推動「全民科學平台」企畫書/第三期

目錄

壹、計畫主旨…………………………………………………… 1

貳、主辦單位…………………………………………………… 2

參、計畫對象…………………………………………………… 2

肆、實施方式…………………………………………………… 3

一、運作生態系圖示…………………………………………………………… 3

二、建置資訊平台……………………………………………………………… 3

三、建置社群聯絡工具………………………………………………………… 4

四、推動使用本平台的三大元素……………………………………………… 4

五、以精進會議橋接教師社群………………………………………………… 11

六、推廣路徑…………………………………………………………………… 12

七、持續辦理編輯培力………………………………………………………… 13

八、撰寫相關文件與教學資源………………………………………………… 14

九、廣宣作為…………………………………………………………………… 14

十、未來三年推動重點………………………………………………………… 14

伍、預定進度…………………………………………………… 15

陸、單一年度預算……………………………………………… 16

計畫主旨

一、平台化原理說明

1. 本文所稱的平台化，是指：以網際網路的資訊平台，去媒合特定社群的資源共享，以達到僅靠少量資源補注，即可使共享資源的質與量能維持在一定水準以上，足以長期對抗折舊。
2. 從三要素進行五點思考：
   1. 要素一：資源，對於某種「明確資源」的進行合作與共享。一般的譬喻是「水」。共享資源通常是「公共財」(某甲消費了，不會減損某乙的消費，如：知識、用過的舊品、閒置的資源)。
   2. 要素二：平台，有固定的域名或網址(URL)，做為資源的集散地或媒合平台。一般的譬喻是「水缸」。
   3. 要素三：社群，在平台上合作創造資源與共享資源有長期的受益者。一般的譬喻是舀水來喝的人。
   4. 對抗折舊：合作與共享的好處大到一部分社群成員願意 maintain 平台， maintain 的強度足以對抗平台資源的自然折舊。一般的譬喻為「舀水補注水缸，使水量不致枯竭」。社群合作對抗折舊的程度，可分為三種結果：
      • 超過折舊，這時平台化活動即會自動成長。
      • 約略抵消掉折舊，這時平台化活動可以自我維持。
      • 略小於折舊，這時平台化活動可否自我維持，就要看有沒有來自外部的補注了。
   5. 補注：如果社群合作對抗折舊的程度，無法完全抵消全部的折舊，但能抵消大部分的折舊，如果有來自外部的補注，也能長期維持。

   提議一個平台化項目，要一點一點地經過以上五點的檢核。如果通不過以上五點的檢核，那就要用「燒錢」的方法來推動，優先得考慮：燒的錢要從哪裡來？能燒多久？有沒有辦法在錢燒完之前將服務平台化？

二、本計畫的長期經營理念

1. 建立一個可持續維運 10 年以上的「動手做科學」的學習資源分享平台。
2. 維運一個與此平台互相支持的社群。
3. 推廣國內外人士運用此平台的資源成就或增進科學之學習。

為了實現以上宗旨：

(一)本平台須採 Mediawiki

由於整個「生態系」的建構長達十年，優先要考慮的是內容管理平台會不會斷頭，即因平台原始碼維護中輟，不再更新版本，導致平台無法對抗網路攻擊，而存放在其上的內容，無法繼續利用，分享活動也因此中斷。

解決此問題，較好的選擇是選擇 Mediawiki 做為本計畫的內容管理平台。由於人類社會勢必會長期維護「維基百科」，而維基百科使用的內容管理平台正是 Mediawiki ，本計畫只要跟著定期更新 Mediawiki 版本，即可避免平台發生斷頭的命運。

(二)本平台內容授權採 CC 授權

本平台是以「『共享』動手學科學之活動與教學」進行驅動，而最方便共享的授權模式，乃是 CC 授權，並經過去二十年間的推廣與改進，目前無論是公民之間的認識度或運作的成熟度，皆是首選。

三、動手學科學的四大理念

為避免目前同學學習科學時，腦中會自行建立「切換開關」的現象––進教室就採用上課模式，出教室就切換到生活模式，兩者涇渭分明的缺點，我們認為應該推動「動手學科學」的科學學習典範，並把握以下四個要領：

1. 使用生活中的材料與現象來設計科普教學活動。
2. 儘量讓學生動手做。
3. 重視問題探究。
4. 採用 CC 授權，允許使用者將教材改成現場需要的樣子。

四、平台化之間的合作圖示

4F	約< 10人	論述 與實踐	資源池	整理補 助要點	川西行 動學習	台中科學 探究五日遊	班本教育 支援平台	實驗教育 的AI課
3F	<30人	海星培力			不錯學群	全民科 學平台	推動部分班級 辦理實驗教育
2F	300~ 500人	跨校選修聯盟
1F	1000人	均優學習論壇 / 均優 2.0 推動小組

如上表所示，本平台與其他平台化活動是有合作關係的：

1. 如本平台透過跨校選修平台開公開課，就不用自己另行建立開課招生系統。
2. 本平台也能衍生其他的平台化計畫，如「台中科學探究五日遊」一旦發展成熟，就有可能成為常態性課程，而不是一次性課程。

主辦單位

遠哲科學教育基金會

贊助單位

信誼基金會

計畫對象

1. 科普參與者：對科學有興趣的國民
2. 課程/教學服務提供者：預備爭取體制學校、實驗教育、社區大學、國教輔導團、學科中心、教科書出版業者、課程教學平台

實施方式

一、重要推動人員與運作生態系圖示

1. 推動小組召集人：曾憲政
2. 計畫主持人：陳竹亭
3. 專案經理人：丁志仁
4. 網址：science4everyone.net

二、建置資訊平台

1. 租賃域名：science4everyone.net
2. 租賃租賃戰國策公司虛擬伺服器及頻寬，每年約 6000 元，但不架設郵件伺服器。
3. 建置網路資料庫 MySQL 。
4. 以 Mediawiki 建置內容管理網站，做為動手學科學活動的容器。網址：http://wiki.science4everyone.net
5. 撰寫 Mediawiki 外掛標籤，以支援各項客製化功能。
6. 設計並製作活動分類與索引功能。
7. 以 liteSite 建置活動索引網站與團隊工作網站。
8. 建置公開的網路檔案櫃，網址：http://science4everyone.net/files/
9. 將網站 RWD 化(響應式網頁設計)，以適應手機上之使用
10. 建置私密的網路檔案櫃，網址：http://science4everyone.net/uploadFiles/
11. 建置專帳管理系統
12. 建置帳號分層管理系統：
    1. 學生
       • 收藏活動
       • 瀏覽活動
    2. 教師
       • 活動維護對照表
       • 編輯活動
       • 發布討論
    3. 編輯群
       • 經過編輯培力成為編輯
       • 上傳檔案於檔案資料櫃
       • 可以檢視行政文件
       • 上線活動權限
       • 上傳縮圖
    4. 管理員
       • 資料庫權限
       • FTP權限
       • 管理官方帳號
       • 刪除縮圖
       • 編輯外掛

三、建置社群聯絡工具

1. 通訊群組：s4eContent@googlegroups.com
2. Line 群組：全民科學平台工作伙伴
3. Line 官方帳號：全民科學平台
4. Instagram：science4everyone_tw
5. FB 粉絲頁：www.facebook.com/science4everyone.net/
6. 公開課 youtube
7. 撰寫手機 app

四、本平台的四大基本要素

單單只有活動無法順利推動「動手學科學」學習典範，必須將活動用主要的科學原理與觀念串起來，並寫出背後的原理說明頁面，才能舉辦「驗證課程」或到中小學去辦「推廣活動」。所以平台推動應包含以下四大要素：

1. 主要的科學原理或觀念(分為九群)
2. 「動手學科學」活動設計(已有200多個)
3. 各個原理的「原理說明頁」
4. 舉辦「驗證課程」或到中小學去辦「推廣活動」

四者環環相扣，缺一不可。

以下我們將一一舉例說明，如何落實推動與落實「動手學科學」學習典範。

(一)主要的科學原理或觀念

用九個大群與91個主要觀念、原理，將200多個活動一個一個串起來，讓老師們可以更有系統地去搜尋相應與相似的活動。
所有 108 課綱 觀念 都與本學習典範的主要觀念或原理 完成對應，對應到課綱中的「次主題」。
初始工作已由台大物理系碩研、博研的同學完成。如下所示：(壓力、虎克定律、波粒二象性等隸屬多個分類)

物質科學的主要觀念或原理
1. 原子與分子
1. 原子
2. 電子軌域
3. 包立不相容原理
4. 自由電子
5. 波粒二象性
6. 週期表
7. 常見元素
8. 化學鍵
9. 常見分子
10. 混合物
11. 基本物理量
12. 密度
2. 物質的態
1. 從微觀到巨觀認識物質的態
2. 三相圖
3. 透明
4. 壓力
5. 理想氣體方程式
6. 白努力定律
7. 浮力
8. 非牛頓流體
9. 超流體
10. 結晶
11. 彈性
12. 虎克定律
13. 拉伸模量
14. 液晶
15. 電漿
3. 能量
1. 能量轉換
2. 動能、位能
3. 能量守恆
   -----熱力學-----
4. 溫度
5. 熱平衡
6. 反應速率與動態平衡
7. 熵增原理
8. 熱機
4. 重力
1. 重力是什麼
2. 重力的應用
5. 力與運動
1. 位移、速度、加速度
2. 動量與力
3. 壓力
4. 作用力與反作用力原理
5. 力矩
6. 省力機械與方便機械
7. 重心
8. 角動量守恆
9. 自轉、進動、章動
10. 摩擦力
11. 虎克定律
6. 電與電路
1. 電荷
2. 電壓
3. 電池
4. 電流
5. 電阻
6. 電功率
7. 基本電路
8. 二極體
9. 電晶體
   -----電磁-----
10. 電荷運動與磁力線
11. 冷次定律
12. 馬克士威爾方程式
13. 電機
    -----電磁波-----
14. 波
15. 電磁光譜
16. 干涉
17. 色光三原色
18. 視覺暫留
19. 反射
20. 折射
21. 光學儀器
7. 尺度、線性與非線性
1. 適用尺度
2. 迭代與初始值敏感性
3. 碎形
4. 費根鮑姆常數
5. 混沌與結構
6. 智群
8. 量子力學
1. 基本粒子標準模型
2. 雙狹縫實驗
3. 波粒二象性
4. 能階
5. 不連續
6. 疊加原理
7. 量子穿隧效應
8. 量子纏結
9. 量子去相干
10. 不確定性原理
11. 量子位元
9. 相對論
1. 等效原理
2. 光速不變
3. 勞倫茲變換
4. 質能轉換
5. 質量造成時空彎曲
6. 重力波

下列活動也是現今科學重要觀念，但部分因超出課綱範或觀念較複雜，缺乏活動設計，會在本次計畫中為以下27個原理至少寫出一半的活動。

以下為待設計活動之原理
1. 自由電子
2. 透明
3. 非牛頓流體
4. 超流體
5. 結晶
6. 液晶
7. 電漿
8. 重力是什麼
9. 電晶體
10. 迭代與初始值敏感性
11. 碎形
12. 費根鮑姆常數
13. 混沌與結構
14. 智群
15. 基本粒子標準模型
16. 不連續
17. 疊加原理
18. 量子穿隧效應
19. 量子纏結
20. 量子去相干
21. 不確定性原理
22. 量子位元
23. 等效原理
24. 勞倫茲變換
25. 質能轉換
26. 質量造成時空彎曲
27. 重力波

(二)設計「動手學科學」的學習活動

1. 四個基本理念
   • 目前已在平台上上架200多個活動，持續新增中。活動都會遵循以下四個基本理念：
   1. 使用生活中的材料與現象來設計科普教學活動。
   2. 儘量讓學生動手做。
   3. 重視問題探究。
   4. 採用 CC 授權，允許使用者將教材改成現場需要的樣子。
2. 二、舉例：飛行火箭
   • 飛行火箭 網址：http://science4everyone.net/MediaWiki/index.php?title=飛行火箭
     如同網址頁面中所看到的，我們會詳細列出目的、原理，以及活動材料與流程，最後最重要的包括影片說明與問題探討，讓授課現場的教師們可以參考與發揮。
3. 三、課綱對應
   • 每個活動都有對應到主要的科學原理或觀念，也同時對應到課綱的次主題。
   • 可參考教育部十二年課綱自然科教學主題與次主題(網址：https://www.k12ea.gov.tw/files/class_schema/課綱/17-自然科學/17-1/十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校─自然科學領域.pdf 十三頁表三開始)，我們也製作了資料表與其對應，如下所示：

次主題代碼	內容
Aa	原子
Aa	電子組態與能階
Aa	包立不相容原理
Aa	同位素
Aa	常見元素
Ab	常見分子
Ab	混合物
Ab	從微觀到巨觀認識物質的態
Ab	三相圖
Ab	液晶
Ba	能量轉換
Ba	動能、位能
Ba	能量守恆
Ba	電磁
Ba	核能
Ba	電磁光譜
Bb	溫度
Bb	熵增原理
Bb	熱平衡
Ca	結晶
Cb	化學鍵
Cb	自由電子
Cb	電子軌域
Cb	包立不相容原理
Ea	基本物理量
Ea	尺度
Ea	密度
Eb	浮力
Eb	壓力
Eb	彈性
Eb	虎克定律
Eb	摩擦力
Eb	位移、速度、加速度
Eb	動量與力
Eb	作用力與反作用力原理
Eb	力矩
Eb	省力機械與方便機械
Eb	重心
Eb	角動量守恆
Eb	自轉、進動、章動
Ec	理想氣體方程式
Ja	質量守恆
Ja	莫耳
Ja	電荷守恆
Jb	溶液
Jc	電池
Jc	電解電鍍
Jc	氧化還原
Jd	酸鹼中和
Jd	電解質
Je	反應速率與動態平衡
Jf	常見分子
Jf	肥皂 皂化
Jf	塑膠
Ka	透明
Ka	波
Ka	干涉
Ka	色光三原色
Ka	視覺暫留
Ka	反射
Ka	折射
Ka	雙狹縫實驗
Ka	疊加原理
Ka	都卜勒效應
Ka	駐波
Ka	基音、泛音
Kb	重力是什麼
Kb	重力的應用
Kc	馬克士威爾方程式
Kc	電荷
Kc	電壓
Kc	電流
Kc	電阻
Kc	電功率
Kc	電荷運動與磁力線
Kc	冷次定律
Kc	基本電路
Kd	光電效應
Kd	波粒二象性
Kd	不連續
Kd	黑體輻射
Kd	陰極射線
Kd	量子力學
Kd	油滴實驗
Ke	重力是什麼
Ke	電荷運動與磁力線
Ke	強力與弱力

(三)撰寫「原理解說頁」

• 把原理解釋清楚也很重要，因為使用到活動的可能會是國小、國中、高中等不同的年齡層、不同學習階段，那就需要不同難度的解說方法，如 角動量守恆

1. 去 science4everyone.net/MediaWiki/
2. 在右上方的蒐尋框輸入「角動量守恆」
   • 可以看到對於角動量守恆我們做了很多的解釋與圖說，希望讓不了解角動量的學生們可以慢慢一步一步了解，並比較動量與角動量的不同，認識角動量的應用，與查詢相關的動手做活動。

(四)舉辦「驗證課程」或到中小學去辦「推廣活動」

• 我們之前舉辦的動手學科學公開課【物質科學ＩＩ】有許多參與者與老師給了回饋，希望未來這套課程可以持續以公開課程的方式被驗證，或是前往中小學去辦體驗推廣活動，讓更多老師與學生參與並回饋。

1. 參與者回饋 網址：https://www.youtube.com/watch?v=PlwJ5B3Xffk&t=118s
2. 老師分享 網址：https://www.youtube.com/watch?v=t614H_ckT6M&t=60s

五、以精進會議橋接教師社群

(一)基本說明：

1. 主要邀請高國中小資深老師與活動原作者進行討論
2. 活動依物質科學、生命科學、天文地科、數學、資訊科學五領域，精進會議分領域召開。
3. 出席費 1500 元。
4. 會議的聯絡工作由計畫兼任秘書與遠哲基金會辦公室共同負責。

(二)教師精進會議可以安排的議題有：

1. 討論活動設計，精進動手做科學活動設計的具體作法。
   • 提供意見的資深老師，請在會前線上填註：
     1. 糾正活動表述資料之錯誤或不當之處。
     2. 提供活動相關之科學探究問題。
     3. 建議活動在具體教學時可掌握的要領。
     4. 學習資源：如評量、學習單、補充講義。
     5. 其他改進意見。
     6. 以上資料會印出當作會議資料。
   • 亦邀請活動原作者出席參與討論，但若原作者沒空出席，不影響大家對活動的討論。
   • 討論出來的改進意見，由資深老師或平台工讀生動手修改。亦以 CC 授權相同方式分享釋出。
2. 規畫課程，並進行「公開課教學」
   • 設計「大概念、小概念、說明」表
   • 設計「大概念、小概念、活動、設計者」表
   • 設計「活動名稱、活動內容、探究問題、參考答案」表
3. 辦理教師研習的相關事宜。

(三)物質科學科精進會議主要成員：

1. 謝迺岳:新竹高中物理教師退休，曾任台東大學創意學程講師。新竹科學城社區大學專任講師，中華民國物理教育學會監事
2. 彭大立:程鋒科學教育老師
3. 陳亮洲:拖鞋亮綠教育 自由教育者

六、推廣路徑

(一)於「實驗教育」中直接推廣

直接開設各種「跨校選修」班，並與地方政府長期合作，慢慢進入部分體制學校。

(二)與輔導團及學科中心合作

想辦法讓有一部分體制學校的一部分的教學活動，採用動手學科學的模式。

1. 與數學領域輔導團合作
2. 與高中物理學科中心(台中一中)
3. 國中小自然領域/科技領域輔導團合作

(三)與民間的教師社群合作

1. 找「數學咖啡館」談合作。
2. 找遠哲寒暑假科學營帶隊老師合作。
3. 找參與遠哲科學趣味競賽的學校老師。
4. 找藍偉瑩談合作。
5. 找賴和榮談合作。

(四)與其他課程教學平台合作

1. 幫助教科書出版商
2. 擴大到社區大學
3. LIS情境科學教材
4. 均一教育平台
5. 教育部因材網

七、撰寫相關文件與教學資源

(一)已寫成

• wiki語法新手入門
• wiki語法進階修練
• 維基語法及範例(詳版)
• CC授權解說
• 全民科學平台文件製作要領
• 編輯培力講義
• 公開課「物質科學I」成果集

(二)待完成

1. 拍攝、投放介紹影片
2. 「動手學科學活動撰寫手冊」(電子書暨紙本書)
3. 推廣小冊子(電子書)

八、廣宣作為

1. 再辦一輪「公開課」，驗證活動設計與上課情形，剪接成短片，放上 youtube 。
2. 找一間國中小進行合作。
3. 與LIS情境科學教材、均一教育平台談合作，相互之間以友站連結的方式，相互「露出」。
4. 廣邀科普團體開「圓桌會議」，完善物質科學的「主要的科學原理或觀念」列表。
5. 找更多人，合寫「原理說明頁」。