科学教师教学专业知能与专业成长

科學教師教學專業知能與專業成長

王國華

國立彰化師範大學科學教育研究所教授

教師的定位應是一種專業人，有能力來推動國家教育

一、配合教育改革，教師需要提升專業

進入二十一世紀，世界各國為了保持在世界上的競爭力，都提出教育改革以提升其人力素質的規劃。我國近年來也進行很大規模的教育改革，自民國九十一學年度起，正式實施九年一貫課程。由於九年一貫課程係以「課程綱要」取代「課程標準」，降低對課程實施的規範與限制，以落實課程鬆綁之教育改革目的，讓教師在規劃課程上有更大的自主空間。也由於老師的自主空間增加了，所以面對的教學問題也增加了，例如需要比以前花更多時間和心力去設計和發展適合學生的教材、教學、和評量等等。因此，在面臨這樣的改變時，教師就必須不斷地學習，充實專業，才能配合政府政策推動改革，也就是教師要認清自己的角色及使命，以一個專業人的身分來關心社會、推動教育改革、和監督政府的教育政策。

什麼是教師的專業知能？很多學者提出不同的看法，不過大多在教師的知識體系、專業技能、和態度與信念上，例如Shulman（1987）和多位追隨者將教師專業內涵的焦點放在教師的必備知識上，而Tamir（1990）則特別將「知識」與「技能」分開，強調教師要有教學專業技能，雖然後來許多學者又將「知識」與「技能」合起來統稱為「知能」。Kennedy和Barnes （1994）則強調教師價值觀的重要性，Parkay與Stanford（2000）則認為一位專業教師除了應具備基本的知識與能力之外，還應有反省與問題解決的能力，才足以勝任教育的工作。本文所謂的教師專業知能則以Shulman的理念為基礎，並涵蓋教師的專業技能和態度信念，而且著重於教學專業知能。

二、教師教學專業知能的內涵

那麼要配合政府政策，兼顧自己教學的自主空間，達到教育的理想，老師需要具備什麼專業呢？雖然目前對於老師所應具備的專業，還沒有一致的意見，不過，已經有一些學者提出教師要實施有效教學應該要有的知識和能力的看法，其中最具影響力的看法，就是舒曼(Shulman,1986,1987)提出的下列七項教師需具備的知識：

(一)學科內容知識(content knowledge)：即學科領域中的概念及架構。

(二)一般教學知識(general pedagogical knowledge)：包括班級經營與組織之原

則及策略。

(三)課程知識(curriculum knowledge)：即對教材與課程的理解。

(四)學科教學知識(pedagogical content knowledge)：融合學科內容與教學方法

的知識，是教師自我專業理解的特殊型式。

(五)學習者特性的知識(knowledge of learner and their characteristics)：對學生已

有的知識與概念的理解。

(六)教育情境知識(knowledge of educational contexts)：對如何將社區和文化融

合在小組或班級的活動中，以及在校園的管理與資源裡的理解。

(七)教育的目標、目的、價值及教育哲學與歷史的知識(knowledge of educational

ends, goals, purposes, values, philosophy, and history)。

後來舒曼和其追隨者對這7種知識又有一些深入的探討，其中又以學科教學知識(pedagogical content knowledge，簡稱PCK)更受到注意。PCK是一位教師實施有效教學的知識，教師須考慮教學目標，然後依據學生的不同能力和興趣，選取學生最容易了解的類比、圖形說明、示範、模型、實物、模擬、動手操作、解說、展示說明、問答引導、或問題討論等等，讓學生了解所要學的概念內容。另外，舒曼認為PCK是以學科知識為基礎所衍生出之知識，是有別於純粹的學科知識和一般的教學的知識，因此，後來很多學者都跟隨舒曼的看法，去探討PCK是如何衍生出來的。根據學者們的看法，基本上，大家都同意PCK是一種融合的知識，在教學當中使用。至於是哪些知識的融合？大家的看法多少有些差異，不過大致是由教師的學科內容知識、一般教學知識、課程知識、學習者特性知識、教育情境知識、和教育目標知識中的其中幾項所融合形成的。其中Grossman (1990) 的看法較為簡潔，認為PCK是學科教材知識(subject matter knowledge, 簡稱SMK)、教學知識(Pedagogy knowledge, 簡稱PK) 、和教育情境知識(Context knowledge)所共同融合轉型而成的（引自Magnusson, Krajcik, & Borko, 1999)。學科教材知識是指老師對所敎學科內容的理解，還可以再細分為對學科實質性知識(substantive knowledge)和學科章法性知識(syntactic)的理解，所謂學科實質性知識就是指某一特定學科中所含的概念、原則、定律、和模式等等，例如生物學內的細胞、染色體概念和遺傳法則等等；所謂學科章法性知識是指某一特殊學科領域中科學家所持的共同一致觀點、規範、派典、和建立新知識的方法，以生物學為例，生物學家都同意以達爾文演化論、近代遺傳學與分子生物學的方法來解釋生命現象，和建立新的生物學知識，生物老師就要有這樣的理解。另外，所謂的教學知識是指教師對教室管理、教學原理、學習和學習者、和教育目標等等的理解。教育情境知識是指教師需要對學生、學校、地方、和國家等等

的人事時地物等情況有所了解，才能善用社會資源、調整自己教學，完成自己所應負的責任和義務。

而在科學教學上Magnusson, Krajcik, 和Borko (1999) 將Grossman(1990)的PCK界定擴展為五種成分，包括科學教學取向、科學課程的知識和信念、了解學生對科學的理解之知識和信念、科學教學評量的知識和信念、和科學教學策略的知識和信念。Magnusson等人對於PCK的五種成分的詮釋如後：

科學教學取向指的是老師對教某特定年級的特定科學內容教學目標的理解，而引導他所做的教學決定。例如，在敎國中生物的光合作用單元時，老師要用何種導向的方法來教學，取決於老師對這個單元教學目標的理解。科學老師的教學取向範圍很廣，可以從以傳輸學科內容為導向的教學，注重科學過程的教學，到最近科學教育強調的探究導向的教學。

所謂教師的科學課程的知識有兩種，其一指的是老師對國家或縣市對特定科學課程所制定的課程和教導方法的規定之理解。以我國為例，主要是以教育部所頒定的課程綱要（過去為課程標準），老師是必須理解的。其二指的為老師對特定的國內外科學課程之理解，例如過去美國曾經發展的BSCS(Biological Science Curriculum Study)，最近的Project 2061，

SS&C(Scope, Sequence, & Coordination)，以及我國九年一貫課程，老師對這些課程的目標和教材都應該有所理解的。

Magnusson等人所謂PCK的第三種成分，是指教師了解學生對科學的理解之知識，也包括兩種類別，第一是老師必須了解學習某一特定單元的必備認知能力和技能，面對不同能力和知識背景的學生，知道用什麼方法幫助他們。例如學生在學習遺傳單元，缺少細胞分裂的概念，對遺傳分離法則會感覺困難，老師必須先在細胞分裂及染色體的基本概念上給與學生適當的基本背景知識，以協助他們理解。第二，老師必須知道學生學習的困難，通常太抽象和學生生活脫節的概念，學生無法有效思考解題，以及學生先備知識中存在的迷思概念，都是可能造成學生學習困難的原因。能夠知道有效的教學策略，如概念改變教學策略，來幫助學生克服困難。簡言之，老師對學生學習科學的了解，是老師所應該具備的知識。

PCK的第四種成分為教學評量的知識，是指老師能夠使用適當的評量方法，了解學生學習的過程和結果，以便作為教學改進的參考。目前科學學習結果的評量，大部分都以評量學生的科學素養為主，包括評量學生對科學概念的理解，評量學生對科學本質的理解，評量學生的科學探究能力，以及學生的科學推理能力等等。老師要評量學生的這些理解，必須熟悉各種不同的評量方法，並能透過這些方法，收集學生學習的訊息，以及分析評量的結果，以便了解自己教學的效益，並反省改進自己的教學。簡言之，老師所應該具備的評量知識包括對教學目標的認識、多種評量的方法、評量的實施、評量的分析和解釋、以及藉由評量結果反省教學等等的知識。

最後，PCK的第五種成分是指老師的科學教學策略知識，Magnusson等人認為而且認為