日前,臺北市政府工務局公園處在轄內六所公園試辦,設立三分鐘的盪鞦韆計時器,引發多方意見。而由社團法人臺灣親子共學教育促進會訪問一百位小朋友,詢問他們對於計時器的看法,如:

「為什麼不是用協調的?要玩的可以說或者問問對方還要多久?」小布,9歲

「難道他都沒想到別的方法,只能計時器嗎?想玩的抽籤也可以呀!」蓁蓁,6歲

「計時器沒有辦法讓人分享,計時器是拿來強迫別人的工具,人會拿計時器來警告別人。小孩沒辦法分享的原因可能是玩的不夠,盪鞦韆太少了,應該是要多蓋盪鞦韆。」(瀚瀚,10歲)

「小孩不是霸佔鞦韆,而只是想玩久一點。就像大人在玩手機的時候,如果你的老婆也想用,那個大人就會說我再玩一下下。不公平!大人為什麼就不用被計時器規定! 但如果大人願意被規定,也不能規定小孩,因為小孩被規定的事太多了,而且要做計時器的事也沒有事先跟小孩討論。」春尋,9歲

……等等眾多發言,都看得到小朋友心中童言童語,十分逗趣的觀想方式,網友們也紛紛分享。

而這一百位平均八歲的孩童,除了可愛逗趣之外,其中透露的創意和巧思,更令大人們大開眼界,小朋友並非一無所知,他們其實已有自己看待事情的思考方式,並能提出讓大人反思的純真想法。

高雄醫學大學人文與藝術教育中心洪瑞兒特聘教授,長期在教育體制中探索,研究臺灣各年齡層科技素養、參與情形及學習成效,並從教學現場中透過更有效能的教學方式,試圖激發學生的科學學習興趣,發現以「批判式探究教學」(Critique-driven Inquiry, CDI)方式,鼓勵學生養成深入思考與主動探究的能力,她認為:「小學的科學自我效能比國中高,因為還沒有被體制框架侷限住,社會化與環境壓力影響較小,可塑性、好奇心、探索欲、創造力都更活絡。」

洪瑞兒曾在教育場域的第一線教學多年,又四處走訪偏鄉與離島進行科學教育研究,推動「批判式探究教學」。
照片來源/洪瑞兒提供

研究顯示,學生的科學興趣從九歲之後一路下滑,直到高中才回攀。洪瑞兒說:「九歲是學習科學的黃金時期,若這時受到適性的啟發與培育,可以持續維持科學學習興趣、科學好奇心和創造力,之後比較不會受體制所限制,在科學學習表現受挫,可避免出現我們研究中所看到的科學興趣一路下滑。」

這個發現也符合國際學者的理論,九歲開始培養,日後批判思考與探究能力都能持續維持,較不會因內在興趣、外在環境等因素而消失。關鍵原因在於認知能力的發展,九歲恰好處於從具體運思期逐漸轉換至形式運思期的階段,對事物的理解開始跨越具體的表象,逐漸具備抽象思考能力。

科學興趣影響成人的思考與理解力

進入青春期的國中生除了面臨生理轉變,心理層面的發展也滿布荊棘。在尋找自我認同時,可能感到自卑、自我懷疑,又必須融入群體結交同儕。

升學壓力、家長和教師的約束要求、處處在比較中成長,這些都會降低學習興趣與批判能力。洪瑞兒感慨道:「愛發言的同學會被所有人惡意攻訐。國中生最怕的就是被同學笑,所以表達能力會受限,怕被排斥而不敢提出自己的看法。」

因此洪瑞兒團隊透過約定每個人都要輪流發言,避免同儕排擠或閒話,慢慢把學生的表達與解釋能力帶起來。她也強調國中小和50歲以上成人,是培養批判思考與探究能力關鍵年齡層:「公民素養是國家競爭力來源,尤其是四十歲以上的公民在社會上最有影響力,參與很多社會國家重要決策,如果他們有錯誤認知,會造成很大的危機。況且他們還很健康很活躍,所以需要有探究和批判思考能力,才不會做出錯誤的判斷和決策。」

「批判式探究教學」就像教導如何騎單車一樣,只要學會了就熟能生巧。若能在學校打好基礎,在成人出社會之後,便能運用批判思考與探究能力,持續關注各種科學、科技素養或公民議題,保持在專業領域與社會生活中的創造力。」

就像學會騎單車一樣,只要學會了「批判式探究教學」,就能熟能生巧。
圖片來源/pexels

由國際學生能力評量計畫(PISA)於2015年發現,臺灣學生在科學素養表現中「評量及設計科學探究能力」及「解讀科學數據舉證科學證據能力」都有待加強。洪瑞兒指出傳統教學以教師為主體,從上對下傳授知識、學生只是被動吸收的客體,狠背暗記的學習方式並不利於培養彈性思考和活用知識。尤其如今網路時代,可隨時獲取龐大的資訊,所以資訊判讀才是關鍵能力。

「有時候老師教得越多,學生學得越少,因為學習的責任都在教師身上。」洪瑞兒強調在大量資訊充斥的時代中判定哪些資訊真確可信、哪些資訊充足完備有無闕漏?才能具備新時代的競爭力。

批判式探究教學以提升批判思考與探究能力為主要目標,再加上師生教學的合作、溝通表達能力的訓練、科學興趣和態度的培養等等。洪瑞兒認為,給學生機會從教室中的客人成為主動者,讓學生自己尋找方法與答案,才能提升學習者探究與批判思考能力。

批判式探究教學實作與效益

洪瑞兒指出批判性思考(critical thinking)指兼用歸納與演繹能力進行判斷,有時候也會以『有效思考』指稱。

實際上該如何進行呢?洪瑞兒舉「紙花開了」的實驗為例,說明批判式探究教學的九個歷程。實驗利用毛細現象的原理,讓紙花在水上綻放。九個階段分別如下:

(一)分組提出研究主題,不能重複,例如做最大的紙花、開最快的紙花、多層次綻放等。
(二)小組提出初步計畫,例如紙花材質或摺法。
(三)小組內批判,討論製作方法是否可行,得出初步結論。
(四)小組初次修正研究設計。
(五)各組演示主題計畫,進行跨組別的批判。
(六)小組再次修改研究計畫,設計更精密的實驗。
(七)至少進行三次探究實驗,測試、蒐集、分析資料,以此為根據提出結論。
(八)各組演示計畫成果,進行最後的跨組批判。
(九)各組完成計畫,得出最後結論。

靈活運用批判式探究教學的九個歷程,讓學生在課堂上轉為主動學習的一方。
圖表繪製/李昀

洪瑞兒在國小與國中實施批判式探究教學介入。其中總能力最高的是國中組,因其年齡較長、認知發展較為成熟;進步最顯著的是國小四年級(約九歲),總分甚至逼近國中組。而且有批判式探究教學介入的組別,總分皆顯著高於未介入的對照組。

批判式探究教學能依照年齡與能力調整,例如七歲以下語言與認知能力尚未成熟,採用有趣的引導方式,培養興趣與好奇心;八、九歲開始具備較複雜的認知能力,可培養科學素養與探究能力;十歲以上能再加入較有深度的科學知識。

洪瑞兒說:「剛剛我提的九個歷程,國高中可以採用九階段、國小簡化成五個階段,幼兒園甚至可以更簡化為兩個階段,方法都可以調整。」除了批判與探究之外,刺激科學學習興趣和溝通表達、自己動手尋找答案的成就感,都能增強學習動機。

然而批判式探究教學也有限制,需要具備一定的溝通表達能力與知識基礎,害羞內向的孩子相較會不習慣。因此洪瑞兒採用異質性分組來彌補這些限制:「我們讓高、中、低能力的學生組成一組,依據前測能力表現,五人一組,一高兩中兩低,或兩高兩中一低,看班上程度。」這樣的分組,除了讓中高能力組學生都能提升能力之外,低能力組學生也可以藉由中高能力成員帶領一起進步。

批判性探究思考也能運用在社會、文學、歷史等學科,甚至一般日常生活之中,遇到矛盾衝突的情境中,蒐集資料並加以分析,考量各方面因素做出適當批判,找出最符合邏輯的論述,做出最妥當的結論或是抉擇。

紙花綻放實驗很適合親子遊戲,也可以說明批判式探究教學的九個歷程。
影片來源/Tina禾 授權轉載

「我們要教學生適當的批判,正面負面都想一些,找出最符合邏輯的結論。」洪瑞兒舉例:「像『世風日下,人心不古』這句話就有批判空間,過去的人心都很古嗎?這句話的意涵是認為古代人比現代人純樸善良,但真是如此嗎?我們可以進行探究。」

2018年洪瑞兒等人曾以18~70歲的公民為對象,調查公民科技素養概況,發現低素養、低興趣組的人數最多,其中又以女性比例較高。

「一般人的科學素養能力,大概在大學畢業後的20年間較好,之後就開始降低。但生也有涯,而知也無涯,所以50歲以上,特別是科技素養和批判思考能力提升,是我們未來的重點。」洪瑞兒強調批判思考是一種能力、一種思考傾向,不是知識,學會了就不會忘記,藉由主動探究的過程中,獲得課本沒有寫的未知答案,學生可以獲得更多可能性。

資訊時代的知識更新瞬息萬變,當學生離開學校,沒有老師與考試壓力,科學素養與科技參與逐漸降低,要如何持續吸收新知識?

洪瑞兒曾在教育場域的第一線教學多年,又四處走訪偏鄉和離島進行科學教育研究。「跟學生相處下來,覺得他們對探究式教學其實是抱有期待的,會跟我說,如果所有科目都能這樣教感覺會很棒。而且看見學生在討論設計實驗時,那種投入與享受的神情,我覺得非常開心。」洪瑞兒笑說,現在不再只是工作,而是變成她的志業了,「我們要把學生越教越聰明,讓他們有自信有能力,在面對未來快速且艱鉅的挑戰,都能夠知道要往一條正確的道路前進,讓我們的國家更好,社會更安定、更富足。」

採訪撰文/曾郁茹
編輯/張傑凱

研究來源:
洪瑞兒(2012)。探討合作式SSI科學活動提升國中學生批判思考、正向思考及自我調整能力效益。科技部專題研究計畫(一般研究計畫)。
洪瑞兒(2015)。支持性論證式探究教學對中小學生學習成效之探討。科技部專題研究計畫(一般研究計畫)。
洪瑞兒(2016-2019)。批判式探究教學成效探討。科技部專題研究計畫(一般研究計畫)。
佘曉清、林煥祥 (2017)。PISA 2015 臺灣學生的表現。新北市:心理出版社。
王薪惠。林煥祥、洪瑞兒 (2018)。臺灣公民科技素養、科學興趣及科學參與之探討,教育科學研究期刊,63 (4),229-259。
洪瑞兒(2019-2021)。探討「情境式探究論證導向STEM教學」提升中小學教師及學生 STEM素養與教學及學習成效。科技部專題研究計畫(一般研究計畫)。