咦?高雄市的月世界為什麼會形成這樣的地形景觀?畢業旅行去的太魯閣峽谷為什麼這麼壯碩?如此多變的大地景觀是什麼力量所產生的呢?峽谷旁的河流和天空中所降下的雨水真的有如此神力的力量!
讓我們動手做實驗觀察看看吧!但是實驗該怎麼做呢?月世界和太魯閣峽谷這麼巨大,距離我們所居住的臺北地區又如此遙遠,我們該如何觀察與實驗?別擔心,我們可以收集泥土、砂石堆成土堆來模擬山丘,利用沙、石分別堆成平緩、陡峭的土堆,模擬不同坡度的地形景觀,並利用澆水器來模擬下雨的情形。
淅淅瀝瀝,下雨了,從土堆的狀況我們可以發現,水會由高處往低處流,當雨水量越大,泥土、砂石就會流失得越多、越快,使得土堆的高度變得越來越低;而相較平緩的土堆,地形坡度較陡峭的土堆,水流的速度更快,地形的改變也更急速。
透過小組成員們彼此討論與分享,我們更進一步發現,流水不僅會侵蝕高處的泥土和砂石,也會將泥土、砂石搬運到低處,顆粒越小的泥土、砂石,因為體積小、重量輕,被搬運的距離相對較遠,最後容易堆積在下流的位置。
進一步,我們還從其他組別的分享中與自然老師共同歸納出流水的三大作用,也就是侵蝕、搬運與堆積作用。流水透過這三大作用,創造出多變的地形景觀,難怪有人會說,水是大地的雕刻師,透過長期對地表的沖刷,創造出許多鬼斧神工的地形樣貌。
在生活周遭有許多自然現象常常引起我們的好奇心,等著我們去探究與發覺,只要發揮想像力,將巨大的地球科學現場搬進教室做實驗,驗證我們對地球科學現象的假設,這些「問題」就一點都不是「問題」了!誰能想像得到,在小學時光的最後一年,我們可以在教室內透過玩泥巴,發現峽谷地形的奧秘呢!
自然科學講究以數據或證據來驗證某一概念的認知,尤其小學高年級階段,更需要以清楚、簡單、明顯的方式引領孩子,從抽象的概念轉為具體的呈現。因此堂課中我們著重在觀察、實驗操作、判斷及思考以達到觀念的內化,讓課本的內容不再是客觀的認知,以深入淺出的方式呈現在孩子面前。將「科學方法」的過程融入在情境導入、關鍵掌握、概念確認與表現應用的四個階段中。
為了使課程活化,讓孩子能夠理解課程的內容,自然團隊不斷精進教材教法,善用數位媒體,以及自製研發教具,以孩子的思考脈絡為主軸。首先在「情境導入」中,我們從科學的基礎,「觀察」現象開始。教師安排或呈現一個現象,引發孩子的興趣與動機,學生透過五感觀察,能夠說出並表達自己的發現,例如:「咦!我發現這兩個吉他的聲音高低不一樣」,讓孩子能簡單直觀的發現問題的所在。因而進入「關鍵掌握」階段,此時學生已落入教師設計好的圈套,並提出問題:「為什麼吉他的聲音會有高低的不同呢?」,這時我們一同凝聚出關鍵的提問:「影響聲音高低的因素有那些?」,有人說弦的長短、也有說弦的粗細或鬆緊度,甚至有人說撥彈的力氣大小等。為了證明自己觀點的正確性,我們協助孩子進行實驗設計,透過實驗驗證得到結論,原來影響聲音高低的因素有弦的長短、粗細、鬆緊,撥彈力氣的大小並不影響,這個過程破解了孩子以往的迷思概念,重新給予概念的定義。
接著我們進一步來到概念確認階段,讓孩子對於關鍵掌握中的結論能深度理解,確認為什麼弦的長短、粗細、鬆緊會有音調高低的不同,有什麼方法可以具體看出產生音調高低的原因呢?這時我們將物體放大來看看,教師拿出一把長尺,把它固定一端,比較尺的長短對振動速度的差別,哇!原來音調越高,物體振動的速度就越快呢!不僅如此,我們也透過iPad下載phyphox App實際測試音調的高低數據,來驗證我們發現的結果。最後在表現應用階段,我們讓孩子利用生活中的材料製作能發出最接近Do-Re-Mi-Fa-So不同音調的聲音並說明其原理。
所謂「科學素養」的學習,目的是為了適應現代生活和面對未來挑戰,應該具備的知識、能力和態度,因此學習不該只局限於枯燥的學科知識的傳輸,更應引發孩子的關注與興趣,將學習與生活的結合,讓孩子從課堂習得的知識能夠在生活中靈活應用。