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2015-12-01課程設計對談—淺談現代宇宙論
552 期
Author 作者
吳品翰／任教北一女中英文科。劉昱成／任教北一女中英文科。蘇俊鴻／任教北一女中數學科。陳正源／任教北一女中物理科。楊善茜／任教北一女中地球科學科。
本課程在最初規劃時期，教師群認為哈柏發現星系光譜紅移的現象，對於了解宇宙膨脹這件事起了關鍵性的作用，因此在光譜為主軸的框架之下，向同學們介紹近年來已有不少進展的現代宇宙論。另一方面從教學經驗發現，談到哈柏常數與宇宙膨脹，「認為宇宙膨脹的觀測證據是由哈柏望遠鏡所觀測的」這種迷思時有所聞，因此以提問「聽到哈柏，你會想到他有什麼科學上的貢獻」為開場白，透過課程前以及課程後的討論，引領學生認識宇宙論目前的最新進展。
緊接著便以一篇由課程開發老師所撰寫的英文科普文章為起點，進行小組共讀。這篇文章Different Views On Cosmology（〈不同的宇宙觀〉），一共分為三大部分，第一段介紹希臘時期亞里斯多德與托勒密的宇宙觀，亞里斯多德認為地球以外的天體主要分布在四層遠近不同的殼層之上，而托勒密認為不同殼層之間的空間由本輪軌跡所充滿（圖一、二）。第二段介紹牛頓與笛卡爾的宇宙觀，牛頓認為宇宙中連續分布著一種乙太物質，以免太陽與恆星相撞，而笛卡爾認為天際介質以渦旋狀的樣貌存在。最後一段介紹哈柏的觀測數據如何充份地使科學界願意接受宇宙的狀態是膨脹的。三個部份分別設計了相關學習活動，協助同學理解文章內容。
活動之後，教師帶領全班檢討與分享各組同學在三個活動的做法，之後條列式介紹哈柏在宇宙論方面的貢獻，並以那個時代在理論發展與觀測進展兩個路線之間的科學史，向同學們說明何以人類對於宇宙的理解能在很短的時間裡有如此巨大的轉變，從靜態宇宙觀，轉而接受宇宙膨脹的事實，甚至2011年的諾貝爾物理獎頒給了發現宇宙正在加速膨脹的研究團隊。
圖一：亞里斯多德的宇宙觀。
圖二：托勒密的宇宙觀。
接下來本文將透過問答的形式，帶領大家了解幾位參與本單元課程設計老師們記憶深處的圖像，與各位分享我們在過程中的點滴與取捨。
首先請教英文科品翰老師，這兩個小時的課程單元是如何構想出來的呢？
品翰老師：當時思考英文在這個課程中，應該扮演什麼樣的角色？幾經忖度，深感應該讓英文回到她原來的角色，工具。我深信語言是種工具，英文在本課程中，應該扮演著探索各科學門、打開各科知識殿堂大門的一把鑰匙。透過英文，學生可以接觸到各領域較新的資訊。因此，在課程的設計上，我們針對宇宙論篩選出幾篇文章，加以稍微改寫，以供學生閱讀。在文章的解析上，也偏重讓學生能夠透過活動，自行進行閱讀並嘗試理解文章內容。因此，我們設計畫出宇宙的模型（圖三）、學生自行找出同義詞等等活動，以及最後的閱讀測驗形式的題目。上課時，老師並不先行講授文章內容，而是由學生自行閱讀，甚至是上課前便要求學生需閱讀完畢，然後才進行活動。從活動作業便可看出學生對文章的理解程度如何。若只是對單字不熟悉，會要求學生活動後查閱字典，藉此培養出學生自己查資料的能力。畢竟，日後學生升上大學，需以英文為主要語言而進行文本閱讀或是上網查詢資料的機會相當地多。若是對文本所介紹的概念理解不足，地科教師則在課堂上針對內容進行講解，且焦點是在專業知識的介紹而非英文了。
圖三：英文科普文章活動第一部份，學生作品。
類似的問題也請教第二年加入團隊，同樣為英文科的昱成老師，對於選擇由科學與英文來結合，您的看法如何呢？
昱成老師：科普是科學教育很重要的一環。在設計高瞻課程時，便期望學生在課程之餘，也能培養閱讀英文科普文章的興趣及技巧。除了中文書寫的科普文章之外，英語系國家的相關議題發展也是同學們可以關注的層面。鑒於以上原因，便將高瞻課程主題與英語文章結合，找尋相關的素材，帶領同學們閱讀並討論。……【更多內容請閱讀科學月刊第552期】