更能感同身受了。
當代知名天文物理學家奈爾．德葛拉斯．泰森（Neil deGrasse Tyson，1958~）曾不只一次提到類似這樣的例子：「當一個孩子不顧一旁父母的警告，難以自拔的把腳踏進路面積水時，事實上他正在進行一種流體力學實驗。」當孩子把腳踏進積水、水花向四面八方噴濺，就微觀角度而言可能有一百萬個現象在這瞬間發生。這時的他還小，還沒有辦法做什麼厲害的物理分析，大人當然也不期待他能從中領悟什麼高深的定律。但是這一次次的經驗，會在他的小腦袋瓜裡面留下一次次的印象，進而成為他未來更深入探索自然世界的經驗基礎。
父母需要付出的成本其實並不高，頂多就是得多幫孩子換洗一套衣服（當然成本也可能是搞砸什麼很重要的聚會就是了）。在安全許可的範圍內，如果願意接受孩子這些很原始的、探索自然的衝動，進而累積起更多的經驗，一段時間後，孩子就會開始發現有些現象好像跟過去歸納的既有經驗有些衝突與矛盾，在分辨「尋常」與「不尋常」之後，他就會開始問：「為什麼？」所以，觀察是探究的源頭，累積愈多觀察的經驗，就有愈多啟動探究的機會。
對我來說，小時候的記憶有些模糊、有些清楚，有些或許是遺忘了之後又自己腦補而成的記憶。但無論如何，我永遠記得小時候的自己，是一個對於科學的故事、推理、現象、理論和動手作實驗，都懷抱著極大熱情的小朋友。
被澆熄的學習興趣
然而隨著年齡漸長，不知從什麼時候開始，我不再動手作實驗，對於新的科學現象與知識，也不再感到那樣興奮了。漸漸的，我成為了大家眼中的「好」學生及考試勝利組。
高中時，我讀到費曼（Richard P. Feynman）的兩本傳記：《別鬧了！費曼先生》和《你管別人怎麼想》，一讀就入迷。我喜歡書中提到費曼從小到大的趣味機智故事之外，也對於他提及的許多科學素養感到印象深刻。例如他提到，理論如果和實驗結果不符，那個理論就沒有價值；或是他提到他父親的教育理念，讓我更加認識與理解科學的本質。然而在此同時，我依舊努力沉浸在每一次的考試解題當中，無暇去質疑解題理論背後的價值或精確程度，更無從去感受學習科學新知的興奮。
我想大家都曾經歷過這套漫長、枯燥的解題訓練：首先，在課堂上學習一些規則、把這些規則記住，然後在看到題目的瞬間判讀這題牽涉哪些規則，最後套用正確的規則來找出「出題老師心目中」的正確答案。
當然，當時的我還不知道正確答案可能只存在出題老師的心中，而不存在於真實世界。無論如何，我和我的同學們就在這樣的遊戲規則中成為了佼佼者，卻也愈來愈像費曼書中描述的那群書呆子──一群精熟微積分的麻省理工學院學生，卻不知道曲線最低點的切線就一定是水平線。
就這樣，我考上了台大化學系，迎接我的是更多艱難且難以應付的科學內容，只好繼續這樣囫圇吞進肚子裡了。在各式各樣的實驗課中，我努力在最短的時間內做出標準答案交給助教了事，最好能用兩、三個小時的時間做出「標準實驗結果」，就可以為自己賺到半天空閒時間。那個時期的我，已經不再感受到小時候對科學的那種興奮，幾乎已經忘記自己在房間裡面胡搞瞎搞一些亂七八糟的...
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