科學課程設計與發展
從學習與教學問題出發，建立有理論依據、可實施並能蒐集研究證據的科學課程介入。
課程介紹
以研究證據為基礎，探討如何將科學教育中的學習與教學問題，轉化為具有理論依據的課程設計。課程涵蓋問題界定、課程目標與內容組織、學習活動與鷹架設計，以及評量與課程修訂。透過文獻分析、設計研討與原型修正，學生逐步建立課程介入的設計理據，並規劃實施流程與證據蒐集方式，形成可銜接教學介入、課程發展或行動研究的研究導向專案。
核心問題
值得設計與研究的科學課程問題是什麼？
如何從學習現象、實務需求與課程目的，界定介入的對象、範圍與目標？
理論如何轉化為具體的課程設計？
如何連結目標、內容、活動、鷹架與評量，並說明設計特徵產生預期改變的機制？
如何判斷課程設計是否合理且可實施？
需要蒐集哪些學習與實施證據，才能支持課程修訂及後續研究？
主題架構
| 主題 | 探討重點 |
|---|---|
| 1. 科學課程目的與素養 | 從課程觀點、價值立場與科學素養，理解科學課程為何如此選擇與組織。 |
| 2. 問題界定與研究導向設計 | 把教育現場的問題與需求，連結至可提出設計理據及研究貢獻的介入構想。 |
| 3. 學習進程與表現期待 | 由學生理解的發展路徑與三維學習，建立課程目標與學習表現的連貫性。 |
| 4. 鷹架設計與介入機制 | 說明設計特徵如何透過學習歷程產生預期結果，並辨識需要檢驗的假設。 |
| 5. 現象與課程序列 | 以現象、學生提問、調查與解釋建構，組織學生能理解其關聯的課程序列。 |
| 6. 課程材料與教師支持 | 將課程構想發展為可實施的材料，同時考慮教師使用、調適與專業學習。 |
| 7. 評量與課程原型證據 | 對齊學習主張、評量任務與研究證據，並運用形成性評估修正課程原型。 |
| 8. 實施調適與研究倫理 | 規劃課程實施、情境調適及研究者角色，釐清資料蒐集的倫理與可行性。 |
課程閱讀
核心閱讀建立主要理論與討論基礎；延伸閱讀補充理論源流、其他觀點及領域應用；案例閱讀透過研究或實務材料，理解理論的用途與限制。
共 8 個主題、33 筆書目。
1. 科學課程目的與素養 6 筆
從課程觀點、價值立場與科學素養，理解科學課程為何如此選擇與組織。
- 核心閱讀
Thijs, A., & van den Akker, J. (2009). Curriculum in development (pp. 9–18). Netherlands Institute for Curriculum Development (SLO).
閱讀重點：閱讀 pp. 9–18，理解課程的不同表現形式、層次與發展概念。
- 核心閱讀
Mnguni, L. (2019). An investigation into the curriculum ideology that foregrounds the presentation of HIV/AIDS content in selected South Africa Life Sciences textbooks. International Journal of STEM Education, 6, Article 25.
閱讀重點：分析課程內容選擇背後的知識觀、價值與課程意識型態。
- 延伸閱讀
Valladares, L. (2021). Scientific literacy and social transformation: Critical perspectives about science participation and emancipation. Science & Education, 30, 557–587.
閱讀重點：從參與及解放取向，檢視科學素養與科學課程的目的。
- 核心閱讀
Norambuena-Meléndez, M., Guerrero, G. R., & González-Weil, C. (2023). What is meant by scientific literacy in the curriculum? A comparative analysis between Bolivia and Chile. Cultural Studies of Science Education, 18, 937–958.
閱讀重點：比較課程文件如何界定科學素養，辨識其中的選擇與排除。
- 延伸閱讀
Organisation for Economic Co-operation and Development. (2025). PISA 2025 science framework.
閱讀重點：選讀科學能力與人類世能動性相關內容，思考科學素養的課程意涵。
- 案例閱讀
教育部（2018）。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。
閱讀重點：比較臺灣自然科學領綱與國際框架，並連結學習表現、學習內容與表現期待。
2. 問題界定與研究導向設計 2 筆
把教育現場的問題與需求，連結至可提出設計理據及研究貢獻的介入構想。
- 核心閱讀
McKenney, S., & Reeves, T. C. (2021). Educational design research: Portraying, conducting, and enhancing productive scholarship. Medical Education, 55(1), 82–92.
閱讀重點：從教育問題、實務需求與理論貢獻，理解教育設計研究的基本架構。
- 延伸閱讀
許瑛玿、莊福泰、林祖強（2012）。解析設計研究法的架構與實施：以科學教育研究為例。教育科學研究期刊，57(1)，1–27。
閱讀重點：以科學教育研究為例，理解問題分析、循環修正與理論及實務的連結。
3. 學習進程與表現期待 5 筆
由學生理解的發展路徑與三維學習，建立課程目標與學習表現的連貫性。
- 核心閱讀
Duschl, R. A. (2019). Learning progressions: Framing and designing coherent sequences for STEM education. Disciplinary and Interdisciplinary Science Education Research, 1, Article 4.
閱讀重點：由學生理解的發展路徑，思考內容選擇與課程序列的連貫性。
- 延伸閱讀
National Research Council. (2007). Learning progressions. In Taking science to school: Learning and teaching science in grades K–8 (Chap. 8, pp. 211–250). The National Academies Press.
閱讀重點：補充學習進程的定義、證據基礎、錨點與設計限制。
- 核心閱讀
National Research Council. (2012). Integrating the three dimensions. In A framework for K–12 science education: Practices, crosscutting concepts, and core ideas (Chap. 9, pp. 217–241). The National Academies Press.
閱讀重點：選讀 pp. 217–223，理解科學實務、核心概念與跨領域概念如何整合為表現期待。
- 延伸閱讀
NGSS Lead States. (2013). How to read the Next Generation Science Standards.
閱讀重點：辨識 NGSS 的表現期待、基礎說明與連結欄位。
- 延伸閱讀
NGSS Lead States. (2013). Three dimensional learning.
閱讀重點：作為三維學習與整合式表現期待的簡要導讀。
4. 鷹架設計與介入機制 4 筆
說明設計特徵如何透過學習歷程產生預期結果，並辨識需要檢驗的假設。
- 核心閱讀
Belland, B. R. (2017). Instructional scaffolding: Foundations and evolving definition. In Instructional scaffolding in STEM education: Strategies and efficacy evidence (pp. 17–53). Springer.
閱讀重點：選讀 2.1、2.2、2.4.1，將鷹架的動態支持、共享理解與逐步撤除轉化為設計特徵。
- 案例閱讀
Kudaisi, Q. J., & Leonas-Cabrera, M. J. (2025). Conjecture mapping an integrated steM camp to support middle school students’ STEM identity and STEM interest. Education Sciences, 15(2), Article 159.
閱讀重點：分析初始及修正版推測圖，辨識設計特徵、中介歷程與預期結果的關係。
- 核心閱讀
Reinholz, D. L., & Andrews, T. C. (2020). Change theory and theory of change: What’s the difference anyway? International Journal of STEM Education, 7, Article 2.
閱讀重點：區分一般改變理論與專案的改變路徑，釐清介入條件、作用機制與結果指標。
- 延伸閱讀
De Silva, M. J., Breuer, E., Lee, L., Asher, L., Chowdhary, N., Lund, C., & Patel, V. (2014). Theory of change: A theory-driven approach to enhance the Medical Research Council’s framework for complex interventions. Trials, 15, Article 267.
閱讀重點：理解 Theory of Change 的建構程序，並思考如何轉譯至教育介入情境。
5. 現象與課程序列 3 筆
以現象、學生提問、調查與解釋建構，組織學生能理解其關聯的課程序列。
- 核心閱讀
Reiser, B. J., Novak, M., McGill, T. A. W., & Penuel, W. R. (2021). Storyline units: An instructional model to support coherence from the students’ perspective. Journal of Science Teacher Education, 32(7), 805–829.
閱讀重點：分析現象、學生問題、調查活動與解釋建構如何形成學生可感知的課程連貫性。
- 延伸閱讀
OpenSciEd. (n.d.). Instructional model.
閱讀重點：理解如何以現象、提問、調查、模型與共識建構組織課程序列。
- 案例閱讀
OpenSciEd Middle School Developers Consortium. (2022). Unit 6.1: Light & matter—Why do we sometimes see different things when looking at the same object? OpenSciEd.
閱讀重點：以光與物質單元追蹤驅動問題、學生模型與調查活動的發展。
6. 課程材料與教師支持 3 筆
將課程構想發展為可實施的材料，同時考慮教師使用、調適與專業學習。
- 核心閱讀
National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine. (2022). The role of curriculum materials and instructional resources. In Science and engineering in preschool through elementary grades: The brilliance of children and the strengths of educators (Chap. 7, pp. 157–182). The National Academies Press.
閱讀重點：初讀可選 pp. 175–181，再深入檢視課程材料品質、教師調適、公平性與實施支持。
- 延伸閱讀
Krajcik, J., & Delen, I. (2017). The benefits and limitations of educative curriculum materials. Journal of Science Teacher Education, 28(1), 1–10.
閱讀重點：檢視課程材料如何同時支持學生學習與教師專業學習，以及其限制。
- 案例閱讀
OpenSciEd Middle School Developers Consortium. (2020). Teacher handbook. OpenSciEd Middle School Science.
閱讀重點：分析教師指引、教學提示、形成性評量與調適支援。
7. 評量與課程原型證據 5 筆
對齊學習主張、評量任務與研究證據，並運用形成性評估修正課程原型。
- 核心閱讀
Nieveen, N., & Folmer, E. (2013). Formative evaluation in educational design research. In T. Plomp & N. Nieveen (Eds.), Educational design research—Part A: An introduction (pp. 152–169). SLO.
閱讀重點：連結原型修正與研究執行，規劃關聯性、一致性、可行性與成效的評估證據。
- 核心閱讀
Laverty, J. T., Underwood, S. M., Matz, R. L., Posey, L. A., Carmel, J. H., Caballero, M. D., Fata-Hartley, C. L., Ebert-May, D., Jardeleza, S. E., & Cooper, M. M. (2016). Characterizing college science assessments: The Three-Dimensional Learning Assessment Protocol. PLOS ONE, 11(9), e0162333.
閱讀重點：辨識評量任務能否引出學生運用三維學習的證據。
- 延伸閱讀
National Research Council. (2014). Assessment design and validation. In Developing assessments for the Next Generation Science Standards (Chap. 3). The National Academies Press.
閱讀重點：連結學習主張、可接受的證據與任務設計，避免只因蒐集方便而選擇資料。
- 案例閱讀
Laverty, J. T., Underwood, S. M., Matz, R. L., Posey, L. A., Carmel, J. H., Caballero, M. D., Fata-Hartley, C. L., Ebert-May, D., Jardeleza, S. E., & Cooper, M. M. (2016). S1 protocol and supporting information for the Three-Dimensional Learning Assessment Protocol [Supplemental material]. PLOS ONE.
閱讀重點：搭配原論文的 S1 Protocol 與題例，理解任務檢核及資料編碼。
- 延伸閱讀
McKenney, S., & Reeves, T. C. (2025). Educational design research for relevant and robust scholarship. Journal of Computing in Higher Education, 37, 614–638.
閱讀重點：選讀歷程建模及評估反思相關內容，連結介入成熟度與理論理解。
8. 實施調適與研究倫理 5 筆
規劃課程實施、情境調適及研究者角色，釐清資料蒐集的倫理與可行性。
- 核心閱讀
Carroll, C., Patterson, M., Wood, S., Booth, A., Rick, J., & Balain, S. (2007). A conceptual framework for implementation fidelity. Implementation Science, 2, Article 40.
閱讀重點：區分實施內容、頻率、時間、涵蓋、品質及參與者回應，思考忠實度與調適的關係。
- 延伸閱讀
Janicki, M., Lavalley, M., & Zic, B. (2020). Walking the tightrope, Part II: Fidelity and fit for emerging programs—Program adaptation lessons from the i3/EIR program. U.S. Department of Education.
閱讀重點：區分方案核心成分、可調適形式與場域條件，理解忠實度與情境契合。
- 核心閱讀
British Educational Research Association. (2024). Ethical guidelines for educational research (5th ed.).
閱讀重點：選讀同意、退出、風險、隱私與資料保存相關內容；實際研究仍依所屬機構審查要求辦理。
- 延伸閱讀
Eilks, I. (2018). Action research in science education: A twenty-year personal perspective. Action Research and Innovation in Science Education, 1(1), 3–14.
閱讀重點：比較行動研究、教育設計研究及教學介入研究的問題、知識主張與循環改進邏輯。
- 案例閱讀
Courtney, M., & Muijs, D. (2024). Classroom observation for ‘insider’ teacher-researchers. British Educational Research Association.
閱讀重點：討論教師研究者的雙重角色、權力關係、同意、保密與退出。
閱讀說明
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