多元表徵融入，與學生共同建構科學知識語言

緒論

科學家為了將一個現象表達清楚，會使用多種表示方式（多元且多重表徵形式），不同的表徵可能會放大或著重在特定部分，如不同化學式形式差異。這些表徵用途除了溝通、傳達之外，也可能作為預測新現象的工具。科學知識以多種形式被描述、被創造，而不是僅以簡單的文字或數學語言存在。雖然在傳統課室中，多元表徵實踐頻率還有待提升，但引入多樣態的科學表徵早已不是一件新奇的事。許多自然科學課堂中常見到以動畫、影片、圖表、跨領域創作等等結合科學知識融入多元表徵的經驗，這些課程經驗多是為了更清楚的傳達科學知識，本篇文章想要聊的內容更多於此。

科學教育：傳授 or 建構？

在過去科學知識的教學與實踐中，核心重點之一在於傳授屬於科學的語言。教室內所教所學是為了讓學生認識現代科學家的經典理論得以互相溝通，進入科學家的研究殿堂。當多元表徵的目的僅在傳達知識內容，學生未能參與建構知識的歷程。在這個單向傳遞特定知識的畫面中，教學目標指向科學研究，缺乏教師與學生共同建構知識的歷程。

科學教育僅作為研究學術界的傳聲筒，除了使科學教育本身主體性被削弱外，亦違反了素養導向教學的精神。在許多研究中表明對於現象解釋原住民文化中常存在當地的科學版本（俗民科學），現在課綱中的科學版本與學生經驗或認知可能不同，卻要求所有人都需要接受科學家的版本，助長教育落差。這是培養科學家的科學教育，卻不是新課綱對科學素養、學習者中心的追求。

教師能否允許學生在科學課室中建立與科學家相異的解釋模型？回應這個問題，學生是科學課室中的主體，需要親身經歷科學工作的歷程。學習科學需要讓學生參與科學知識生成、 驗證和交流，科學話語的獨特形式與差異是不可或缺的。 因此我主張，教師應與學生共同建構科學知識語言。

多元表徵與在地化課程融入科學課程設計

為了使學生真實體驗科學家的工作，多元表徵是必須的。並非僅在於傳達現有的科學知識，而更應該運用在建構知識、評估模型上。因多元表徵應用在科學課程的意義除了傳達知識的有效外，只有允許多元表徵、表達得以多面向，才符合科學工作在實驗室以外產出的情境。以動畫融入課程為例，在過往有許多發表研究動畫對科學課程知識傳授有效，近年來也開始著重在動畫融入科學課程背後的知識結構分析，且強調學生的「參與」。學生透過自己製作動畫，透過圖像與文字的表達描述一個現象。除了再現概念外，也經歷重構到表達的過程，學習且能達到評量的功能。

另一方面，在地化的科學課程融入能使學生平等看待俗民科學。使用在地化課程的目的並不是為了協助學生學習科學家的知識，而是使學生作為評估證據的角色，在平等衡量學術理論與俗民科學的討論中，不僅習得知識，且能以培養科學素養、批判性思考。Martha Canipe 與 Sara Tolbert 在2016年的發表中，在地化科學課程設計讓學生實地訪談在地原民，了解原民與科學家看待氣候的不同方法與描述，為他們調查的結果評估兩者，討論並選擇可信的論述。

通過利用多種認識方式（包括多元表徵與多觀點的科學版本），學生可以對科學中的複雜問題，尤其是可持續發展科學，獲得更批判性的多邏輯理解。

總結

科學素養應該是情境相依、回饋文化的，而不是剝離社會背景的知識學問。教師與學生在課室中能夠對自然現象有自己的解釋、建構自己的科學，探究課程才具有真實意義，否則只是在「科學家給的正確答案」中假自主。從更多元的科學敘述，期待在我們的課室中看見學生真實的在實踐中構建自己的科學知識。

參考資料

Canipe, M., & Tolbert, S. (2016). Many ways of knowing. Science Teacher, 83(4), 31-35.

Unsworth, L. (2020). A multidisciplinary perspective on animation design and use in science education. In Learning from Animations in Science Education: Innovating in semiotic and educational research. Cham, Switzerland: Springer Nature Switzerland AG.

後記：此篇由［110-2 專題討論 張文華教授 第五週0317 組別報告］修改。我在整理這篇內容時意外發現我在寫此篇時是我狀態很糟糕的一段時間，但在文金老師的課後靈感泉湧，敘寫這個想法讓我暫時抽離了那個狀態，是很珍貴的一段記憶。

2022/4/13