方案名稱：繪本與科學一起來玩
主要領域：自然與生活領域 次要領域：本國語文
參賽者姓名：楊志文、洪文徽、江秀玲、鍾信明、陳芝光
學校名稱：臺北市北投區文化國民小學
壹、創意教學背景說明
戴爾(Edgar Dale，1969)的學習金字塔(Cone of Experience)理論指出，學生若以單純「聽講」的方式學習，二周後學生還記得的學習內容只有20%，學習成效相當低落與有限。如果是老師示範，學生會記得50%；如果親自操作，學生會記得70%；如果將所學教給別人，學生則可以記得90%。詳見圖1。
這樣的概念投射在教學現場上則為「以學定教」之議題，即是教學型態不再以教學者單向式的講授為中心，而是以「學生」的學習為主體，教學者退居幕後，並依據學生喜歡的方式來決定教學者教學的方法，例如透過課堂中活動操作、分組合作、邊做邊學等學習形式，讓學生們由被動學習轉變為主動學習，引發學生對自然學科的學習興趣。
貳、創意教學創新策略
一、創新教學方法
本方案將繪本、思考和操作擴展到自然領域之中，企圖提供自然領域教學另一個可能的取向。首先，校內自然領域教師與臺北市立大學劉淑雯老師教學團隊研討之後，規畫成立「繪本與科學工作坊」，並決定以「用繪本教兒童科學」教學工具書為參考素材。分析該工具書內容後，經研討發現中高年級自然學習領域中「植物」主題極適合作為此探究的起點，故選定「小種籽」繪本，欲透過繪本教學所提出的情境與其所延伸設計出的有趣且具操作性的教學活動，藉以提升學生的學習興趣和學習專注。
本方案研發歷程採用Stephen Kemmis行動研究「螺旋」表徵。行動研究強調合作的重要性，在不斷的循環中驗證，具有互動的過程以及達到即時的效果，包括下列步驟：
(1)分析情境及研究問題：將教師自然學習領域的討論模式轉變為走向專業社群的成長需求。
(2)文獻蒐集研讀、討論及評估：「繪本與科學工作坊」採用繪本和思考操作融入課堂的策略，將自然領域教材知識與繪本內容加以分析整合後，選定康軒版五年級自然學習領域上學期「植物世界面面觀」單元，結合國外「用繪本教兒童科學」工具書中「小種籽」單元，編寫成一系列富閱讀旨趣、包含思考及操作性簡易實驗的學習活動。
(3)進行首次活動：第一次試教屬於共同備課討論功能，參與對象為工作坊的師長，教學者於領域時間進行試教並留下教學討論資料，根據專家建議修正調整教學後，再對學生進行教學。對學生的教學以觀課和議課方式於四個班級分別進行，教學後也進行師生訪談，並將觀察記錄和相關影音資料加以分析、檢討。
(4)評鑑及修正前次行動，再度進行行動：教學活動結束後整理相關資料，發現多文本閱讀的自然教學取向可以有效提升學生學習興趣與學習專注，故研究團隊再次選定新的主題，以可可冰繪本結合水的三態教學單元，由另一位任教自然領域的老師進行教學，持續研究與討論。接著又在次一學期持續選定卡夫卡變蟲記、六隻鳥之歌等繪本結合自然教學單元再度進行行動。
二、創意教學架構及實施步驟圖
三、創意教學活動內容及實施方法
主題單元一：小種籽(共三節課)
教學概要：1.故事分享：以問題讓孩子注意故事內容，呈現種子離開植物後的旅行過程與遭遇的困境。
2.種子搬家：以操作性的四個活動讓孩子在動手中得知種子/果實的傳播方式，最後加上材料改造與創作種子，到各個關卡再闖關一次。
3.小書製作：以書面的方式統整本活動科學概念。
4.小種子的研究：鼓勵學生從生活周遭採集種子，並在教室的種子種植站實際栽種與照顧種子。
5.果實與種子的探討：教師指導果實/種子的辨識難以從外型判斷，需由花朵的型態來辨識。
活動
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教學活動歷程
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教學評量
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一
、
故
事
分
享
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中生長嗎？植物的成長需要些什麼？
存？哪些地方不適合？
的過程與遇到的危險。
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思考推理
專心聆聽
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二
、
種
籽
搬
家
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種子闖關站1：用吸管吹你的小種子，它是否能透過風的帶動找到新的家
呢？
種子闖關站2：用襪子以「用手行走」靠近，小種子能依附襪子搭便車嗎？
種子闖關站3：將小種子放入水中，它是否能飄到更好的家呢？
種子闖關站4：利用回收再利用的材料幫小種子改造，讓小種子順利旅行。
2. 發下種子搬家記錄表，指導如何完成。
3. 發給每位學生一顆花生，各組進行種籽闖關站1-3，請學生完成任務後，將
結果記錄下來。
行改造，以幫助小種子順利旅行，接著再讓小朋友闖關。
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專心聆聽
動手操作
動手操作
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三、
種籽
小書
製作
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1. 發下種籽小書學習單，讓學生剪下後釘成一本。
2. 每組2-3本植物圖鑑，讓學生查出符合類型的植物名稱。並記錄在小書上。
3. 讓小小植物學家們為小種子的旅行設計出新的分法，並記錄在小書上。
4. 教師展示各種果實/種子實物，讓學生回答其傳播的類型。
5. 師生討論植物傳播的類型，並記錄在小書上。請學生帶回去著色，或查詢資
料作補充說明。
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詳實記錄
分組討論
思考推理
詳實記錄
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四、
種籽 種植
站
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種子，讓學生帶來種在塑膠杯裡，
2. 塑膠杯要貼上「什麼人種植的什麼果實/種子，以及日期」。
3. 一段時間觀察哪些種子發芽了、哪些失敗了？並探討原因。
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親手操作
思考推理
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五、
種籽 探討
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1. 果實與種子容易讓人混淆。
2. 教師指導果實/種子的辨識難以從其外型判斷，需由其花朵的型態及其功用
來辨識。
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思考推理
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教學反思：
「種籽搬家」需準備材料的種類眾多、布置時間也長，下次教學之前要確實將所有物品安排好，以使教學更流暢。在第二個班級實施時，改造種子後請學生拔下材料，以便下個班級使用。班上有許多同學反應要將成品留下來紀念，我同意了。雖然還要再去補充改造材料，但這代表學生喜歡他們的作品，似乎也透露著喜歡這個活動。
教學的第二節課請一些學生發表改造種籽的成果，其中有幾個男生運用槓桿的彈射方式傳播，教師感覺似乎高年級男生比較敢做出不同的東西出來。
在操作當中，教師從學生的表情就知道他們是樂在其中的。下次再進入「植物世界面面觀」單元時，可以再如法炮製，增加學生在自然課中操作、探索、體驗的真實經驗。
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主題單元二：可可冰(共四節課)
教學概要：1.故事分享：讓孩子由故事內容中了解到生長在不同地區的人，生活方式亦不同，但卻也會有相
互依存的關係。
2.製作可可冰：讓孩子理解冰塊加鹽後會讓溫度降低，使液態的可可變成固態的可可冰。
3.製作隔熱盒：透過討論的方式，激發彼此的想法，做出讓冰塊保存最久的盒子。
活動
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教學歷程
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教學評量
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一
、
故 事 分 享
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人們從已凍結的池塘或湖泊中取出冰塊，存放起來為夏季做準備。這些冰塊和其他貨物常常透過美國的縱帆船被送到聖多明哥，以便於交換可可豆和咖啡豆。在這可可與冰的交易過程中，間接的譜出了一段長距離的友情，一位來自聖多明哥的可可豆女孩和一位來自緬因州的冰女孩，他們分享了彼此國家獨特的氣候和文化。
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細心觀察
動手操作
專心聆聽
思考推理
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二
、
製
作
可
可
冰
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1. 發下巧克力牛奶，讓學生用五官來觀察。
2. 將巧克力牛奶倒入小夾鏈袋中約八分滿並密封。
3. 請學生觀察此混合物特性，如：液態的、冰冷的、塊狀的、會流動…等。
4. 在紙碗中先倒入少許冰塊並加一些鹽，將剛剛裝有巧克力牛奶的小夾鏈袋放
入紙盒中，再用冰塊填滿紙盒並加入鹽，將紙盒蓋蓋上。
5. 學生輕輕搖動紙盒5分鐘。
6. 當學生發現小夾鏈袋的混合物從液體轉變為固體後，即可取出小夾鏈袋享用
可可冰。
7. 請學生觀察可可冰的特性，如：固體的、甜甜的、冰冰的。
8. 歸納：老師在黑板上以表格整理出巧克力牛奶「結冰前」和「結冰後」的異
同。
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細心觀察
動手操作
細心觀察
動手操作
動手操作
動手操作
細心觀察
思考推理
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三
、
製 作 隔 熱 盒
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1. 重讀一遍可可冰的故事，要求學生注意書中的人使用了什麼方式來隔絕冰塊（雙層倉庫、木屑和乾草），和學生討論會影響融化的條件。
2. 教師拿出一塊冰塊，說明，如果沒有保護措施，冰塊很快便會融化。
3. 提供各種絕緣材料，如塑膠、鋁箔、紙屑和棉花球。讓學生試著設計一個可以「隔熱」的盒子，以便讓冰塊可以維持較長的時間不溶化。
4. 讓學生討論可行的設計方式，並在紀錄表上畫出設計草圖。
5. 發下兩塊冰塊，讓學生根據草圖完成冰塊隔熱盒，一塊冰塊放進隔熱盒中，另一塊置於燒杯中，沒有任何保護。
6. 一段時間後，打開隔熱盒，比較盒中的冰塊和燒杯中的冰塊的溶化情形。
7. 請各組分享他們的隔熱盒，教師加以總結。
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小組討論
細心觀察
思考推理
動手操作
比較差異
分享發表
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教學反思：
每一次的自然實驗課是孩子們最企盼的事，為什麼？可以「動手做」是一個最大的誘因。但是，如果再加上「動口吃」，孩子們的學習動力每一個人都是破表的。「可可冰」繪本所提供的實驗觀念，孩子在之前的課程內容中都已學過，不過，這些概念都分散在各單元中，「可可冰」把這些概念整合起來，變成吸引孩子目光的動人篇章。
上課時，為了讓他們更了解緬因州與聖多明哥島的地理位置，我舉了北海道與菲律賓的相對位置來比較，學生的眼神告訴我，效果並不好。於是我了解了，教學目標要明確，簡單明瞭，他們就容易吸收。多餘的，都只是畫蛇添足而已。
另一方面，不得不讚嘆「可可冰」這本書，除了自然科學外，它還包含了許多層面：地理、歷史、種族、語文…，每一個層面都能單獨引申出豐富的概念與活動，可可冰也不過是最鮮明的那一環罷了。
在這次的教學中，我看到了孩子專注的眼神，每一個人都能聚焦在故事內容上，每一個人都能盡情的實驗，充分的討論，還有，愉悅地享用他們自己親手做的可可冰。
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可可冰封面
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製作可可冰 1
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製作可可冰 2
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製作可可冰 3
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學生製作的隔熱盒
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隔熱盒設計發表
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打開隔熱盒
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觀察冰塊融化的情形
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主題單元三：卡夫卡變蟲記(共二節課)
教學概要：1.故事分享：以小男孩一早醒來發現自己變成蟲的繪本讓孩子注意故事內容，去呈現昆蟲的生活與人們平日的習性有許多的不同。
2.做一隻蟲：以可食用的餅乾、糖果等材料讓孩子在動手中得知昆蟲的身體部位，創造出一隻「蟲子」，然後在檢核學習單上確認每個部分都沒有遺漏，最後就可以享用他們的蟲子點心。
3.步行蟲認識：以本書中出現的步行蟲為例，進行加深加廣的認識，並探討步行蟲適應環境的獨門功夫。
活動
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教學歷程
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教學評量
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一
、
故
事 分
享
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1. 觀察甲蟲：每一組發1隻甲蟲盒，讓學生用放大鏡觀察。
2. 變成一隻蟲:如果你某天早上發現自己變成了一隻蟲，家人會有哪些反應？
變成蟲之後的生活那些事情會變得簡單、那些會變得困難？並在紙上說明。
3. 故事預告：接下來要說的故事，是關於一個男孩某天睡覺醒來，忽然發現自
己變成了一隻蟲，以及生活上的改變。請孩子注意他變成了哪一種蟲？
4. 故事分享：播放「卡夫卡變蟲記」簡報檔，教師講述小男孩變成蟲的過程與
遇到的事情。
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細心觀察
思考推理
專心聆聽
比較差異
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二
、
做 一 隻 蟲
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1. 將昆蟲身體部位檢核表發給學生一人一張，並複習昆蟲身體的主要部位。
2. 發給每組學生一袋裝有製作蟲子材料的塑膠袋，並提供背白紙作為製作蟲子
時的檯面。
3. 讓學生們去創造一隻「蟲子」，這隻蟲子需擁有清單上所列出的每個身體部
位，並讓他們使用蛋白糖霜來當作黏著劑。
4. 讓每位學生一一地指認出他們自製昆蟲的各個身體部位，並讓學生透過活動
單的第一欄檢查是否有遺漏。
5. 當老師確認過並在活動單確認欄做記號後，學生們就可以享用蟲子點心了。
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親手操作
自我檢核
教師確認
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三
、
認
識
步
行
蟲
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2. 步行蟲歸納：師生共同討論步行蟲如何、覓食、適應環境以及求生存的策略。
3. 回家作業：學生搜尋步行蟲圖片，將步行蟲適應環境的獨門功夫歸納在自然
筆記上。
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專心聆聽
思考推理
資料蒐集
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教學反思：
引起動機的5分鐘觀察甲蟲讓學生驚叫聲連連，頻頻驚訝地說「是活的耶！」讓一開始上課的氣氛就很熱烈。這些甲蟲是向熱中飼養的學生商借的，尤其6盒昆蟲中有1盒的金鍬已經分屍了、另1盒的昆蟲屍體長滿了白色的黴菌，更是讓學生嘖嘖稱奇。
之前的班級都是將準備好的食材放在準備室，要使用時再拿給學生；509則是一開始就將六份食材放在教室的大講桌，學生一進教室，聞到味道、看到餅乾，就開始期待這堂不同以往的課程了，學習的精神更為高亢。所以，先擺出食材能產生「催化學習」的效果，這倒是始料未及的了！
從學生的成品可看出對簡單的昆蟲構造其實還是有許多迷思概念的。教師請學生完成作品後，除了要自行勾選學生檢核表，教師也再勾選教師檢核表進行再確認。最後請學生將作品陳列在大講桌，就作品的迷思之處再予以一一討論或指導，以形塑正確的科學概念。(過程中可看出小男生對昆蟲的認識比小女生好得多)
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卡夫卡變蟲記封面
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觀察甲蟲構造
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用餅乾糖果做昆蟲
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學生作品
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主題單元四：六隻鳥之歌(共二節課)
教學概要：1.投入階段：教師播放「六隻鳥之歌」繪本電子檔並講述故事內容。
2.探索階段：進行「尋找聲音」及「唱歌的貓頭鷹」讓學生發現震動不同的物體會產生不同的聲波、音調的高低以及音箱在聲音傳播上的功效。
3.解釋階段：聲音是藉由物體震動而發出的；聲音的音調可以藉由改變震動的速率而改變；音量太大或嘈雜刺耳的聲音，讓人覺得不舒服的聲音稱為「噪音」。
4.精緻化階段：將「吸管笛子」剪短，使得空氣柱更短，振動頻率更快，音調更高。讓學生歸納出「空氣柱長，聲調低；空氣柱短，聲調高」的結論。
5. 評量階段：運用管樂器(直笛)、打擊樂器(木琴)、弦樂器(吉他)空氣柱的長短，讓學生實際判斷聲音的高低變化。
活動
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教學歷程
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教學評量
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一
、
故
事
分
享
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小女孩是怎麼找到方法幫助她的笛子創造美妙的聲音。
傳遞嗎？」
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專心聆聽
思考推理
遊戲活動
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二
、
尋
找
聲
音
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生一人一個瓶子，除非老師指示，否則不能打開。
聽對面三個人的聲音，看看哪個瓶子的聲音和自己手上的瓶子是相同的。
3. 當學生覺得找到了擁有相同瓶子的夥伴時，讓學生與他的夥伴回到自己的座
位。活動將進行到教室內的每個人都找到與自己發出相同聲音的瓶子為止。
4. 接著請學生打開他們的瓶子，看看自己和伙伴的瓶子中是否放了相同的材
料。
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親手操作
細心觀察
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三
、
唱
歌
的
貓
頭
鷹
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1. 將貓頭鷹活動紙複印在卡片上並發給每位學生，讓他們著上顏色後剪下。
2. 在紙杯的底部中心鑿穿出一個洞。
3. 指導學生們將大約兩尺長的線穿過杯子，並讓現在杯子裡面及外面各留有一
半的長度，最後再將杯子外的線緊緊綁在迴紋針上。
4. 輕輕地將線拉緊，讓迴紋針能緊靠在杯子底部的外面，並使線不被拉出。
5. 用膠帶將貓頭鷹固定在杯子底部的外面，貓頭鷹已經準備好要啼叫了！請學
生們先將手指頭弄濕，再輕輕地用手將繩子往下拉，或迅速地用力拉。
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動手操作
動手操作
動手操作
動手操作
細心觀察
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四
、
觀
念
歸
納
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1. 從上課的操作發現：聲音是藉由物體震動而發出。
2. 音調可以藉由改變振動的速率而改變。
3. 音量太大或嘈雜刺耳的聲音，讓人覺得不舒服的聲音稱為「噪音」。
4. 日常生活中，要體諒他人，減少噪音之干擾。
5. 噪音以音量為管制依據，單位為分貝。
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思考推理
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五
、
吸
管
笛
子
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剪掉兩角以形成一個尖端。當學生們捏住尖端並放入他們的嘴裡吹時，吸管將會發出聲音。
2. 多幾次的練習，學生們熟練要如何使他們先前剪掉的吸管發出聲音。
3. 如果吸管被剪得更短一點，會發生什麼事？推測完畢，讓學生們剪去三分之
一的吸管然後再吹一次(聲音會變得更高)，接著再猜猜看，如果吸管再被剪
去三分之一，會發生甚麼事？(吸管越短會造成振動的頻率更快，讓聲音更
高)。
4. 歸納：空氣柱越長音調越低；空氣柱越短音調越高。
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動手操作
動手操作
思考推理
動手操作
思考推理
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六
、
聲
音
的
高
低
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孔時，空氣柱長，聲音較低；少按幾個笛孔時，空氣柱短，聲音較高。
擊較短的木片時聲音較高。
一條弦上不同的位置，用相同的力量彈撥，弦的長度越長，聲音較低；弦的長度愈低，聲音較高。
4. 評量：學生能以空氣柱的長短來判斷聲音的高低。並分別找出管樂器、弦樂
器、打擊樂器聲音高低變化的規則性。
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動手操作
動手操作
動手操作
思考推理
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教學反思：
此次的課程設計採用5e教學環的設計，意即包含了投入、探索、解釋、精緻化、評量5個階段的活動，期望能帶給學生更多面向的學習，透過動手做的活動，讓學生在課堂中主動探索，並進一步的建構新的概念。
探索階段「唱歌的貓頭鷹」中，原先設計學生將釣魚線綁在牙籤上，這個動作對學生來說是困難的，紛紛尋求教師協助，教師就綁了四組的釣魚線，而且操作時還遇到釣魚線鬆滑需重綁的狀況。所以教師將牙籤再改回迴紋針，學生綁釣魚線時將較為容易。操作後，大部分學生都發現了滑動快時音調較高、滑動慢時音調較低的差別。
解釋階段的「觀念歸納」學生都能容易的回答出教師預設的概念。教師猜想或許聲音的相關概念對國小高年級學生來說是簡單的。
精緻化階段「吸管笛子」學生剛開始頻反映吸管吹不出聲音，可先指導學生吸管二個角剪小一點，比較容易吹出聲音，而且吸管一定要先壓扁一點，讓吸管產生震動才行。當有學生吹出聲音出來，大家都受到了激勵，更努力的吹。而後有人反映頭有點暈，教師即勸他先休息一下，不要太用力吹，以免腦部壓力太大造成傷害。之後的吹奏「小星星」樂曲難度較高，大概只有音樂老師的專業音感才能找的出整組音階，所以放棄不操作了。最後的空氣柱長短與音調高低的歸納，學生的反應相當準確。
評量階段「聲音的高低」學生操作直笛與從音樂教室借來的木琴、向信明老師借的吉他，用實物來比較音調高低的不同，學生都能輕易的找出管樂器、弦樂器、打擊樂器音調高低變化的規則性。
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六隻鳥之歌封面
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尋找相同的聲音 1
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尋找相同的聲音 2
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唱歌的貓頭鷹
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學生回答問題
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製作吸管笛
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觀察直笛的發聲原理
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觀察木琴的發聲原理
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四、教學省思：
本教學活動將繪本結合多元又高操作性科學學習活動，以達到更高的學習效益，如同美國教育學家戴爾的學習金字塔所示，一開始先藉由教學者講述，搭配文學閱讀，再透過繪本製成的簡報檔學習視聽，然後透過學生親自操作任務以及分組討論，最後讓學生到講桌前面展示分享，以讓學生多方面學習。
而且，我們也發現閱讀繪本給予學生一個超越有限經驗、更加寬闊的世界，並豐富了他們的認知和想像，讓學生的學習更有意義。
此外，我們還發現多樣性的操作性教學活動不僅給學生不同的學習經驗，提高了學生的學習興趣，更強化了教師與學生之間的互動以及學生的課堂參與感與學習專注力。
每一次的教學，經由淑雯教授的指導，獲得最直接的成長；更難能可貴的是，教學團隊的每位老師，在看過夥伴的教學後，皆能給予鼓勵及建設性的意見，對教學者下一次的教學提供動力；而教學者在上課完也能寫下自己的教學省思，對自己的教學歷程有清楚的紀錄，使得每個夥伴的教學專業能力皆能獲得提升。
叁、創意教學成效評估（學生學習效益）
（一）辨知力：學生在親手操作的活動當中，對於科學概念的理解與比較更能深化為自己的概念。
（二）理解力：就算是較為抽象的物相變化、聲音音調、生態行為等科學概念，在繪本欣賞與多樣性實作
活動之中，學生更能理解新的概念。
（三）自信力：繪本對孩子是有吸引力的，操作性活動也是如此。當孩子們的學習是樂在其中的狀況下，
孩子對知識掌握的信心也得到增強。
（四）挑戰性：教師們在設計活動時，傾向交付孩子一些看起來容易、但做起來卻有一些難度的活動。比
如改造種籽、保溫盒製作等皆是如此，孩子必須融會課程的知識與發想的創意去挑戰，用
手做也要用心想。
（五）驗證力：針對物理現象、生物世界的推測與假說，都必須在實驗與實作中得到驗證，才能讓孩子建
構出自己的學習鷹架。
（六）正確性：運用繪本與高操作性的科學學習活動，產生多種學習刺激，讓不同學習偏向的學生達到高
正確性的學習效益。
（七）豐富性：具有開放性精神的操作活動，引導學生創造出迥異的作品，呈現多元多類的學習成果。
肆、關鍵詞
教學主題：繪本教學、科學學習
創意方式：親自操作、行動研究
創意成效：學習興趣、學習專注
伍、活動網頁
臺北市北投區文化國民小學/自然與生活科技領域社群/繪本與科學工作坊
