學習階段

認知能力描述

第五學習階段

（必修）

本階段課程可較大幅放入微觀、運算與理論推導的層次，並建立科學模型的系統性思考方式。學生學習從日常生活經驗、科學報導或實作中找出問題，根據問題特性、設備資源、期望之成果等因素，運用簡單的科學模型、理論與儀器等，進行自然科學探究活動，進而發表探究的成果與提出合宜的問題解決方案。並能以合乎邏輯的方式描述自然科學活動的主要特徵、方法、發現、價值和限制，進而透過討論理解同儕的探究過程和結果，且提出合乎邏輯的解釋或意見。

項目

子項

第1碼

科學認知

對應相關學習內容，區分記憶、了解、應用、分析、評鑑、創造六個層次。

探究能力

思考智能（t）

想像創造（i）

ti

推理論證（r）

tr

批判思辨（c）

tc

建立模型（m）

tm

問題解決（p）

觀察與定題（o）

po

計劃與執行（e）

pe

分析與發現（a）

pa

討論與傳達（c）

pc

科學的態度與本質

培養科學探究的興趣（ai）

ai

養成應用科學思考與探究的習慣（ah）

ah

認識科學本質（an）

an

課題

跨科概念

主題

次主題

1.自然界的組成與特性

物質與能量（INa）

物質的組成與特性（A）

物質組成與元素的週期性（Aa）

物質的形態、性質及分類（Ab）

能量的形式、轉換及流動（B）

能量的形式與轉換（Ba）

溫度與熱量（Bb）

生物體內的能量與代謝（Bc）

生態系中能量的流動與轉換（Bd）

構造與功能（INb）

物質的結構與功能（C）

物質的分離與鑑定（Ca）

物質的結構與功能（Cb）

生物體的構造與功能（D）

細胞的構造與功能（Da）

動植物體的構造與功能（Db）

生物體內的恆定性與調節（Dc）

系統與尺度（INc）

物質系統（E）

自然界的尺度與單位（Ea）

力與運動（Eb）

氣體（Ec）

宇宙與天體（Ed）

地球環境（F）

組成地球的物質（Fa）

地球與太空（Fb）

生物圈的組成（Fc）

課題

跨科概念

主題

次主題

2.自然界的現象、規律及作用

改變與穩定（INd）

演化與延續（G）

生殖與遺傳（Ga）

演化（Gb）

生物多樣性（Gc）

地球的歷史（H）

地球的起源與演變（Ha）

地層與化石（Hb）

變動的地球（I）

地表與地殼的變動（Ia）

天氣與氣候變化（Ib）

海水的運動（Ic）

晝夜與季節（Id）

交互作用（INe）

物質的反應、平衡及製造（J）

物質反應規律（Ja）

水溶液中的變化（Jb）

氧化與還原反應（Jc）

酸鹼反應（Jd）

化學反應速率與平衡（Je）

有機化合物的性質、製備及反應（Jf）

自然界的現象與交互作用（K）

波動、光及聲音（Ka）

萬有引力（Kb）

電磁現象（Kc）

量子現象（Kd）

基本交互作用（Ke）

生物與環境（L）

生物間的交互作用（La）

生物與環境的交互作用（Lb）

課題

跨科概念

主題

次主題

3.自然界的永續發展

科學與生活（INf）

科學、科技、社會及人文（M）

科學、技術及社會的互動關係（Ma）

科學發展的歷史（Mb）

科學在生活中的應用（Mc）

天然災害與防治（Md）

環境汙染與防治（Me）

資源與永續性（INg）

資源與永續發展（N）

永續發展與資源的利用（Na）

氣候變遷之影響與調適（Nb）

能源的開發與利用（Nc）

探究學習內容

實作學習內容

◎發現問題

基於好奇、求知或需要，觀察生活周遭和外在世界的現象，察覺可探究的問題，進而蒐集整理所需的資訊，釐清並訂定可解決或可測試的研究問題，預測可能的結果，提出想法、假說或模型。

觀察現象

‧從日常經驗、學習活動、自然環境、書刊或網路媒體等，進行多方觀察。

‧運用感官或儀器辨識物體和現象的特性。

‧依據時間或空間的不同以觀察物體和現象的變化。

‧推測所觀察現象的可能成因。

蒐集資訊

‧利用報紙、圖書、網路與媒體蒐集相關資訊，並判斷資訊來源的可靠性。

‧閱讀與理解資訊內容。

‧整理並提取適當的資訊。

形成或訂定問題

‧依據觀察所得，經由蒐集資訊、閱讀和討論等過程，提出適合科學探究的問題。

‧當有多個問題同時存在時，能分辨並選擇優先重要之問題。

提出可驗證的觀點

‧依據選定的問題提出想法、假說或模型。

探究學習內容

實作學習內容

◎規劃與研究

根據提出的問題，擬定研究計畫和進度。辨明影響結果的變因，選擇或設計適當的工具或儀器觀測，以獲得有效的資料數據，或根據預期目標並經由測試結果檢視最佳化條件。

尋找變因或條件

‧判定與研究問題相關的影響因素，並分析因素間的關係。

‧合理的預測探究的可能結果。

擬定研究計畫

‧依據所提出的問題，計劃適當的方法、材料、設備與流程。

‧應用或組裝合適的器材與儀器。

收集資料數據

‧正確且安全的操作器材設備。

‧設計適當的紀錄格式並詳實記錄。

‧有系統性的收集定性或定量的資料數據或檢視最佳化條件。

探究學習內容

實作學習內容

◎論證與建模

分析資料數據以提出科學主張或結論、發現新知或找出解決方案。發展模型以呈現或預測各因素之間的關係。檢核資料數據與其他研究結果的異同，以提高結果的可信度，並察覺探究的限制。

分析資料和呈現證據

‧使用資訊與數學等方法，有效整理資料數據。

‧依據整理後的資料數據，製作圖表。

‧由探究過程所得的資料數據，整理出規則，提出分析結果與相關證據。

‧比較自己、同學與其他相關的資訊或證據的合理性與正確性。

解釋和推理

‧由資料數據的變化趨勢，看出其蘊含的意義。

‧由資料數據顯示的相關性，推測其背後可能的因果關係。

‧根據探究結果形成解釋。

提出結論或解決方案

‧由探究所得的解釋形成論點。

‧依據證據提出合理的解決方案。

‧由探究結果形成結論、新的概念或問題。

‧檢核自己、同學的結論與其他相關的資訊或證據的異同。

建立模型

‧嘗試由探究結果建立合理模型以描述所觀察的現象。

‧察覺模型的侷限性。

探究學習內容

實作學習內容

◎表達與分享

運用適當的溝通工具呈現重要發現，與他人分享科學新知與想法，推廣個人或團隊的研究成果。

表達與溝通

‧適當利用口語、文字、圖像、影音或實物等表達方式，呈現自己或理解他人的探究過程與成果。

‧正確運用科學名詞、符號或模型，呈現自己或理解他人的探究過程與成果。

‧有條理且具科學性的陳述探究成果。

‧運用各種資源與他人分享科學資訊。

合作與討論

‧傾聽他人的報告，並能提出具體的意見或建議。

‧評估同學的探究過程、結果或模型的優點和限制，並提出合理的疑問或提出改善方案。

評價與省思

‧反思探究成果的應用性、限制性及改進之處。

‧對各類科學資訊進行評估與判斷，審慎檢視其真實性與可信度。

‧體驗科學探究重視實作經驗證據的使用、合乎邏輯的推論，以及探究結果的再現性。

‧了解科學知識是人們理解現象的一種解釋，但不是唯一的解釋。

課程名稱

中文名稱

（由系統帶入）

英文名稱

（由系統帶入）

授課年段

（由系統帶入）

學分數

（由系統帶入）

課程名稱

中文名稱

自然科學探究與實作課程B

英文名稱

Natural Sciences: Inquiry and Practice B

授課年段

一下

學分數

2

課程七大�跨科概念

□物質與能量　□構造與功能　□系統與尺度　□改變與穩定

□交互作用　　□科學與生活　□資源與永續性

課程屬性

跨科目請勾選：□物理　□化學　□生物　□地球科學 (複選至少2科)

師資來源

□校內單科　□跨科協同

課程七大�跨科概念

□物質與能量　□構造與功能　□系統與尺度　□改變與穩定

□交互作用　　■科學與生活　□資源與永續性

課程屬性

跨科目請勾選(至少兩科)：■物理　■化學　■生物　■地球科學

師資來源

□校內單科　■跨科協同

學習目標

​

學習目標

一、兼顧「直接的」和「間接的」學生學習成效。

1. 「直接的」學習成效 : 學生在透過適當提問的主題探討和實作活動，引導學生體驗科學實踐的歷程，循序建構高層次獨立思考及團隊合作的能力；

2. 「間接的」學習成效 : 提升學生成為具有科學素養並能理性積極參與公眾決策的未來公民，並達終生學習之效。

二、並重「認知的」、「情感的」及「動作技能的」不同向度之學生學習成效。

1. 著重科學探究歷程，完成發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享等四個主要項目。

2. 以生活中常見的主題為主，轉換成實際可進行操作的科學活動。

3. 培養學生學會將探究歷程、實作結果、結論、心得或省思記錄於科學筆記本，並將自己創新思維一併留下紀錄。

三、在下學期的兩個主題中，每個主題都有探究的四大學習內容（發現問題、規劃與研究、論證與建模及表達及分享）。為了訓練學生探究的綜合能力，每個主題都有八週的時間，且平均分配四大學習內容的時間。

教學大綱

週次

單元/主題

內容綱要

1

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2

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3

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4

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5

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6

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7

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8

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9

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教學大綱

週次

單元/主題

內容綱要

1

跨科概念：科學與生活(INf)-科學科技社會及人文(M)-科學在生活中的運用(Mb) 主題：鑑識／ 發現問題(I)

教師先詢問學生是否有鑑識的經驗?在什麼情況下會需要鑑識?讓學生分享他們的經驗。 �介紹指紋相關的基本知識後(明顯紋、成型紋 �潛伏紋)，讓學生去嘗試在不同情況、不同材質上面讓指紋呈現並紀錄。請學生發表他們所觀察到的現象。

2

主題：鑑識／ 發現問題(II)

請學生上網蒐集可以讓潛伏紋清楚呈現的化學配方，然後討論配方的變因有哪些?並且利用上一節課的暫時性結論，加上這週蒐集的資料，請學生寫下要讓指紋清晰的呈現，會跟哪些變因有關?並擬出可驗證的問題。

3

主題：鑑識／ 規劃與研究(I)

讓各組依據所探究的問題去設計實驗流程，並開始搜集做探究實驗所需要的材料(包括不同材質、配方濃度)，用課程的時間實際動手組裝，依據實驗流程開始架設實驗儀器。

4

主題：鑑識／ 規劃與研究(II)

接續上週，開始操作實驗並記錄相關的數據。使用正確的格式呈現數據，並從數據中得出自己組的暫時性的結論，並做簡單分享給他組。

5

主題：鑑識／ 論證與建模(I)

依據其他組別給予的建議，重新檢視之前的實驗步驟與結果，是否有疏漏或是不周詳之處，若有疏漏則針對需要改進部分加強。

6

主題：鑑識／ 論證與建模(II)

接續上週，若有初步結果，則開始討論自己組內的結果及暫時性的結論。開始撰寫並完成整組的ppt報告。

學習評量

​

備註

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學習評量

1. 形成性評量(60%):�以領綱公布之能力為本，用Rubric的方式訂定課程進行中的評量規準，作為老師課程進行中形成性評量的依據，並要求學生以科學筆記本作為學習成果的一部份。 �2. 總結性評量(40%): �(1)教師發展以素養能力為主的評量試題；模擬大考中心的研究試卷，發展出符合探究與實作領綱學習內容的試題。 �(2)以米蟲、鑑識為主題，擇一在期末完成研究報告。

備註

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參與的學科數

課程A+課程Ｂ

學校總數

4+4

5

3+(3以上)

4

2+(3以上)

4

2+2

26

2

1

跨科概念

課程主題的內容

交互作用

季節風場與發電量

物質與能量

發電量之探討

構造與功能

扇葉的角度、葉片數

科學與生活

學校耗電與發電量

資源與永續性

綠色能源之佔比