超低溫的世界（別府市立朝日中學校）

別府市立朝日中學校

課前介紹

• 所進行的教學研究是要養成學生自動自發的學習，方式是利用小組活動教學，並且課程結構化包含「目標」、「實驗課題」、「總結」，操作時皆為4人一組，過去教師一對多的狀況學生通常不發言，但分組的時候學生會互相溝通。
• 教師給予共同課題，學生自己想是有困難的，所以要整組一起完成。
• 填鴨式教學相當快速，但是小組比較具有效果，挪出時間來進行小組活動是必要的。
• 教師必須下功夫設計討論的議題，並且給予學生相當的規範，要防止學生單純的聊天，即便有缺席的同學，仍將她的座位保留。
• 教師需引導避免學生有碰壁狀況出現，協助結論引出，並且能活用此一結論，小組的成效需要記錄下來。
• 具體物是一種有效的手段，模型和實物都是實驗活動當中很重要的材料。
• 在活用結論上，白板是一個相當利於思考、作結論的好工具，甚至會全校集合起來統一說明如何運用。
• 以往是目標出來後、接著課題、總結，現在教學方式改變，先是課題，再目標、總結。課題利用小組活動讓學生合力完成知識和技能的獲得，得到一個具體共通的共識，最後再總結。
• 這由三個部會構成，分別是國英社會的深化動搖部、理科數學的探究發現部、音樂美術保體技術家庭科的協調創造部。授業研究的重點在於小組活動、給予適切課題、就在一側的教師支援。
• 教師教學後有研討！會利用便利貼將重點記下。
• 目前遭遇到的教學困境是學生有學力結果上兩極化的M型分布，在漢字、四則計算、英語詞彙會利用早自修8：05～8:20這段時間以及放學前的15:55～16:05這段時間來進行實作練習。
• 在協助家長參與學生回家作息上聯繫相當緊密，有輔助的學習改進方法的磁鐵貼可以黏在冰箱上截住家長和孩子一起規劃設計學習時間，讓孩子在字條上寫下本日要完成的目標，然後請孩子自己簽名，也有建議的學習時間（年級數乘以10+10，ex.8年級＊10+10＝90分鐘學習）和學習的五大歸準設計。另設定每個月的第三個禮拜天作為家庭日。
• 研究的結果，整體來說此舉的確增加學習時間。

觀課記錄

此堂課的目標是要學生利用液態氮低溫來進行預測、觀察、結論有關物質三態變化的活動。

首先教師簡單介紹示範液態氮的特性，並述說此次實驗光是液態氮就花了五千日圓，裝液態氮的瓶子更是要十萬日圓，在隨後問答時有問到是否為學校專屬，授課教師表示為別府八所學校有兩個罐子輪流使用交換。

教師問學生可不可以將手放進去液態氮？學生說不行，老師結果示範把手放進去，快速收回其實是沒關係的，而且我們手上沒有太多的水。
首先使用一棵皮球，泡入液態氮後拿出，站到椅子上高高舉起然後放手，瞬間破裂。
再利用花朵，放入，拿出，然後捏碎，並使用實物投影機將碎片拍攝給學生看。結束有請學生將碎片掃起來。

• 進入主活動，將吹好的長形氣球放入液態氮，要學生預測會發生什麼事情，寫在學習單上，然後進行，可以看到氣球縮小，拿出來後又放大回來。學生要寫觀察結果。
  
• 第二個活動則是將棉花吸液態氮，放入底片盒中密封，請學生預想會發生什麼事，寫在學習單上。觀察結果後寫下結果，並且書寫出原因。
• 第三個將液態瓦斯擠到塑膠袋中，再將塑膠袋中瓦斯擠入試管中，此時試管是放在液態氮裡面，預想給學生將會看到液態的瓦斯，寫下預想、觀察後寫結果。液態瓦斯的部份就是丁烷，教師將試管拿出後用抹布把試管底部的凝結水氣擦掉，目的是要學生觀看內部的丁烷固體，接下來在試管頂部點火，利用手去握下方，使丁烷氣化速度加快，使之觀察學生會觀察到火焰變得越來越大，問學生發生什麼事情。
  
• 第四個實驗將氧氣灌入液態氮中，氧氣成為液態後會具順磁性，教師拿出強力磁鐵可以看到試管會被吸走，得到液態氧後，將點燃的線香插入，讓學生預想、並觀察線香變化，寫下結果。
  

最後要寫下結論以及活動感想，
結論是要給學生大概可以寫出來物質會因溫度有固態、液態、氣態的互相轉換變化。

課後問答

• 教師表達平時是會給學生操作，但今天因參訪的因素，為了避免走動造成打翻的危險，所以改為由教師操作。
• 若是交給學生操作會特別告訴學生不得坐著進行活動，因為如果不小心打翻站著可以馬上撥掉不會發生危險。
• 教師並在課後利用棉花糖放入液態氮給大家吃，這也可以當做給學生的小零食，而且很有趣，又難以平時就獲得。

使用Excel讓學生做溫度變化曲線圖（熊本県高森町立高森中学校）

10/30 下午 熊本県高森町立高森中学校

課前介紹

高森學校給人溫暖的感受，
從校園木造建築、學生的少年消防隊、和善的校地配置，搭配上和煦的陽光，
讓人尚未上課前就給人好舒服的感受，加上我們參訪後樂器室裡頭傳來學生社團活動練團的聲音，好想要這樣子上班的感覺呀。

在他們校歌的部份還特別提到了火山，阿蘇火山不愧是當地人相當重要的指標，
另外也在DM當中有一份研究發表會，課程內容包括了國社會理科數學道德等科目，有小學有初中，相當具有奮進心。
校訓是「禮節、自學、健康」簡單六個字表達了身為學生所應進的本分甚至是人生的道理。

觀課記錄

今天參訪的單元是物質三態變化，4人/組，6組。
主要活動：利用酒精加熱到沸騰的過程，記錄溫度-時間變化，利用Excel作圖，並進行發表討論

教師一開始要學生回憶某液體時溫度和時間曲線變化圖，
學生很有趣的都比出了倒著溜波浪溜滑梯的手勢出來，
教師利用大螢幕電視show出圖示，
接著說明今天要使用酒精來做加熱記錄的活動，
並要學生預測今天的曲線看起來會如何，
有三種預設答案，分別統計有多少人後教師說明活動中該如何操作，
學生領完器材後就開始動作。

針對學生進行分工，
一位負責讀溫度計讀數、一位負責將數據打進Excel、一位負責讀秒，剩下的一位則是協助。
學生對於本生燈是有訓練過的，熄火後，都還會將源頭關掉。
水在等待加熱到沸騰時，學生會進行筆記本上的撰寫。
其中讀秒是30秒讀數一次，共進行六分鐘，全班一起利用螢幕上倒數計時同時讀秒。
學生開始動作後，本生燈接上、開火加熱水，在水沸騰了之後熄火，
之後將成有酒精的試管放入其中，溫度計懸掛於內，
進行初始溫度量測以及後續讀秒。

完成曲線後，教師指導學生如何將圖表上傳到前方螢幕，

教師並排各組數據後，統整出結論，
學生依老師在黑板上寫的四步驟寫在筆記內：預想、實驗、結果、考察（討論）。

討論的部份教師會抓一些關鍵字提示學生，
所以在考察中教師要學生利用定型文來撰寫，內容必須含「狀態變化」、「溫度」兩個詞，
希望可以使學生在這堂課當中寫出「物質狀態變化時，溫度會維持穩定狀態」這樣子的句子出來。

在本堂課中使用ICT教學（電腦資訊輔助教學）的好處在於曲線可以由Excel直接繪出，
取代原本學生必須要利用密密麻麻作標線來標出溫度和時間的關係圖（但翻學生筆記發現仍有此步驟過，所以事先有進行相關教學後來才以ICT來協助，這是比較妥適的，學生才會知道圖形代表的意義為何，且也具有手繪圖的能力），且作圖速度快，又能直接上傳大家一同來進行比較。

本課堂設定的30秒記錄一次溫度可能間隔時間太長，
酒精一下子溫度就竄升很快，馬上就達到溫度維持沸騰的狀態，
這樣子設計實驗有個缺陷就是學生無法看出氣態物質溫度變化，
如果能使用固態物質、液態物質、氣態物質三態都有的物質可能會使得曲線闡述會更加完整。（使用水是是一個老梗的好方法？）

最後公布酒精的溫度曲線變化圖，並完成筆記的撰寫。

他們所使用加熱用的板子不是國內慣用的陶瓷纖維網，而是一片合金鐵網，
不生鏽、中間孔隙密，看起來是比較好用的材質。
學生的筆記撰寫是自己寫的，圖自己畫，比較沒有學習單的規劃加入，
和我在上課的方式是比較接近的，固然會比較花時間，
但學生如果訓練得當，自己完成的筆記比較具有個人風格和多變化性。

學生操作實驗時會將桌面東西收拾下去抽屜，
即便電腦和本生燈在同一桌面，也沒有見到學生慌張操作的狀況，
因為使用本生燈，所以三腳架也比較高。

課後問答

• 有關於本生燈的操作在學生第三次上課時就會進行教學，內容包含了開火、熄火，每位學生都必須經過確認會操作。是沒有考慮過酒精燈的。
• 筆記本的批閱大致上會一學期兩次，以往用過學習單，但是發現學生只會填充方式來進行，因而捨棄不用。
• 課綱修訂之後是否有教學上的改變？回答說因為課綱後來強調學生的語言表達，在仍要進行實驗活動的狀況下，則轉化為小組討論來做為表達力增強的方式。
• 教育當局若沒有ICT補助的話，後續如何因應？因為當局目前要著重這一塊的輔助教學，所以在經費上面應該不是問題，加上ICT有影片可以播放、在圖表和表格呈現製作上又能有馬上可見的成效，對於團體討論實驗數據是相當方便的工具。
• 面對少子化的問題？日本不得有跨學區就讀狀況，所以這是一個全國皆然的情形。

以粒子觀點講蒸發！（大分県竹田市竹田中学校）

大分県竹田市竹田中学校

課前介紹

校訓：持續就是力量

該校學生人數134，教師人數19員

該校努力在教學研究的部份是希望可以提高學生自主學習的意念，藉由教師指導學生規律化以及語言活動的指導方式來進行，主要分為三方面，

• 授課提高效率：藉由板書結構化、學習規律的徹底、學習指導部門的提攜。以及各科目語言活動的作業，如協調學習。公開授業實施。
• 個人與人際網路關係：家庭、小學、地區活動（外部人才活用、職業講話、職業體驗
• 提高自我的肯定感

在小組教學方面，國語科有籌措讀書會，像是找共同小說的主題來閱讀，組間還有交叉談話。數學則會互相檢視、板書結構化。生活科技則是利用大桌子請專家給予提示後，小組再來動作。社區可以進入來參觀並且給予意見交流。

在教師之間也有課後研討會，由有經驗的老師帶資淺的老師，有交互對談。
校長談到有關學生的活動特色，他們剛進行完馬拉松接力賽，是在車站和車站之間接力進行，相當融入社區活動。
學生發展方面希望可以發展智德體三方面，智是指上課的智能發展、德則是希望有良好的生活習慣，例如基本的打招呼永遠都要比對方先打，體則是利用社團活動，或者是生活中基本的要求學生可以走路上學，不要騎腳踏車，借此鍛鍊學生體能，也真的因為這樣所以學校內很少輛腳踏車。

觀課記錄

這是物質狀態變化7節課的第4節課，參與學生為一年級生，
教學目標是希望學生可以透過這堂課利用粒子觀念畫圖解釋物質狀態變化。解釋時希望可以包含粒子觀念、狀態變化時粒子之間距離變化、粒子運動時狀態。
教師要訓練學生利用繪圖的方式來解釋科學現象，使空想變成能以科學方式來表達。
學生的起點是上一節課當中有進行過三個小活動，利用合作教學拼圖法分成三組專家組，課程開始時教師將上一次操作過的器材發給各組，讓他們可以充實學習單上內容，這三個活動也是利用繪圖的方式記錄看到的現象，合併回原組別時將各組專家召回進行現象討論。

首先說明三個活動：

• 收集沸騰後的水蒸氣，利用的器材是倒裝的漏斗來收集水蒸氣，接的是一個寶特瓶上部，然後接到一個塑膠袋裡，在加熱後，學生會觀察到水蒸氣冒出，後來還會有水蒸氣凝結的小水滴，本組別器材沒有重新操作一次。此專家A組只是在專家組內畫圖討論。堀老師希望學生可以利用這活動觀察出氣態體積變大和成液態時體積縮小，得到粒子狀態和粒子間距有某程度關連。且這過程可以放在電子天秤上面印證氣液變化時沒有質量變動的質量守恆。
  

  

  利用下方本生燈加熱後，漏斗收集水蒸氣，上方透明軟瓶可觀察到水滴凝結

• 利用顯微鏡觀察牛奶和墨汁的布朗運動，牛奶是5ml水加上2滴牛奶、墨汁是水10ml加入墨汁一滴，顯微鏡倍率400倍，學生繪圖記錄兩者布朗運動差異性。

  

  利用顯微鏡觀察粒子活動

• 將水灌進注射筒內，大力壓縮，以及水蒸氣狀態下大力壓縮，比較液態和氣態的可壓縮性差異。
  

三組專家在活動結束後回到原組別進行現象討論，教師給予的課題是「翻倒在桌上的水，為什麼後來不見了？」

一個簡單的現象，我們可能兩個字「蒸發」就帶過去，
但他們則利用三個小活動，從中觀察到的現象用來解釋簡單現象

教師將桌上水打翻是在課堂一開始分別說完ABC三專家組作的事情之後就打翻了的，本堂課從9:35開始，教師10:00告知同學們將結果寫在白板上，10:18白板往黑板集中，要學生表達白板內容。

本堂課來不及讓學生說明，甚至有的學生空白，
但這不代表教學失敗，只是仍需要在下堂課補充說明

課後問答

• 授課老師說：粒子間距離改變是討論的主要目標，原則上兩節課的安排是比較妥適的，包含了學生發表，剛剛在進行時尚未有學生發表的機會，甚至有一個組別到最後的白板是空白的，在分組活動進行討論時，知道的會把所了解的講出來，不知道的就說不知道，所以是希望可以利用這樣的方式讓不會的同學也能夠了解別人的想法，在專家活動時，有些學生表達的對、有些表達有點錯誤，這是沒關係的，所謂的科學性思考就是要讓比較不會的學生有更多參與的機會。
• 堀老師在4年前就開始這樣子的課程操作，算是具有相當經驗的老師，對於進行拼圖法教學時我的困惑是老師要提示什麼地步，堀老師說他會將小組不錯的表現透漏給其他組別，當然提示不能全部一次丟出來，此時也理解，「所謂的學習並不是在賣關子給學生」，刻意不告訴他答案，而是要利用縝密的活動以及簡單生活問題來點出要教導的科學概念，像堀老師要教授的是粒子觀點來解釋蒸發，在國內可能簡單一句話就能講完，但是他卻利用三個活動來讓學生解釋一個簡單的現象，從此來佐證現象背後的原理，甚至學生可以因有粒子概念而有更多的發揮空間以及將來授課時可以借粒子觀念來闡述其他科學現象，這是在教導蒸發此一單獨概念時所能夠另外收穫拓展所在。
• 評鑑方面則是以學習單和小考的方式來進行。
• 教學時是沒有期待學生先看教科書的，也認為不應該先看教科書，這會影響學生的思緒，我想他表達的是學生容易會有統一的標準答案出現，然而這標準答案可能不是科學教育當中所樂見的。
• 平常他不一定會這樣上課，而是多利用交談，等到學生慢慢熟悉課程可以這樣討論之後才會比較定型以及分組順利教學。
• 課程銜接的部份，之前利用阿基米德上過密度單元，然後接著是質量守恆，他利用質量守恆粒子不變的狀況來教學粒子狀態變化。

我們從這堂課中學到複雜的科學原理其實可以用簡單的方式來呈現，學生在寫小白板的過程也是一而再修改的，過程的討論教師要努力參與，引導討論聚焦到要教學的主要概念上。