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全球科學教育課程發展之探究 The Preliminary Study of the Curriculum Development of Global Science Education. 國立台中教育大學教育系暨課程與教學研究所專任助理教授 顏佩如、 國立彰化師範大學科學教育研究所博士候選人 顏弘志. 全球科學教育 ? 科學教育？. 全球科學教育是 ….. 1. 新的學科 2. 或是學術領域 ? 3. 新的學科知識發現？ 4. 新的教學方法？ 5. 新的課程？ …………………. 另一種看待世界地圖的方式？. 本文重點.
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全球科學教育課程發展之探究The Preliminary Study of the Curriculum Development of Global Science Education 國立台中教育大學教育系暨課程與教學研究所專任助理教授 顏佩如、 國立彰化師範大學科學教育研究所博士候選人 顏弘志
全球科學教育?科學教育？ • 全球科學教育是….. • 1.新的學科 • 2.或是學術領域? • 3.新的學科知識發現？ • 4.新的教學方法？ • 5.新的課程？ • …………………
本文重點 • 本文主要是建構全球科學教育的內涵以及其課程發展的策略與途徑， • 首先藉由分析全球發展與科學教育的關係以及科學教育在國際競爭的重要性，提出全球科學教育的重要性， • 其次筆者分析科學教育的發展與研究以及科學教育與全球的關係，研究全球科學教育可能包含的範疇，建構全球科學教育課程，
本文重點-五大主要課程發展軸線 • 運用五大主要課程發展軸線： • 第一個課程發展軸線是擴大「科學-科技-社會取向」（STS）為「科學-網路-全球」（SWG）的課程發展策略； • 第二個課程發展策略是運用主題（theme）與議題（issues）的課程融入策略； • 第三、運用「雙向細目表」架構全球科學教育； • 第四、採用「全球教育核心方法論」發展科學教學； • 第五、運用全球教育兩大課程取向發展科學主題。
本文重點 • 最後，研究者提出全球科學教育課程發展中「單一學科（Single Discipline）取向」與「科際整合取向（interdisciplinary approach）」課程設計， • 並探究全球教育與科學學科之間融入與融合的課程考量， • 最後，提出全球科學教育課程發展的結論。
壹、前言 • 從全球的發展史當中，我們可以理解到世界彼此休戚與共的連結； • 各國間因為軍備與武器的競賽與國際霸權的爭奪，使得各國逐漸關注在科學教育的發展，國際間交流的頻繁促進各國對於科學教育的關注。
壹、前言 • 美國自1980年以來自醒沒有為全球經濟競爭做好適當的準備，加深了國家對於全球競爭與科學教育關係的重視。 • 我國在2001年舉辦「全球科學素養與十二年一貫地球科學課程國際研討會」意識到全球科學的重要性，認為全球科學可以解決因區域、文化、種族、國界的隔閡與斷層，探討跨區域與多元文化叢集的科學視野。 • 「全球科學素養是有鑒於當前世界各國在科學課程統整上所遇到的困境與挫折，應運而生的一套統整科學課程背後之哲學基礎與理念（國立臺灣師範大學地球科學系，2001）。」
本文撰寫的目的 • 希望藉由此文的探究喚起人們： • 對於全球科學的關注， • 以及注意到科學與全世界的關係， • 促使科學的探究更與今日全球化思潮脈動相符應， • 將科學的精神與研究注入到今日全球村的真實生活當中， • 要落實全球科學教育的推行
本文探究的步驟 • 本文為探究全球科學的面貌以及呼籲國人對於全球科學的重視，運用： • 課程建構與發展策略結合文獻分析嘗試性建構全球科學的樣貌， • 從科學教育的發展與研究中探究可行的途徑， • 規劃課程發展軸線與課程發展考量， • 最後提出全球科學課程發展的嘗試性建構！
貳、科學教育的發展與研究 • 從歷史角度探究美國科學的學習深受國家內容標準文件（nationwide content standards document）以及國家科學教育標準（Science Education Standards）的影響，多注重在科學概念的精熟以及發展概念的理解，科學概念架構的是從概念瞭解至程序瞭解再到脈絡的理解， • 而這些科學理解運用的是一種深度（depth）而不是廣度（breadth），缺乏文化遺產的繼承（cultural heritage），侷限科學學習內涵至西方科學的觀點，無法滿足全球科學教育的目標。
貳、科學教育的發展與研究 • 在科學教育談及與社會環境互動的論述主要為「科學-科技-社會取向」，簡稱STS取向 (Science-Technology-Social approach)。 • STS取向培養每一位學生都是生活中的科學家，因為科學更是一種精神與態度，科學的主角應該是學生，學習的議題應來自週遭生活與環境，學生應該是主動參與於科學文化之中。 • 「美國科學教師協會」 (National Science Teacher Association, NSTA)(1991)將「科學-科技-社會取向」（STS）定義為在人類經驗範疇內的科學之教學（轉引自顏弘志，2004)
貳、科學教育的發展與研究 • Yager(1993）則更進一步定義為「將科技當作科學與社會間的橋樑，以社區、地方、全國或全球性與科學有關的社會問題來設計科學課程，讓學生對這些與科學有關的社會問題產生興趣和好奇心，進而以科學態度、科學過程和科學概念尋求解決問題之道，讓學生產生創造力，並將之應用於社會上（轉引自顏弘志，2000) 。
貳、科學教育的發展與研究 • 受限於資訊來源或強調與生活相關，「科學-科技-社會取向」（STS）課程設計多傾向將議題侷限在「區域」與「地方」的議題。 • 在二十一世紀國際化的今日，具備「全球素養與能力」成為各國努力的目標， • 因應國際政治與經濟競賽的關鍵能力之一， • 科學教育若能配合國際的潮流與當代的思潮脈絡，必能提供現今人們透過科學教育能窺伺全世界， • 全球視野的科學教育學習理解地球另一端的科學理解，與全球人們彼此分享學習的經驗與內涵， • 將全世界作為科學教育學習的內涵，拓展科學教育學習的視野。
參、科學教育與全球的關係 • 科學教育與全球的關係不僅於軍備的競賽而已， • 從地球自然環境的角度而言，任何區域的能源浩劫與自然環境的破壞，都會影響到其他區域族群與生物的生長環境。 • 一般環保觀念偏重地區性，缺乏全球性向度的關懷。 • 所以環境教育要促使大眾看到全球性的問題； • 在深度方面要使大眾由關懷環境到負起環境責任的行為。 • 因此，解決地球一端的環境問題必須從全球角度的思考，並發展全球性的解決策略。 • 顯然全球視野的培養提供解決科學問題的另一種可能性。
參、科學教育與全球的關係 • 近來更隨著科技資訊的進步與全球化思潮的衝擊、世界地球村的形成，全世界儼然成為比鄰而居的小社區，國家之間的疆界隨著人類溝通與接觸的頻繁，而逐漸消弭。 • 這樣的全球化背景與思潮亦成為我國科學教育生長的溫床。在科學教育課程領域中，我們仍可以見到許多因國際互動頻繁與異文化對話後，所產生的課程議題與教學內涵。 • 全球性關聯與全球視野的科學學習與研究，可視為教育領域的懸缺課程，更是為科學課程教學需努力的目標。
參、科學教育與全球的關係 • 全球研究也逐漸成為科學研究的主要內涵，成為地球體系的研究要素。 • 全球研究整合到地球體系教育研究計劃，包括： • (一)種子教師培訓計劃(PLESE)； • (二)中學地球體系課程研究計劃； • (三)生物和地球體系科學整合計劃(BES)； • (四)全球變遷活動計劃； • (五)全球變遷技術研究計劃； • (六)全球變遷與美國大湖區大眾教材開發計劃。 • 因此，科學的研究也須從全球的視野與角度來探究。
參、科學教育與全球的關係 • 全球化的思潮與背景也逐漸影響科學教學模式與學習關係， • 隨著個人電腦的普及、電腦及通訊技術的進步、軟體的多樣化，對現存的教學方式產生重大的影響，例如透過全球網路的教學工具，包括：電子郵件、資料庫查詢系統、多人線上討論系統、全球資訊網（黃天佑，1996）， • 利用全球資訊網路的特性作為兒童學習的場所，將全球的人類互動與資訊作網路性的連結與合作，創新教與學的新模式， • 全球視野得以開展師生學習的視野與思維。
肆、全球科學教育可能的範疇 • 全球研究也能提供我們檢視自己在資訊時代所需扮演的角色與地位。 • 從國際觀點，強調國際性的比較分析可以促進自己在資訊時代自我角色的檢視。 • 我國全球科學教育的研究與國際間研究成果分享，可算是一個極待開發的領域：
肆、全球科學教育可能的範疇 • 全球科學教育應該包括的內涵可以從分析它的內容層面來探討，英國科學教育協會（The Association for Science Education, ASE，2002）談到全球視野的科學教育層面，可包括以下幾個層面： • 科學教育全球視野的各層面討論； • 課程視野的全球科學觀點； • 從事全球發展教育取向的科學教學； • 全球視野的科學教育、科學個案研究與科學資源； • 對於全球科學教學實務提供更進一步的資源與支持。
肆、全球科學教育可能的範疇 • 全球視野的科學教育的研究極為重要，勾勒全球科學教育內涵最簡單的方式是從 • 全球情境中發掘現階段的議題與科學課程資訊，也就是在從事科學教學時可以適時加入全球的議題與觀點， • 也可以與世界其他不同種族的科學合作，並進一步讓學生學習去欣賞不同區域的科學價值與態度， • 我們可以從不同的生活型態作為開端，包含能源、食物、健康等，培養學生比較不同區域的經驗與選擇等（ASE，2002轉引自 Sciscape.organization,2004）。
肆、全球科學教育可能的範疇 • 就全球教育可以發展的主題而言，Bybee & Bonnstetter（1986：119）則運用「科學-科技-社會取向」（簡稱STS取向）(Science-Technology-Social approach)的觀念， • 內容概念偏向環境科學與當代全球議題，尤其是具爭議的全球話題，刻意運用應來自週遭生活與環境主題作為學習的議題，以達成「科學-科技-社會取向」（STS）的主要精神-學生應該是主動參與於科學文化之中。
全球科學教育實施的一般原則 • 就全球科學教育課程實施的原則，筆者運用Cakmak（1993）的「全球課程地圖」（Global Curriculum Map）概念，簡要明確地標示出全球科學教育實施的一般原則。 • 一、課程取向：科學與全球教育等多元學科交互連結的課程取向。 • 二、課程焦點：跨科學的全球觀點。 • 三、資訊基礎：資訊的、科技的、人性的、歷史的、當代的、政治的、全球的、文化的內容與知識。
全球科學教育實施的一般原則 • 四、課程資源：人類與非人類資源。 • 五、教與學的取向：教與學的多元模式。 • 六、學習策略：辨證式推理、同理心、自我反省、批判思考、自我獨立決定等。 • 七、課程主要目標：世界的跨文化主義、世界的種族人道主義、精緻人類生活與遺產。 • 八、全球科學課程主要目的：教育出全球科學素養的學生。 • 九、課程配套措施：全球教師訓練、跨學科全球教育示範、全球科學研究架構建立、建構跨國科學研究與合作制度等。
學習策略 辨證式推理、 同理心、 自我反省、 批判思考、 自我獨立決定 主要目標 世界的跨文化主義 世界的種族人道主義 精緻人類生活與遺產 主要目的教育出全球素養的學生 教與學的取向 教與學的多元模式 跨國界科學與文化的連結 課程取向 科學與全球教育等多元學科交互連結 課程資源 人類與 非人類資源 資訊基礎 資訊的、科技的、人性的、歷史的、當代的、政治的、全球的、文化的 課程焦點 跨學科的 全球觀點 課程配套措施 全球教師訓練、 跨學科全球教育示範 全球科學教育的「全球課程地圖」（Global Curriculum Map）概念
全球科學教育的教學教材 • 美國科學相關人員推薦了2004年「全球最佳的五十個科技網站」，這些網站依照人類學與古生物學、天文學、生物學、化學、工程與技術、偉大心靈、地球與環境、健康與醫藥、物理、兒童科學此十個領域分類，每個類別列出優選的五個網站，作者摘錄部分內容以極其扼要（Scientific American, 2004；Chang, Wei-Chiao,2004； Sciscape.organization,2004）
全球科學教育的教學教材 表二 美國選定之2004年全球最佳五十個科技網站表
伍、全球科學教育課程的建構 • 一、全球科學教育的課程發展策略一-「科學-網路-全球」取向 • 就全球科學教育的研究與發展策略而言，我們可以運用建立「科學-網路-全球」（Science-Web-Global，簡稱SWG）的理論基礎，藉由全球科學教育數位網站之建構，期望建立一個全球科學網路（Global science Education Website）整合國際的網際網路資源，以作為建立「科學-網路-全球」（SWG）取向教學的基礎，將科學的研究視野放大到「全球」，科學的研究成果也可以與世界分享。
一、全球科學教育的課程發展策略一-「科學-網路-全球」取向一、全球科學教育的課程發展策略一-「科學-網路-全球」取向 • 在SWG內涵下，包涵三個向度的領域整合， • 首先是科學與網路整合， • 其次是網路與全球的整合 • 最後一個整合是科學與全球的整合，這個整合是一種全球科學意識的建立，使學生能瞭解科學是一個普遍化的知識，其他區域的科學議題，可能會影響我們的生活或直接發生在我們身邊，他就像是我們鄰居所發生的問題，這些問題與我們息息相關。
二、全球科學教育的課程發展策略二-「主題」與「議題」的課程融入策略二、全球科學教育的課程發展策略二-「主題」與「議題」的課程融入策略 • 我們也可以運用「全球教育」主題（theme）與「議題」（issues）融入「科學」的方式，拓展科學教育的全球視野與內涵，運用全球教育六大「目標－層面」來架構科學教育內涵，全球教育目標如下（轉引自顏佩如，2004)： • （一）世界公民素養的養成：關心全人類的生存、拓展世界觀； • （二）全球問題的解決：也就是全球問題的理解與處理，跨國界問題與議題的學習、全球系統的理解； • （三）國際依賴與合作：了解世界議題系統性與互為依賴的特質； • （四）尊重文化差異：了解與尊重不同文化、社群的差異性； • （五）促進和平的能力：了解世界其他不同觀點、管理衝突與締造和平的能力； • （六）本土關懷與全球課題關係的平衡：國家認同與世界責任的平衡，促使學生能全球思考、地區行動。
二、全球科學教育的課程發展策略二-「主題」與「議題」的課程融入策略二、全球科學教育的課程發展策略二-「主題」與「議題」的課程融入策略 • 我們可以配合現有學校教案設計的習慣，試圖規劃全球科學教育的知識內涵，並「發展全球科學教育主題議題、知識與技能」， • 並根據全球科學教育的課程教學研究，發展「課程融入、組織與教學設計」 • ，達成「師生的學習與成長」， • 並根據學生的成長與評估以及教學的反省等，形成「課程的省思與回饋」， • 期望促成「社會深層結構的轉變」， • 達成意識的信念、價值與知能。 • 我們也可以將以上全球教育六大「目標－層面」化為更細部的次概念，形成能力指標的效用，融入教學的教案設計內。
三、全球科學教育的課程發展策略三-運用「雙向細目表」架構全球科學教育三、全球科學教育的課程發展策略三-運用「雙向細目表」架構全球科學教育 • 首先，學校教師可以運用教科書分析的方式探究生活領域、自然與科技、健康體育等相關科學領域的主要認知概念與知識重點，藉由集體運思與專家指導等方式，整體出該學習階段的關鍵學習範疇，作為「雙向細目表」一個向度； • 第二、選擇具結構性的全球教育目標層面作為「雙向細目表」另一個向度； • 第三、利用「雙向細目表」彼此對應關係發展屬於兩項度之間的主題或是概念； • 第四、根據這樣的主題與概念發展屬於學童認知發展程度的主題。 • 第五、「雙向細目表」兩個向度交織下的各主題與知識概念，依據我國現行的能力指標，發展課程教材與進行教學活動與評量； • 第六、根據學生學習結果作後設分析與教師自我反省，並修正原來的教學目標，依此修正「雙向細目表」兩個向度交織下的各主題與知識概念。
四、全球科學教育的課程發展策略四-運用「全球教育核心方法論」發展科學教學四、全球科學教育的課程發展策略四-運用「全球教育核心方法論」發展科學教學 • Hudock認為全球教育的概念和教學方法應包括（Hudock, 1990:17-25；顏佩如，2007）： • 一、核心概念 • （一）複雜的互為依賴關係 • （二）多樣性（diversity）和多元主義（pluralism） • （三）民主參與 • （四）匱乏與分配 • （五）平等與人權 • （六）衝突和創造性問題解決
四、全球科學教育的課程發展策略四-運用「全球教育核心方法論」發展科學教學四、全球科學教育的課程發展策略四-運用「全球教育核心方法論」發展科學教學 • 二、核心方法 • （一）主動學習和課程行動研究的學習 • （二）跨學科學習 • （三）比較分析 • （四）本土和全球的關聯 • （五）人際相關 • （六）社區服務 • （七）公民參與 • 我們可以運用Hudock（1990）的核心概念從事科學教學的主題發展，並且運用Hudock（1990）的核心方法發展科學的學習策略，
五、全球科學教育的課程發展策略五-運用全球教育兩大課程取向發展科學主題五、全球科學教育的課程發展策略五-運用全球教育兩大課程取向發展科學主題 • Becker（1979）最早提出實施全球教育跨學科觀點是，主張以統整的方式將各學習領域相連結，而就全球教育課程與教學發展而言，較為常見是以： • 1.「融入式」（infusion），也就是「單一學科（Single Discipline）取向」全球教育課程設計：將全球觀點注入單一學科中。 • 2.「統整式」（intergrated），也就是「科際整合取向（interdisciplinary approach）」全球教育課程設計：以多元學科為基礎，需要多元學科間合作與研究。（Pike & Selby, 199；9引自高薰芳、蔡大立，2002：96；Cakmak，1993）。
五、全球科學教育的課程發展策略五-運用全球教育兩大課程取向發展科學主題五、全球科學教育的課程發展策略五-運用全球教育兩大課程取向發展科學主題 • 「融入式」與「統整式」兩種方式各有其優缺點。 • 「融入式」優點為：1.教師可自行在自己教學中實行，無須他人協同；2.教師可利用學科中的相關教材，無須重新纂寫課程與教材；3.行政人員無須調整教學計劃與課表，或向家長宣導； • 「融入式」的缺點為：1.學生看不到學科之間的關聯；2.各學科教師間並無統合，學生學到的是零碎的知識；3.可能受到就思維影響，全球教育的教學主要落在特定課程的教師上（高薰芳、蔡大立，2002：96-98）。
五、全球科學教育的課程發展策略五-運用全球教育兩大課程取向發展科學主題五、全球科學教育的課程發展策略五-運用全球教育兩大課程取向發展科學主題 • 統整式」優點為：1.學生看到知識的連結與全貌；2.學科彼此連貫、融合（infusion）；教師統整、合作、互動，可能創造出新知識；3.跳脫學科本位的框架，可以全貌實施；「統整式」的缺點是：1.課程設計費時費力。2.沒有現成的教材，教師須自編教材；3.對現有學校行政體制是項挑戰（高薰芳、蔡大立，2002：98）。
五、全球科學教育的課程發展策略五-運用全球教育兩大課程取向發展科學主題五、全球科學教育的課程發展策略五-運用全球教育兩大課程取向發展科學主題 • 運用「單一學科取向」發展全球科學教育課程設計，是一種將全球教育融入「科學」單一課程中，是一種融入式的課程設計，見下圖，全球教育消失學科身份與性質，僅保留科學學科性質與界線。 • 「科際整合取向」全球科學教育課程設計，是將全球教育同時融入科學與多元學科種類的課程中，形成一個嶄新的學科，是一種融合式的課程設計，全球教育消失學科身份與性質，科學也消失學科身份與性質，並融入其他學科知識與內容。
圖一 「單一學科取向」全球科學教育課程設計觀點圖 全球教育 融入 科學領域
