科學與技術認知

科學與技術認知:科學概念與技術的培養訓練。
 

科技應用案例:

1.網路資料庫   2.數據模擬

3.試算表     4.虛擬實境

5.動態模擬    6.多媒體動畫

7. 網路討論版   8.多媒體互動光碟

自然與生活科技的主題,不僅有認知層次的題材,如動、植物的認識及其生長歷程與生態關係,物質與環境、科技產品的認識,還包括交互作用與現象的變化、平衡的介紹。

多元豐富的數位化教材,只要適合學習階段、契合教學主題,有適當的教學環境設備,都可以協助老師更清楚地表達呈現,讓學生能充裕完整地建構科學概念。

這些數位資源可以解決傳統教室中,不易明確描繪;實物展示與親手操弄的困擾;同時更能進一步呈現內部運作原理的動態過程,而不再只是以文字、口語或圖片表達而已。更能發揮提升學習的是:讓學生能親自操弄,反覆瀏覽與驗證。

數位博物館建置有一系列本土生物的豐富資料庫,各網站也設計許多教學單元或練習遊戲供老師和學生使用,自然生態類的數位博物館就有十三個之多(詳如文末網站連結),每年辦理的應用數位博物館資源教案設計比賽,可以看見其他老師們的應用創意,老師也可以設計主題導向的學習活動,讓學生利用這些資料庫來進行專題研究。

在現場不易操作或無法設計的實驗,可以利用模擬軟體或網站來協助教學,也可以讓學生自行虛擬地操弄體驗。在BIOLOGY LAB網站裡,先輸入設計果蠅的性狀後,觀察其後代顯性隱性的比例。或是在學習演化原理主題時,在網站上自行設計環境與生物的適應條件(如食物與天敵,生產後代的能力等),即可觀察物種千百年後的演化結果。這些遺傳或演化的教學主題,在以往都無法讓學生有深入的體會,更無法進行實驗,如今可以藉助電腦模擬之助,也有數據變化與統計圖,可達成更理想的教學效果。

老師也可以帶學生在網站上虛擬解剖青蛙
,使用線上工具模擬青蛙的解剖實驗,可以清楚認識各個器官,以及體驗真實操作時該注意到的細節,卻不必完全依賴活體解剖的實驗課程。

化學週期表的元素介紹,可以利用虛擬實境的VRML方式呈現,觀察動態的元素組成以及質子、電子排列現象。密西根大學Krajcik教授製作ECHEM軟體,讓學生可以自己利用基本原子來組成化合物並觀察其立體結構。這些資源讓學生有機會利用滑鼠就能操弄原本肉眼看不見的微小粒子,也可以驗證科學認知的知識內容。

雲林縣西螺國中涂聖維老師製作直線運動教學動畫,在表現車子的運動過程中,同時繪製出物體的位置座標、速度加速度與位移距離的關係圖,幫助學生建立這些外顯現象與運動方程式之間的關連,不僅一目了然每個操控變因之間的因果關係,也能供老師規劃更深入的探討活動。

花蓮縣花崗國中王建忍老師也製作了一系列的科學動畫,如凸透成像動畫,利用滑鼠搬移小佛像在凸透鏡前的距離,可以立即呈現物體在透鏡前距離與實像虛像的成像關係。不僅讓學生愛不釋手,也在親自操弄的過程裡,建立正確的科學認知。藉由模擬操作、視覺化的動態呈現,有助於科學概念的認知與瞭解,建立與釐清。或是作為課後練習與再研討的議題資源,都非常理想。

此外,如天氣主題的教學,涵蓋許多專有名詞與現象,往往不易讓學生理解,若能適時搭配動畫的解說,反而更能吸引學生的注意力,提升學習興致。臺北市明道國小胡玉輝、黃麗津、黃國庭老師製作「多變的天氣」多媒體教材,適時利用動畫及照片表現,無論是氣壓的意義與高低氣壓的運轉模式、氣象圖判斷,或是像鋒面的運動方式、垂直剖面與平面天氣圖介紹,都有完整的資料可供利用,同時讓學生們學會觀測天氣的方法。

台北縣建安國小陳振威主任,設計「自己種菜樂趣多」主題課程,帶領學生實地學習種菜的方法以及認識植物的生長與繁殖。在過程中,學生按照自己的種菜計畫書執行,並觀察菜園的生態,利用廚餘製作堆肥。資訊科技則提供紀錄與發表的協助功能,利用數位相機與攝影機紀錄,搭配學習單與網站討論版,達成教學互動與成果分享。

由業者代理或自製的多媒體互動式光碟,設計精美,內容充實豐富,師生都可以從中找到許多有助於教學的資源。如光復代理發行的DK大百科,包含有宇宙,人體,自然,機械,恐龍大百科等,整合了圖像影音與模擬動畫等多種媒體,完整呈現一個主題領域或是單一的科學概念、現象。

數位博物館自然生態類網站:

植物大觀園 

蝴蝶生態面面觀

台灣的魚類世界

尋回台灣本土的淡水魚類

昆蟲數位化博物館—蟲蟲總動員

國立暨南大學數位典藏實驗室

蘭嶼數位博物館—人之島、阿里山山脈與鄒文化、大埔里的人文與自然

國立自然科學博物館國家典藏數位博物館

國立臺灣大學國家典藏數位博物館—動物

臺灣大學地質科學典藏數位化計畫

中央研究院台灣魚類資料庫

中央研究院台灣貝類資料庫

中央研究院台灣本土植物資料庫
 

標籤: 自然
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