游雪雲

國立彰化師範大學科學教育研究所博士候選人

高慧蓮

國立屏東大學科學傳播學系退休教授

  

I. 緒論

  

  當前在COVID-19流行的情況下，在教育、健康和種族差異議題上比以往任何時候都被放大和注視，當我們考慮在全球大流行病期間教什麼？有關課程和教學的問題也更加受到關注，特別是臺灣的原住民族有其特殊文化，有別於漢族的文化。國際間的改革運動多元文化教育，為了回應各族群需求而發展出來的文化回應教學（culturally responsive teaching）教學實踐，培育學生文化完整性、個人能力與學業成就（Gay 2010; Ladson-Billings 1995a）。綜觀美國的科學教育朝向多元文化發展，現今原住民族的科學教育日漸受到重視，例如：美國教改計畫下的Project 2061科學改革教育專案與國家科學教師協會（National Science Teachers Association, NSTA）2000年通過的《多元文化科學教育立場宣言》（Position Statement on Multicultural Science Education），積極主張科學教育要融入多元文化的精神，強調科學教育應使所有來自不同文化族群的學生得到科學學習的機會，並獲得在科學、工程與技術領域的就業發展機會（引自傅麗玉 2006），以上顯示傳統文化對數理科學教育的影響甚鉅。

  2007年由聯合國大會通過的《聯合國原住民族權利宣言》（United Nations Declaration on the Rights of Indigenous Peoples, UNDRIP）的第14、15條主張，原住民族有權使其文化、傳統與歷史等適切反應在教育中，而各國應與原住民族共同採取有效措施，讓原住民兒童有機會獲得以自身語言所提供有關自身文化的教育。最近幾年，國內教育界持續推動原住民族教育，為落實《原住民族教育法》相關法規及《十二年國民基本教育課程綱要》（為方便讀者閱讀以下均簡稱為《108課綱》），在研修及審議階段，針對原住民族學生的民族教育需求以及全體學生的多元文化教育，無論在總綱課程架構及實施要點，或是各領綱學習重點及實施要點中，皆應採納原住民族相關規定（教育部 2018）。

  許多研究發現原住民族學生，在當前以漢族文化為主的主流文化限制，學習上的困難包括課程中的生活實例、語言文字不同導致學習成效低落，已經成為一個普遍存在的事實（羅廷瑛等 2017）。忽略了不同文化體系下的原住民孩子需求，無法適應下導致他們的數理科目學習比一般平地學生學習表現還要困難（姚如芬 2014；Barnhardt and Kawagley 2005）。對原住民族學生而言，如何培養科學概念、如何將原住民族文化融入，同時提升其科學素養，是當前刻不容緩的議題（謝百淇等 2018）。再者從國內期刊、科技部補助專題研究計畫進行搜尋，從2000年以後與原住民數理科教材編寫、設計的相關研究為數不多；樂鍇．祿璞崚岸、高慧蓮、洪素蘋、周子琳、陳雲雀（2017）的研究建議教師把文化差異轉化成為教學和學習資源，融合文化內涵的科學學習經驗，發展文化回應或文化主體教材及課程，培養學生更有自信的學習科學和擁有多元文化觀。

  綜上所述，研究者深信教師是最有能力改變學生的學習問題狀況的人，以在原住民學校教學多年立場，發現目前在國中小教學現場使用的教科書，仍然多以主流文化中的學生經驗為設計教材、教學活動缺乏針對原住民族學生生活背景、情境所設計的教材，導致原住民族學生無法在現行的課程教學中認同自己的族群文化，其他族群的學生亦無法從學習中認識原住民族的文化特質，以學生熟悉的母文化模式當學習鷹架，將母文化視為課程的一部份，這種連結、解釋主流文化搭起的橋樑是非常重要的因素（劉美慧 2012；譚光鼎 2011）。依據《原住民族教育法》及《108課綱》將原住民族議題融入數理領域學課程，本研究提出文化回應教學融入5E探究教學之課程設計讓原住民族學生，將部落的生活文化和科學連結，期待協助一線教師進行專業發展的建議。本研究的目的在：

1. 提供原住民族學生探究學習和解決問題的機會，培養科學知能；善用科學思考的系統及養成科學探究的習慣，養成正向的科學態度，發展科學的核心概念。

2. 藉由本課程文化回應的探究科學教材與多元設計的教學活動，提供多元文化的學習環境，結合學生文化背景、社區在地資源與學校教學資源，讓學生接觸在地文化與在地知識，建立學習的興趣與動機。

  

II. 文獻探討

  

  多元文化教育是一個新興的教育改革運動，它在美國可以追溯自1960年代非裔美國人的民權運動，臺灣的多元文化則受到解嚴後的民主化與本土化思潮影響而展開（譚光鼎等 2015）。多元文化主義認為原住民族科學中所蘊含傳統智慧，原住民族部落會發展出與其生活環境息息相關，在族群日常生存具備的實務知識。從1980年代開始教育研究人員開始納入社會觀點來看待自然學科與文化，從心理學知識或認知模型轉變的思維切入，學習是建立在社會互動基礎上（Lerman 2000）。

  

一、具有相似目標的兩種實踐理論

  文化回應教學概念興起於1970年代，學者以不同的名詞來指稱這個概念，例如：文化合適（culturally appropriate）（Au and Jordan 1981）、文化相關（culturally relevant）（Ladson-Billings 1995b）、文化回應（culturally responsive）（Gay 2003）。意指教室內教學能夠參照學生族群特色，在課程以及教學上考量學生的文化背景與學習型態，以學生的母文化作為學習的橋樑，協助有文化差異學生能夠有更公平的機會去追求卓越的表現（Gay and Howard 2000）。文化相關教學（culturally relevant pedagogy）和文化回應教學（culturally responsive teaching）具有許多共同特徵，並且經常可以互換使用。文化相關和文化回應的教學法關注解放式教學，以便教學者和學習者瞭解社會、政治和歷史知識，以挑戰和批判社會，甚至運用在科學課堂上學習的內容和方式。在美國實施這兩個具有相似目標的實踐理論，兩者的目的都在提高黑人、棕色人種和原住民族（Black, Brown, and Indigenous People of Color, BIPOC）的學業成就，同時肯定他們的背景、經歷和身份。面對不同文化、民族、語言和種族背景的BIPOC學生的科學課程、內容和教學策略應該為學生提供多種機會來獲取並使用重要的知識和技能，協助他們將知識和技能應用在科學學習上。這些方法的目標是瞭解學生的歷史，使教學和課程具有「文化可持續性（culturally sustaining）」，以培養學校的語言、文學和文化多元化（Paris 2012: 93）。學習者、內容和課程應該相互參與，以支持科學課堂中文化相關和文化回應教學的目標。

  與其認為來自不同文化背景的學生缺乏或不具備從事科學研究的能力，或者找藉口不提供豐富和具有挑戰性的科學課程，教師不如從學生在才能、多文化、個人方面的能力面向著手，改變自己的教學法、思維和教學實踐，以按照Ladson-Billings和Gay為學生設想的方式，提供充足的文化和認知資源，使得學生能夠在自己文化上從事科學的經驗、興趣增加學科知識促進學業成功（Moll et al. 1992: 134）。

  

（一）文化回應教學的意義與有關研究

  美國的教學理論家Ladson-Billings和Gay兩位是多元文化教育教育界的傑出人物，分別在文化相關教學（culturally relevant pedagogy）和文化回應教學（culturally responsive teaching）方面，對不同文化和語言背景的學生，支持學生學習和學業成就產生影響，兩者關注文化、種族、公平及傳統在教育系統中容易被邊緣化的學生。國外研究顯示文化回應教學可以有效提升少數族裔學生的學習成效（Bang et al. 2010; Greer et al. 2009; Shealey and Callins 2007），及不同背景學生的閱讀理解（Conrad et al. 2004）。Gay（2018）指出文化回應並非只是肯定學生帶到學校的經驗，而是必須加以批判和轉化才能成為有意義的教學內容。

  

（二）文化相關教學（culturally relevant pedagogy）

  Ladson-Billings自1990年代以來就撰寫了大量有關文化相關教學的文章，將文化觀點納入教育與文化相關的教學法，已成為對文化最有影響力的一種教學。在其開創性著作The Dreamkeepers（1994），挑戰對非裔美國學生學業成功及缺失看法，透過建構課程和以學生文化為主體的課堂互動，Ladson-Billings將與文化相關的教學定義為「一種理論模型」，不僅可以解決學生的成績問題，還可以幫助學生接受和肯定他們的文化身份，同時發展批判性觀點，挑戰學校長期存在的「不平等現象」，並強調是集體而不是個人的發展（Ladson- Billings 1995a: 45）。支持與文化相關的教學法目的在使教學問題化這樣一種觀點，並鼓勵教師詢問師生關係、課程、學校教育和社會的性質（Ladson-Billings 1995b: 469）。與文化相關的教學法基於三個面向：學業成就（Academic Achievement）、文化能力（Cultural Competence）和社會政治意識（Socio-political Consciousness）（圖1）。

1. 學業成就（Academic Achievement）：關注學生的學習，利用學生先前的經驗、參考框架和多元族群學生的學習方式，使科學學習與他們更相關。

2. 文化能力（Cultural Competence）：嘗試擁抱他們的文化能力，而不是抹殺學生自己的文化、歷史和故事。

3. 社會政治意識（Socio-political Consciousness）：通過深入的對話、探索和調查，提高學生的社會政治或批判意識。

  

圖1　文化相關教學三面向

（圖片來源：參考Ladson-Billings 1995a, 1995b整理後繪圖）

  

（三）文化回應教學（culturally responsive teaching）

  與文化相關教學的起源略有不同，Gay（2003）提供了一個更廣泛的文化回應教學（culturally responsive teaching）概念。Gay在Gloria Ladson-Billings的研究基礎上制定了一個框架，更加關注教師的策略和實踐，即Gay創造了「文化回應教學」的定義，強調使用文化知識、以前的經驗、參考不同種族學生學習風格，以及與他們更相關並且更有效的學習經歷。從本質上討論，「文化回應教學」代表了來自許多學者的各種想法、觀點和解釋的集合。因此，文化回應教學被定義為：「利用不同種族學生的文化知識、先備經驗、參考框架和表現風格，使學習遭遇與他們更相關，對他們更有效」（Gay 2018: 36）。原住民族生活經驗中的題材，需要根據一種學習模式給予建構，發展成為具文化經驗的教材，如何在科學學習過程回應原住民文化？使學習經驗更加適切、有效率（傅麗玉 2006；Gay 2003），值得大家好好思考。

  

二、課程標準與文化回應教學的聯繫

  美國的科學教育也在近幾年發布新課綱─「新世代科學標準」（The Next Generation Science Standards, NGSS），內容強調核心觀念、概念的整合與應用以及實踐（NGSS Lead States 2013）。而臺灣在2018年公布的《108課綱》其強調核心素養的教學，為彌補昔日舊的九年一貫課程課綱未將民族教育納入國定課程，試圖改善「九年一貫課程總綱」在「原住民族語」外對民族教育全無規範的情況。

  

（一）美國的新世代科學標準（NGSS）

  為了應對不同文化的學生群體在科學課堂中經常面臨的障礙和挑戰，美國的NGSS的部分創建，是以文化回應教學的方式特意設計（NGSS Lead States 2013），並反覆強調使用「所有學生」（all students），關於每位學生參與和成功地從事科學的挑戰和機會。NGSS還關注參與科學探究的代表性不足的少數民族學生所面臨的挑戰，這是一項對有意義的科學學習至關重要策略，「可以協助彌合文化背景並促進科學學習的成功」（Ghattas 2017: 60）。

  

（二）臺灣的《原住民族教育法》及《108課綱》

  依據《原住民族教育法》第二十七條所規定：「各級各類學校相關課程及教材，應採多元文化觀點，並納入原住民族歷史文化及價值觀，以增進族群間之瞭解及尊重」。以及《原住民族教育法》第二十九條：「各級政府對學前教育及十二年國民基本教育階段之學生，應提供學習原住民族語言、歷史、科學及文化之機會，並得依學校地區特性與資源，規劃原住民族知識課程及文化學習活動」。由此可知，政府依照原住民族意願，根據多元、平等、尊重的精神，保障原住民族教育的權利，學校教育必須融入適當的原住民教育議題，彰顯政府尊重原住民族教育權利及促進國家族群平等的理念。再者，根據《108課綱》的自然科列出「鼓勵原住民族重點學校之教材編選，適度與當地原住民族文化結合，進行文化回應教學（教育部 2018）。此一文化式回應課程，至少有兩個好處：第一，創造一般科目與民族文化並行學習空間，讓重點學校原住民族學生除了族語及彈性學習課程之外，也能在一般科目的學習中，接觸更多的自身族群文化。第二，透過教材儘量選用在地部落元素，原住民族學生將有機會透過自身文化相關的課程內容，增進學習興趣，改善原住民族學生的學習成效。同時，原先不太會出現原住民族的領域科目，也開始規定應明確融入該族群素材，譬如在國中小學暨普通型高級中等學校自然領綱，明確規定在國中階段應於適當單元結合本土科學知能（含原住民族科學與世界觀）。

  為落實多元文化教育及促進原住民族之民族教育，有關原住民族相關具體規範，除《108課綱》總綱外，各領綱主要呈現於「學習要點」之「學習內容」，以及「實施要點」之「課程發展」、「教材編選」或「教學實施」。在自然科學領綱國中階段學習內容則指出，在自然科領域所屬科目中教授「各種本土科學知能（含原住民族科學與世界觀）對社會、經濟環境與生態保護之啟示。」因此，某些原住民族傳統科學，有望正式成為我國自然科學課程內容。例如：阿美族馬太鞍部落的傳統知識「巴拉告」，同時引導學生學習生物學中的生態平衡相關學習條目，也能夠實現前述本土科學知能之認識。經過重新設計後的自然課程，學生可以於其中既學習現代科學知識，又得以認識豐富的本土原住民族文化（引自國家教育研究院、教育部原住民族課程發展協作宜花區中心 2019）。

  《108課綱》的領綱中提到在自然領綱中對於科學學習的方法再三要求各階段應使用「探究與實作」的方法讓學生主動探索、操作及論證能力、從既有經驗激起學生的好奇心與主動學習的意願。各學習階段應重視並貫徹探究與實作的精神與方法，更直接將自然科學探究與實作課程列為4學分的領域必修，並明列應含跨科主題式探究與實作課程內容。這樣的改變在我們的科學課程中是首次訂定以科學探究與實作為高中課程的重要訴求之一（教育部 2018）。《108課綱》更進一步期望教師主導課程與自身專業發展（教育部 2014），由此可知，對探究與實作以及跨科的重視，還有其對於教師施行探究與實作以及跨科教學的期待和要求。

  綜上所述，《108課綱》課程發展方向，將一般教育與民族教育攜手並進，為原住民族教育探索新未來的契機。相較於舊課綱內容，新課綱各部定領域科目有關原住民族相關規定，無論深度及廣度，均有明顯之提昇。此一規定等於為原住民族學校相關課程設定課程發展方向，期許不再拘泥於既有教科書內容，而應儘量選用在地部落素材教授相關科學知識。

  

三、探究教學與5E教學模式

  科學教育白皮書中指出「我國目前中小學教育的重要目標之一就是培養學生的探究能力」。科學白皮書說：「科學教育是經由科學性的探究活動，使學生獲得相關知識與技能，養成科學思考的習慣，依照科學方法從事探討與論證，運用科學知識與技能以解決問題，進而形成對科學本質的認識，並建立科學精神與科學態度。」（教育部 2003）由此可見「探究能力」的培養實為現今我國科學教育的重點。

  科學探究是發現問題的一個過程，也是一種考模式，更是一個解決問題並獲得科學問題答案的歷程，科學家使用多元化方法獲得數據，並依這些數據來解釋問題（劉湘瑤 2016；詹惠雪、陳美如 2018）。探究式教學以發現問題為出發點，鼓勵學生去調查一個範圍主題，以問題進行探究，學生在探究的過程學得提出假設、驗證假設，分享溝通與解決問題的能力。而此種教學法常用於科學活動的學習，我國從九年一貫課程綱要指出，應在教材融入科學發現過程的史實資料，讓學生體會科學本質及科學探究的方法和精神，在教學上需以學生為活動主體做科學探究（教育部 2003）。雖然探究在《108課綱》中才被納入，但是過去曾有許多學者針對探究面向、內涵進行探討（Abd-El-Khalic et al. 2004）。國際學生能力評量計畫（the Programe for International Student Assessment, PISA）在2000年導入探究與素養，其將科學知識分為內容知識、過程知識與認識知識（Organisation for Economic Co-operation and Development 2019）。由於科學哲學觀點的演變及認知心理學的發展，重視學生在學習自然科學時，能主動參與及積極建構有意義的學習，《108課綱》要求使用「探究與實作」的方法，讓學生學會觀察、詢問、實驗、歸納，也培養出批判、創造等各種能力，進行學習科學。建構主義是探究活動的知識理論基礎（Lotter et al. 2018; Molebash et al. 2019）。當學生進行科學探究解決科學問題時，會產生一種主動且動態思考的歷程，教師引導學生進行探究，學生便可在此歷程中主動建構科學知識，培養出科學探究技能與解決策略，體晤科學家建構知識的過程（羅淑瓊、林曉雯 2012）。

  

（一）5E教學模式（5Es Model）

  5E教學模式（5Es Model）是Bybee（2002）根據Bransford、Brown和Cocking等人在How People Learn（2000）一書中，三個有關學習的關鍵發現，指出一個可符應學習關鍵發現的教學模式，屬於用於探究課程設計架構的教學法。5E教學模式，分別為：投入（Engage, E1）、探索（Explore, E2）、解釋（Explain, E3）、精緻化（Elaborate, E4）、評鑑（Evaluate, E5）共五個階段。

  

（二）5E教學模式各階段教學策略

1. 參與（engagement）：教師連結學生的生活經驗或先備知識，設計提升正向學習態度的教學活動，並提供矛盾事件（discrepant event），引起學生認知失衡。

2. 探索（exploration）：教師創造以學生為中心學習環境並提供學習任務，鼓勵學生發展假設，並發展驗證假設的行動，可以幫助學生在內容和他們的文化之間建立現實生活中的聯繫，提升學生學習動機。

3. 解釋（explanation）：教師鼓勵學生發表概念理解或應用歷程技能的成果，伺機介紹新概念、澄清錯誤概念，以達穩固的學習效果，並有助於加強認知基模的記憶。讓學生提出問題，鼓勵學生進行批判性提問和討論，激勵學生成為學習的積極參與者。

4. 精緻化（elaboration）：教師使用包含來自不同文化的故事和觀點課堂材料設計概念延伸活動，給予學生應用或擴展新概念的機會，教師將所有學生的生活經歷、文化和社區融入到學習環境中。

5. 評價（evaluation）：在「評量」階段，教師透過形成性或總結性評量，用以監控學生的進步程度，給予學生學習回饋；並鼓勵學生也給予教師回饋，提供檢核教學行動的參考。

  

III. 課程設計與概念

  

  108學年度開始實施108課綱，以學習重點作為課程設計的依據，學習重點包含學習內容與學習表現，其中學習表現架構表包含：科學認知、探究能力，以及科學的態度與本質三個項目（教育部 2018）。如何依據此三個項目的學習表現有系統地呈現於教學，是科學教學設計的重大挑戰。其設計概念與歷程說明如下：

  本研究以108課綱的學習表現為依據，運用符合學習理論之5E教學模式，本研究針對排灣族的〔五年祭傳統祭典－刺籐球〕主題課程，藉由學習傳統祭典五年祭槓桿原理的科學概念，進行教學設計。

  將排灣族的傳統祭典－五年祭刺籐球融入國小六年級槓桿定裡的觀念，讓學生體會科學在文化中的妙用，確實增進學生對於槓桿定理單元概念理解與學習興趣，培養學生歸納推理的能力。

  

一、排灣族文化─五年祭刺球

  「刺球活動」是排灣族五年祭/maljeveq儀式中相當重要的活動，每五年一次在部落間輪流舉行著，是結合各種祭典儀式花費長時間舉行的祭典，是祈求平安感謝排灣族祖靈的隆重儀式。每年小米收割以後，會舉辦收穫祭感謝造物主豐富恩賜。直到第五年的收穫祭，要舉行五年一次的眾靈祭。

  

刺球活動所使用的刺球竿/djuljat，是事前在山中挑選所需要的竹子當做刺竿，竹子彎曲之處則需用火烤加以矯正，把大、小兩根或是大、中、小三根竹子接合起來，總長約為四、五十尺（約十五公尺）。至於刺竿的數量，有些部落自古以來就是固定的，但也有些數目並不固定。（李恩賜 2003：20）

  

  刺球稱之為qapudung，使用相思樹樹皮或葛藤蔓纏繞而成，直徑大約是五寸，為數四至十數個，每個祭團的數量不一。這些球都各自賦予名稱，例如粟種、芋種、獵獸、家畜、敵人、健康，然後把這些球高高地拋向天空，在它落地之前用刺竿刺擊，意為接住從天而降的各種幸福。原始的刺球活動訴求意義是為祈求五穀糧食豐收、獵物的源源不斷，以及個人、家庭與部落平安幸福，相傳是古時排灣族訓練年輕武士的方法之一（田哲益 2002）。

  

二、刺球祭竿的科學原理

排灣族的祖先很有科學智慧，操作刺球祭竿所使用的科學原理是槓桿原理，最長的祭竿45尺（15公尺），與地面接觸造成一個1：7.5的力臂 （2公尺：15公尺）。這代表著刺球活動時，上面1公斤重的力，坐在台上的勇士需75公斤重的力去刺（見圖2）。因此會發現刺球台上的勇士一直無法適當地控制刺球竿，更不用說如何精準刺中藤球，因此這種五年祭的刺球活動其實是相當費時費力。（高慧蓮等 2014：66）

  

圖2　五年祭祭竿槓桿定理說明圖

（圖片來源：游雪雲繪圖）

  

  生活中的槓桿，基本上由支點、施力點和抗力點所組成，不同的工具，其施力點、支點和抗力點位置可能都不同，依據支點不同，可以分成三種類型的槓桿，排灣族文化中五年祭的刺球活動，所使用的祭竿是屬於第三類型槓桿，施力點在中間，支點較靠近施力點，為費力情形。

  總之，在文化回應教學面向，教師應該瞭解原住民族學生行為背後所彰顯的文化意涵，將學生的文化差異背景融入教學準備與實施的設計與方法，期能在多元文化的學校情境中，採取符合多元族群特性的教育活動，營造有利於學習的機會，並進一步促進學習的發展。教育是百年大計，唯有尊重原住民族學生的多元文化背景重要性與效能，從基礎教育中扎根，實踐文化回應的正向力量。

  

三、研究設計流程

  

（一）研究方法

  本研究採個案研究法，研究對象為屏東縣一所原住民族國小，20位六年級學生。教學者即為研究者是一名漢族教師，教學經驗共十五年，多在都會區教學，原鄉教學經驗僅有一年的自然科學背景教師，在研究過程同時擔任課程設計者、教學者；為增進研究的效度，教學過程中同時安排一名研究參與者（部落耆老，熟悉排灣族的文化教師），提供教學者在教學上的建議及回饋意見，以利教學者持續修正教學技巧及研究方向。研究資料之搜集，包括：教室觀察錄影、文件分析（訪談）、研究者札記、教學參與者的教學建議回饋，並輔以一份學生的課程學習單（附件一）。

  

（二）資料收集與分析

1. 研究者反省扎記

  研究者以排灣族的傳統祭典-五年祭刺籐球，融入國小六年級槓桿定裡的科學探究教學活動，進行教學活動時，研究者的資料以T表示。在每節課教學活動後，紀錄自己對該次教學活動看法及所發現問題，進行自我反思與理解，札記的資料以JT表示，後面四位數字表示日期。

2. 團體分享與討論

  對所有學生作團體訪談學生對每個教學主題的科學概念、五年祭活動的看法，由於研究者非研究個案學校之教師，對於個案學校的學生情況不清楚，且考量到學生羞怯的心理因素，希望學生能夠經由同儕間的刺激，激發其想法，因此本研究的採用團體訪談法，團體分享與討論資料以TR表示，後面兩位數字表示學生學號，與學生做二~三次的整體性的訪談。

  

IV. 分析與討論

  

  本研究以排灣族文化中的五年祭刺籐球為目標，5E探究科學讓學生認識槓桿定理的基本原理，瞭解刺球桿的施力點、抗力點、施力臂與抗力臂；在數學方面應用比例的計算概念，瞭解如何產生省力、費力的現象。

  

一、科學探究教學成效

  

（一）科學探究的實證

  在教學活動四，提供不同常用的日常用品，透過探究活動讓學生進行討論，學會找出日常用品的槓桿定理。

  

T   ：小朋友，從老師帶給你們的日常用品中，你發現了什麼？

TR07：我們常用的的工具。

TR02：使用科學定理。

T   ：小朋友，沒錯，你們說得很好，所有的工具都是利用槓桿定理設計出來的常用工具，還有呢？

TR13：都有支點，施力點和抗力點。

T   ：小朋友，每一種工具都有嗎？

（大家異口同聲都說有）

T   ：每個工具的三個點位置相同嗎？

TR11：不是每個工具的三個點都一樣。

T   ：好，大家都很棒，你們觀察很仔細。

TR02：有的支點在中間、有的抗力點在中間、有的是施力點。

TR18：剪刀的支點在中間位置。

  

  在進行科學探究教學後對學生進行團體訪談，從學生的訪談可以發現，學生對於槓桿定理認知是日常使用的工具中很重要物品，存在於日常生活中。

  

（二）動手操作實驗對學生具吸引力

  在研究者的教學反省札記有以下的紀錄：

  

科學探究教學活動以參與（engagement）、探索（exploration）引發學生的解釋，進而觀察到現象是否正確，在這次教學實施上，學生對於日常生活中使用的用品可以觀察出其中的槓桿定理，並分辨出支點、抗力點與施力點的位置，可以達到探究教學的精神，達到仔細認真、用心觀察、解釋和歸納的教學目標。給予學生具體有生活化的物品，在動手操作中這樣的經驗比較容易引起學生注意，也符合5E科學探究教學活動的的教學重點，透過科學現象的引導，激發學生的興趣。（JT0911）

  

二、科學探究教學中看見學生學習的樂趣與排灣文化連結

  探究學習有一個重要因素，經歷過去沒有過的學習，從中體驗學習並從中釐清科學原理，在教學活動五，教師進行「槓桿定理」探究活動，由學生動手操作體驗科學的趣味。

  

TR18：玩槓桿遊戲很有趣。

T   ：在礦泉水是砝碼和木棍的槓桿遊戲中，看到什麼？

TR05：有時候會平衡，有時候不會。

T   ：平衡時，你觀察到什麼？

TR05：支點在中間時，兩邊的礦泉水砝碼一樣多時，我們放進去五瓶水，這時候施力臂和抗力臂距離相等，兩邊會平衡，不會頃斜。

T   ：平衡時，發現了什麼？

TR18：當施力×施力臂＝抗力×抗力臂。

T   ：五年祭的祭竿的科學原理與這一堂課有關，讓我們一起去找一找祭竿的施力點、抗力點和施力點。

  

  從學生的訪談中，可以看到原住民生活經驗中的題材，需要根據一種探究學習模式予以建構，才能發展成為具有文化經驗的教材，探究教學模式開啟學生的經驗，邁向探究與驚奇發現的學習。

  

三、提供以文化回應教學為科學探究課程的的好處

  學生在從事科學活動時會一起動手操作、互相分享討論不同的觀點，在此過程中，學生還了解他們之間的文化異同，以及其他人如何看待科學和使用科學知識，這些觀點與我們希望學生在科學課堂上發展的基於探究的實踐互相聯繫。由訪談暨操作探究實驗結果（見圖3）中學生分別提及了文化回應與探究的課程想法：「這次五年祭刺藤球居然跟自然科學有關，老師還讓我們自己動手操作去找出施力點、抗力點和支點，實在太有趣了。」（TR01）；「從結果去探究槓桿定理哪一類是省力？哪一類是費力？哪一類是省時？都跟五年祭有關。」（TR10）；「今天透過實驗了解槓桿定理，也了解其中三個名詞：支點、施力點和施力點的位置都不同，也要使用不同力氣，我們祖先的五年祭的祭竿也跟這個有關係，這是我以前根本不知道的事，還以為部落勇士刺中福球的技術一定很厲害，這跟老師上課中的槓桿定理有關係。」（TR18）

  在學生學習科學時建立種族、民族和語言聯繫的課程使科學更有意義、更吸引人。其次，科學課堂是培養積極認同探索的理想場所。這對於原住民族學生參與科學變得很重要。最後，在學習科學方面，在與他人合作解決問題、討論想法和挑戰想法時，要注意責任、尊重和價值觀。以具文化相關或回應教學的方式教科學包括將學生的家庭經歷與課程聯繫起來，將現實世界的問題嵌入課程中，以及使用與學生的經歷相關的例子。

  

四、以文化回應教學與探究科學課程的結果

  來自國定課程的明確規定，科學課程通常不會以文化融入方式文化，因此教師需自己修改、添加和調整課程滿足學生需求、以探究式教學和結合文化回應的教學和探究（見圖3），當學生提出他們的問題時，學生以有意義和賦權的方式參與科學時，他們會更加投入。

  參酌學生的心得及晤談資料發現：

1. 五年祭祭竿科學探究的活動，有許多豐富的課程且強調多元，讓學生在做中玩、從玩中學，傳統祭典融入科學探究活動的趣味性與統整性能促進活動過程，提升其科學興趣與自信。

2. 學生認為在五年祭祭竿科學探究教學之後，學習成效良好，對於科學的知識有更清楚的理解，例如同學的心得：「我覺得這次的活動很好玩！我學到了有關很多自然的新知識，讓我獲益匪淺。」（TR03）；「我學了很多，像是祭竿的長度、功能、槓桿定理是如何形成，知道這些讓我對科學愈來愈有興趣，科學運用在日常生活中，讓我覺得五年祭又神祕又好玩，如果下次還有這種活動我一定要參加。」（TR15）

3. 從學生期待參與祭典興奮的心情，發問的問題增多，同學間辯論的熱絡氣氛等，都可以看得出來：學生喜歡實際動手參與做科學探究的學習。從活動過程中，學生不但感受到科學探究課程是一個不同於以往課程的經驗，並覺得課程的內容包含範圍廣泛且與生活相關，例如學生表示：「在這次活動中，我覺得很有趣，因為一個自然現象能用非常多的方法來解釋。像是祭竿的支點、抗力點和施力點的位置，形成抗力臂＞施力臂，產生費力結果，這種現象原來我們生活中有很多，只是都沒有發現。」（TR06）；「透過這次的活動，我會更細心地去觀察生活中的各種現象，原來自然科學還挺有趣的，所以這次的活動，不僅讓我大開眼界，也對自然科學更有興趣了。」（TR11）

  當教師考慮在他們的教學和課程中實施文化回應教學時，沒有「一刀切」的方法。因此，開發科學課程的創造力，同時關注學生的知識和身份，使這些方式的教學對教師和學生具有創造性和吸引力。

  

圖3　學生自己動手操作槓桿科學實驗情況圖

（圖片來源：游雪雲攝，2015）

  

V. 結論

  

一、在文化回應教學方面

  在文化回應教學方面，教師應該瞭解原住民族學生行為背後所彰顯的文化意涵，將學生的文化差異背景融入教學準備與實施的設計與方法，期能在多元文化的學校情境中，採取符合多元族群特性的教育活動，營造有利於學習的機會，並進一步促進學習的發展。研究者認為文化回應教學並不只是一種教學方法，而是一種對待學生的態度以及重新定義教師與學生角色的動力，更是一種學校改革的工具與增能的機制，它適用於不同類型的學校，所有的學生都能從此種教學中獲益。

  

二、在科學探究學習方面

  現今我國108課綱強調在進行課程設計及實際教學時，應包含以探究為主的教學策略，我們可以瞭解科學探究能力的培養，已經成為我國學習科學教育重要課題；讓學生如同科學家般在自然真實的情境中學習科學，還有許多近代發展的課程皆是強調讓學生像科學家一般在真實情境中學習，科學學習進行的模式以探究為主。學生的學習必須發生在自己生活周遭所發生或是所經驗與體會的事件，激起學生學習的興趣，進而探究科學知識或做決策並解決問題。進行科學學習時，要注重學生的實際生活世界，從真實情境面進行自然課程學習，避免只有強調實證科學，導致科學學習的危機。此外，從認知心理學的研究發現，在認知學習的基礎上，依照蘇聯心理學家Vygotsky的文化歷史觀，正符應個人在真實情境中學習才是真正的學習，真正的學習在社會文化脈絡下運作產生，因此，個人的學習與文化認知密切不可分（Vygotsky 1978）。原住民族學生成長的自然、地理、社會文化環境中，富含著原住民族學生學習科學所須的資源，原住民中小學科學課程與教學必須提供機會，讓原住民族學生在其生長所在的社會與地理環境中學習科學，以原有的世界觀對與教學單元相關的自然現象進行詮釋，同時導入相關科學理論中的自然現象，透過教學單元中的科學概念知覺，達成科學學習。因此，原住民族學生的自然不是透過教科書或是教學影帶的觀賞，研究者認為學生會顯現出強烈的「文化傾向」，出現在周遭的行事方式，具有相當的敏感性，並且渴望習得，學校應為原住民族學生提供今日世界真實情境學習，從日常生活中建構知識，也形成社會實體。

  

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【附件一：學生學習單】

  

　　　　　　　　　我是部落的小勇士

圖片說明：刺球臺上的練習的排灣族小勇士們，手持刺球祭竿競相練習刺中受過祭司祝福的藤編祭球。

（圖片來源：朱自強攝，2015）

  

一、選擇題：

（　　）1. 目前排灣族還有舉行盛大五年祭祭典在那裡？
（① 萬安　② 義林　③ 古樓　④ 瑪家）村。

（　　）2. 排灣族負重比賽的小米重量大約多少公斤？
（① 150　② 200　③ 250　④ 350）公斤。

（　　）3. 排灣族負重比賽時，比賽勇士的肩膀上的力矩如何計算？
（① 作用力＋力臂　② 作用力－力臂　
　③ 作用力×力臂　④ 作用力÷力臂）

（　　）4. 排灣族五年祭祭典中央刺球臺上的竹竿設計根據什麼原理？
（① 慣性原理　② 槓桿原理　③ 作用力原理　④ 反作用力原理）

（　　）5. 排灣族五年祭祭典中，勇士們刺中福球的機率？
（① 靠運氣　② 50%　③ 70%　④ 100%）

（　　）6. 日常生活中的工具，哪一項不是應用槓桿原理？
（① 夾子　② 剪刀　③ 斜坡　④ 開罐器）

  

二、簡答題：

（一）從這個單元學習，請問排灣族原住民五年祭共有那些「槓桿定理的應用」？

  

  

  

（二）上完這幾節有關「槓桿」的自然課，你的想法或收穫是什麼？請寫下來：