這是久違的生物課公開課紀錄！
2015年11月底接到台校吳校長(前處長)邀請訊息，希望能夠就目前推動公開課與學教翻轉的經驗，跟台商學校的老師們分享個人經驗，但其實團內夥伴也才起步，談不上豐碩經驗，團員們也非個個是神人等級的教學者，緊急邀集5位伙伴，抱著相互學習的態度，順利於12/26~12/29踏上遙遠的東莞台商子地學校之旅。
(圖1 台校學生，週一休假由廣東與華南各地返校，大行李箱是每位學生的標準配備)
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這真是一趟奇妙的旅行，如同學生上學過程(圖1)，雖然有點辛苦，但是參與的夥伴仍感不虛此行！
這一趟行程，由於路程遙遠，當然要好好利用時間。四天行程扣除前置行程的假日兩天，只有一天半可以與學校老師互動，週一的見面禮是一小時專題分享(我與青蓉老師各30分鐘短講)，上下午參與四堂國中部校內老師公開課，並進行短暫課後研討；晚上再參加國小部的公開課後研討；公開行程結束後，晚上準備個人週二要親自上場的公開教學並進行整體課後研討。
關於個人的公開課，雖然進度與內容行前大略有準備，但是授課方向與大要，再與原班老師與其他老師研討才確定，這樣的行程四天下來，實在是有被操到的疲累感。
我的課堂
整個行程中安排四堂台校自然科老師的課堂(三堂理化，一堂生物)與一堂我的公開課，過程中，沒有時間說一下課程安排(5堂課學校都沒有安排，也許以往也沒有安排的經驗)，所以就藉此就從我的公開課先談起吧！
課程決定
行前，因為與學校聯絡有很困難，因為自己真的有點忙，上班時間電話溝通常常因為開會中無法完整溝通(尤其是由大陸打來)，GMAIL也不太順利，加上學校因應台灣大選提早一週結束，所以由學校獲知的訊息中，理解可以準備的方向。一個是進度皆已完成，複習、統整為主，這個之前處理過類似的情形，以心智圖為主幫學生進行生物體恆定性的複習，個主要生理反應的連結與概念澄清，再配合國中會考的例題，與學生討論互動；另一個，則是抓一個大要，準備以呼吸作用與呼吸運動的關係，透過呼吸運動模型的簡單探究活動，進行氣體交換機制的探討，以免影響原班老師進度，並且完成公開課任務。
概念直接教學 vs 概念形成教學
因為老師剛結束上一章，對於恆定性的定義、內容(6-1)皆未進行，所以先花了15分鐘左右先處理導入相關內容後，就直接進行6-2呼吸與氣體恆定單元。
原來課本(6-2)內容安排與教學建議(ppt的安排)，由呼吸作用–>生物體如何與外界交換氣體—>
多細胞生物體的呼吸構造—>人體的呼吸系統與呼吸運動—>人體呼吸運動模擬裝置
部分老師的教學策略就根據教科書的安排，以概念直接教學為主，最後的人體呼吸運動模擬裝置，如果有進行就是進行驗證前面講授過的內容(但是有時因為是活動課，可能因為時間關係就略過不做)，重點會放在呼吸運動過程中，呼吸肌肉、肋骨與胸骨位置、肺部體積變化等的關係理解。
各版本的基本內容與呼吸運動模擬裝置的活動安排大同小異，教學流程順序也大相同，但是學生對於呼吸運動過程中的概念，卻常常模糊難以記住(或是背下來)，因為下面的圖示說明，老師很努力也花許多時間講解，但是沒有實物做對照，吸氣與呼氣過程中，胸腔變化、肺臟大小、肋骨橫膈位置變化，很多孩子真的很難理解背下來。
(圖2 人體呼出氣體時相關構造變化情形 資料來源 南一出版社 自然與生活科技教科書 教學ppt)
最終的課程決定
週一看了一堂生物課後，知道大略的學校進度並未完全上完學期內容，生物老師們很想知道分組學習如何進行？進度掌握如何配合？一直以來隨課本內容進行的課堂如何調整？加上與原授課老師討論後得知進度更慢，與原來的想像完全不同，最後決定就是幫老師忙，一部分完成預定的進度，一方面也分享一下如何進行概念形成的教學模式，不按課本內容編排直接講解，最終決定參考以理解為基礎的教學設計(UbD，重理解的課程設計 Grant Wiggins & Jay McTighe 2008 中譯 賴麗珍)，不直接講授呼吸作用與其他概念，希望透過模型操作與探究，協助學生理解呼吸運動機制，然後自行將具有相同特徵的事物能夠連結在一起，進而形成學習遷移，讓助學生自行發現或建構新概念。以概念形成教學為主要策略，就需要調整一下課程順序安排，並提供學生討論實作的機會進行小組學習，過程簡要結構參考說明如下圖3。
(圖3 逆向式教學活動設計架構 資料來源 林菀如、吳月玲、蔡智恆三位老師整理)
順序倒過來進行，先與學生互動理解呼吸與氣體的重要性，人體如何吸入氧氣、排出二氧化碳？開始導入問題，直接進行人體呼吸運動模擬裝置探究活動， 再進行呼吸裝置的重要結構與呼吸器官的關聯，模擬裝置動作與呼吸肌肉運動後，胸腔變化、肺臟大小、肋骨橫膈位置變化的類比推論。
課本內容中，需要講解圖示部分，透過類比推論，讓學生直接閱讀，並藉由學習單完成整理歸納任務如圖4、圖5。
(圖4 提供給學生的小組學習任務提示)
(圖5 小組學習後個人的任務學習單)
哪種策略比較好？
對於概念的教學設計本次會決定如此進行，除了這個單元不論是過去的經驗，學生參加基測或會考時表現的結果顯示，呼吸作用這個單元是整理生物課程有關試題中，很多學生較不容易回應的大單元，也有較多的迷思概念，學生動手操作有助於概念釐清。但是否以教科書內容安排直接講授或透過探究活動進行形成性教學，很難用一節課或某一單元直接說明適合採用某種教學策略，只能依老師教學準備與斟酌各種條件後決定，當天的安排就只限於當天情形而定罷了。
整個教學活動設計請參考四格教案(請參考延伸閱讀)，因為須先進行恆定性概念討論，故設計的教案約只進行一半。
活動(實驗)課影響教學進度？
大部老師都同意有安排活動時，學生的參與度必定提高，但是活動時卻常常造成教學內容無法順利完成而影響進度，這是一般老師最困擾之處，想要讓學生做實驗、探究活動，但是課本內容卻講不完，怎麼辦？常見的問題就透過這次的機會，提供了一點實際做法分享。
探究vs壓縮
教學安排以活動探究先行，寶特瓶裁切與小氣球；氣球皮等材料我晚上在飯店已先幫學生準備好，初步說明後，直接讓學生進行呼吸運動模型的組裝，組裝過程讓學生自己看教科書指引，老師不講解以節省時間)，結果證明學生都可以在時間內完成，完成後直接請學生操作看看，並觀察期中小氣球(模擬肺臟)的體積變化。
(圖6 呼吸運動模型 資料來源 南一出版社 自然與生活科技教科書 教學ppt)
過程中，我只負責各組(共36人，分9大組，18小組)巡視，透過學習單(活動紀錄本也可以)引導。
完成組裝與課本問題的討論後，除了課本的問題外，另外加碼三個問題，讓學生試試看，第三個問題留給程度更好的同學思考，前兩個任務，則是要與人體呼吸構造連結的關鍵。
- 如果要瓶內氣球要更大，如何進行？
- 如果要瓶內氣球要更扁，如何進行？
- 為什麼小氣球會脹大或縮小？(課堂不處理，留給學生思考，請老師下節課再討論)
大部分同學操作後，都能明確回答，氣球皮往下拉越多，小氣球越大，反之，則越扁。
但是除此之外呢？課本沒寫，一般老師到這裡就也差不多了，不會往下探究下去。
如果氣球皮不動，要讓小氣球變化，就只能靠壓縮寶特瓶了，而這一部分剛好與肋骨、胸骨與其間呼吸肌肉關聯，整個寶特瓶內部體積的大小類推胸腔的大小，會導致小氣球體積變化，與人體呼吸運動造成肺部體積變化是完美結合。
接下來，進行與呼吸器官的連結，課文講解部分就不說了，讓學生自己閱讀課本後，透過提問即可確認學生是否能有效連結。
對照後續呼吸運作與胸腔變化、肺臟大小、肋骨橫膈位置變化了解，學生就容易多了，在整理一下圖4的學習單，課本的圖示說明(圖2)當然就不會那麼抽象了。整個單元中對於呼氣、吸氣時呼吸肌肉的運動、肋骨、胸骨的位置變化，肺部縮小、脹大關係，較難理解的部分，因為有實際進行模型的操作與課本圖示的連結，再與學習單的印證後，學生對於呼吸運動機制的理解應該就比較達成。
整個活動設計的發展歷程如圖7，先確認氣體交換機制與呼吸系統運作關聯，透過模型的操作鞏固概念，再重新安排教學活動順序。
(圖7 教學活動發展歷程)
以學生閱讀壓縮講課時間
與一般老師課堂進度相比，進度內容應該差不多，差別在於重點活動探究多花一點時間，課文講解透過學生自行閱讀與老師的提問、學習單的確認，則彌補進度的落差。探究在於開展學生的認知領域需要額外時間，透過學生閱讀與老師提問則可以壓縮課文講講的時間，如果可以逐步調整，才有機會進行更多的教學改變。
課堂講授在導入議題、串聯活動與總結、澄清時，是必要的工作，其他時間，就交給學生進行探究與小組學習，老師要做的就是行間巡視，協助學生完成任務，簡單講，就是老師不需解釋太多，學生透過前面探究活動所累積的概念透過閱讀強化理解，再輔以老師的提問或學習單統整就可以大幅減少老師講解時間。
久違了生物課
這堂生物課，對於生物老師而言真是久違了！
因為職務的關係寫了一些東西，有時被誤認為國文老師，有時被誤認為國小老師(因為包班，什麼科都要上)，更因為均一的關係上了一些數學導入均一教育平台的公開課被誤認為數學老師。準備這堂課，試想在google大神無法照應的地方，老師手邊只有教科書、教學光碟下準備這堂課，在準備時間極度壓縮下進行(所以故意就在前一天才確認)，心理狀態盡量符合現狀下跟大家分享，提供的素材也是在台校環境下可以處理的內容。
意外不斷的課堂
但是一大早因為與校長針對校內課程與教學的會談，匆忙結束後，時間緊迫，反倒忘了公開課前最重要的事。公開課的講義、教學活動設計(教案)、學生使用的教具，到上課教室時才發現通通準備好，有的放在準備室，有的沒有印出來給學生與老師，眼見即將上課，還好有老師們的幫忙才順利一一就緒，再次證明對於公開課我也是會焦慮的。
課堂上也有不少意外沒有處理好，學生因為陌生該開始也有點卡卡的，先導入的南一版的恆定性小討論也有點落差，但是課後還有不少學生主動跑來問預設不處理的第3題，看來學生投入學習的情形還不錯，就像原班金鋒老師客氣的回饋，原來學生可以安靜地進行小組學習，大部分學生也都有投入學習活動，這算是給個人非常棒的收穫了，這些意外其實也提供了課後研討很好的素材，由準備一堂課開始，到公開課中的教學決定，課後研討重點等，有時間再分享，真心感謝台校的老師們，離鄉背井為台商子弟服務，大家辛苦了！
延伸閱讀：
- 教學活動設計(四格教案) 、教學簡報PPT(進行到P12)、學生學習單(完成到任務二)，請參考連結。
- 重理解的課程設計 Grant Wiggins & Jay McTighe 2008 中譯 賴麗珍 心理出版社