1.訓練獨立探索與思考、邏輯推理、批判修正、自我實踐。
2.提供學生探究學習、問題解決的機會，從日常生活連結入手。
3.能瞭解操縱、控制及應變變因的差異，並列舉所有與研究相關之變因。
4.經由科學實踐歷程，完成跨科專題研究的目的。
5. 學習團隊合作、相互溝通，並利用正確的科學名詞、符號或模型，呈現自己探究過程與成果。
教學大綱： 單元/主題 內容綱要
一 課堂說明
1.課程規畫說明。
2.課程說明：何謂探究？何謂實作？實驗室安全守則。
3. 評量準則說明。
4. 實施分組、觀察練習。
二 主題1：口水王
【發現問題-觀察現象】
1.準備二個裝有澱粉液的寶特瓶蓋，分別加入口水和清水靜置10分鐘。
2.加入碘液觀察變色現象。
3.各小組討論顏色變化的成因，並練習正確的科學提問方式及上台發表。（提問需包含主詞、可觀察之現象與操縱變因，如：澱粉液顏色改變與碘液是否有關？）
三 主題1：口水王
【發現問題-蒐集資訊】
1.學生根據上週所提出的問題進行網路資料搜尋，並發表相關資料。(期望學生以碘液、澱粉、顏色變化…等關鍵字搜尋)
2. 教師提問：口水中含有多種成分，本實驗若只以「酵素」作為關鍵字搜尋是否適當?
四 主題1：口水王
【規畫與研究-尋找變因或條件】
1.依示範實驗，小組自行提出的4項假說，討論各項變因及實驗可行性，選1項進行實驗設計。
2.發表實驗設計內容，並共同檢視內容是否包含：材料、器材、控制變因、操縱變因、應變變因和實驗步驟。
五 主題1：口水王
【論證與建模-分析資料和呈現證據】
1.小組根據自己提出的實驗設計進行操作實驗並拍照記錄顏色變化。
2.依據實驗結果提出結論。
3.教師提問：想想看「顏色變化」此一變因有無一致判斷標準?
六 主題1：口水王
【表達與分享-表達與溝通】
1.繪製成果海報，以「世界咖啡館」方式發表成果，並用手機錄影。
2.各組給予報告組別1~2項回饋。
七 第一次期中考 段考週(本科目採多元評量)
八 主題2：蝶豆花與花青素 【發現問題-觀察現象】
1.事先配置酸性、中性、鹼性溶液三杯、三杯花青素萃取液(A組溶液)及三杯淡紫色色水(B組溶【核 定 版】 【核 定 版】液)。 (但只說有小蘇打粉、檸檬酸粉所配置溶液，但不指名是哪一杯)
2.將酸性、中性、鹼性溶液分別滴入A組及B組溶液，觀察其變化，讓學生猜測其不同可能的原因。 (小組討論可能的原因，並追問「根據過去的什麼經驗讓你覺得是這個原因?」
【發現問題-蒐集資訊】
1.請學生事先上網搜尋蝶豆花及花青素相關資料。提問：
（1）花青素在植物體內的功能為何?
（2）植物為何要變色?
2.請學生閱讀理解後，將重點做成摘要。（作業評量）
九 主題2：蝶豆花與花青素
【規畫與研究-尋找變因或條件】
1.依據上述觀察，找出影響顏色的可能原因：寫下研究的實驗假設，說明挑選的影響因素，是如何影響實驗結果的？
2.小組設計變因表格(包含操縱變因、控制變因及應變變因)，並思考生活中那些飲料可以拿來測試。
3.問:應變變應如何數據化?(學生可想出國忠用過石蕊試紙，或查資料可用廣用試紙)
【論證與建模-實驗數據處理與分析】
1.觀察花青素及廣用試劑在不同pH值的變化。
2.因小蘇打粉、檸檬酸粉所配置溶液原先是無色，但學生所帶來飲料原先有顏色，問:飲料本身顏色使否會影響判讀，該如何改善?
十 主題2：蝶豆花與花青素
【發現問題-訂定可進行科學探究的問題】
1.老師於課堂上播放製作漸層飲料影片。
提問：
（1）製作一杯美觀的漸層飲料需注意什麼？
2.請學生發表自己猜測的原因。
課程共備重點：
（1）生物：花青素在植物中扮演角色、功能。以及哪些植物及部位花青素最多。
（2）化學：花青素及廣用試液的化學特性及應用。
（3）物理：溶液密度測量、飲料流速控制方法探討。
【跨科概念】-生物、化學食用色素與天然色素對身體影響之探討
十一 主題3：漸層飲料實作
【規畫與研究-尋找變因或條件】
1.密度
（1）學生於課堂上製作蝶豆花漸層飲料。
（2）確認控制變因(密度)、操縱變因(酸鹼、流速控制…等)、應變變因(分層)。
(提醒每一假設只能一項操縱變因)
附註：密度的操作，以市售液態果糖分為全糖（50ml）、半糖（25ml）、無糖（0ml）為操縱變因。
（3）規劃適當方法與流程。
【規畫與研究-收集資料數據】
收集數據資料和拍照。
十二 主題3：漸層飲料實作
【論證與建模-實驗數據處理與分析】
問: 「分層」是否為主觀數據。(如果不能對結果有客觀數據，該如何盡量使其有顯著差別?)
1.學生提出為何應變變因「分層」可能是主觀。
2.如何【盡可能】客觀判斷【分層效果】(學生提出以尺測量「分層明顯」之體積)
十三 主題3：漸層飲料實作 【規畫與研究-尋找變因或條件】-2. 流速
問:倒飲料的方式是否也會影響?
(學生可想出沿著杯緣慢慢倒、用工具，如筷子、湯匙、滴管)
【規畫與研究-收集資料數據】
收集數據資料和拍照。
十四 第二次期中考 期中考考週(本科目採多元評量)
十五 主題3：漸層飲料實作
【論證與建模-實驗數據處理與分析】
再次問: 「分層」是否為主觀數據。(如果不能對結果有客觀數據，該如何盡量使其有顯著差別?)
學生將「沿著杯緣慢慢倒、用工具，如筷子、湯匙、滴管」的結果分享，並且說明如何客觀判斷
【分層效果】
(學生展現以尺測量「分層明顯」之體積變化)
十六 主題3：漸層飲料實作
【發現問題-觀察現象】
3.流速
教師示範先倒滿冰塊再倒飲料。
【規畫與研究-尋找變因或條件】
1.依據上述觀察，找出影響分層效果的可能原因：寫下研究的實驗假設，說明挑選的影響因素，是如何影響實驗結果的？
2.小組設計變因表格(包含操縱變因、控制變因及應變變因，)。
附註：整杯冰、半杯冰、無冰塊等，3組計量方式。
【規畫與研究-收集資料數據】
收集數據資料和拍照。
十七 主題3：漸層飲料實作
【論證與建模-實驗數據處理與分析】
問:如何證明不是受溫度影響?
(學生能夠想出替代冰塊方案:塑膠方塊、塑膠球球、不冰的金屬冰塊)
【跨科概念】-物理、化學
問:生活中有什麼例子也是應用減緩流速?
(學生能夠想出過濾器)
十八 主題4：漸層飲料競賽
【規畫與研究-尋找變因或條件】
問:如何將前3實驗優點整合成「最美麗」的蝶豆花漸層飲料?
問:是否能製作便因表格?(如果不只一項操縱變因，改畫設計圖)
十九 主題4：漸層飲料競賽
【論證與建模-實驗數據處理與分析】
問:什麼效果是「最美麗」(思考顏色、分層還能有數據化嗎?)
(學生須討論應變變因是否只能有一項)
問:不同實驗的優點是否有「交互作用」關係?
(學生可舉例蝶豆花加酸鹼必須最後倒入，若先倒入會導致密度大飲料下層時，使分層不明顯)
【表達與分享】
學生將設計圖畫在小黑板，並進行世界咖啡館式發表(手機呈現成果照片、並將發筆過程手機錄影)。
二十 製作學習歷程檔案
以2種方式製作蝶豆花漸層飲料的說明文：
1.食譜的形式：內容包含主題、食材、器具、步驟及綜整心得或其他(如：小撇步)。
2.參考小論文的形式：內容包含「壹.前言」、
「貳.正文」、「參.結論」、「肆.引註資料」