當彼此的老師，不只「教自然科」，而是教探究與實作的「科學教育」
▲（左起）莊福泰校長、廖俞雲課督、林百鴻主任、李麗偵老師、何興中主任從念論文開始，當起學生，重新打造「探究與實作」的科學課。曾千倚攝
如果愛因斯坦、霍金總是在實驗室裡反覆操作實驗印證已知公式，那人類的科學發展還會有突破嗎？南臺灣幾位資深科學教育者，挑戰自身無經驗的科學學習方式，用一串對世界好奇的問題，帶領自己與學生設計驗證質疑的實驗，不再「教自然科」，而是做出具探究與實作精神的「科學教育」。
接近午餐時分，前鎮高中的實驗教室傳來一群交互問問題的聲音，「那邊浪比較晃，是不是消波塊蓋得不夠高啊？消波塊是不是應該像『護國神山』的高度？」、「所以你的意思是，消波塊都要蓋得比海浪還要高才有效？」、「你的意思是這樣嗎？」這些聽似簡單、反覆交叉確認的問句，不是出自一群什麼也不懂的學生，而是出自一群教學經驗10幾、20幾年不等的自然領域老師。
看臺南一中學務主任何興中、高雄鼓山高中校長莊福泰、高雄前鎮高中教務主任林百鴻、雄中物理老師盧政良、雄中化學老師李麗偵蹲在人工小水池邊討論，池中人工造浪器，浪高測量管、甚至連等比例迷你消波塊都是DIY手工。這場探究「消波塊有沒有效」的實作實驗當中，沒有樣本實驗器材包，也沒有既定實驗步驟，他們當彼此的學生、當彼此的老師，邊研究邊發揮「探究與實作」的精神，翻轉自己過往制式的自然科教學，期望自己能變成真正的科學教育家。
科學實驗課沒有步驟、沒有既定器材、沒有絕對答案
「教自然科」和「教科學教育」差在哪裡？108新課綱當中，普通高中自然領域的部定必修課程創立了一門「探究與實作」，教學現場都在焦慮這門課是什麼？教什麼？怎麼教？不就是讓學生動手拿實驗器材做實驗就好嗎？
的確，大家印象中的「動手做實驗」，就是照著步驟進行的「菜單食譜式」實驗課，僅用於驗證課本所學的的公式或理論。然而，科學教育不應是要學生背誦、驗證知識而已，更應該培養學生有觀察生活的好奇心、動手替自己找到解答的方法，而且，研究過程不是單唱獨角戲，更講究團隊交叉辯證、集思廣益。
「以前的實驗課上下來，只能告訴你一件事情（已知的公式理論），但探究與實作比較像是我們出了社會之後，解決問題的過程和方式。學生動手設計實驗當中的交叉討論、提問也都更貼近真實科學界的發展，某人提出的數據和實驗設計，都要經得起社群圈的檢驗，」何興中、莊福泰先後解釋「做實驗」與「探究與實作」的差異。
教室就能來場科學沙龍思辨
這樣的課程，教室風景會長怎樣？「學生在課堂上，應該要能『吵』起來！」進入臺南一中何興中與學校生物老師林靜吟、化學老師陳立偉合作的「蛋的熟度以什麼方式區分」探究實作課，不只有對著不同熟度的蛋一會輕敲聽聲音、一會用手機光照透明度、一會又是用鹽水來測驗密度的學生，更有拿著海報紙和彩色筆，來來往往發表意見，遲遲難寫出具共識的實驗步驟和結論的學生。
▲ 南一中「探究與實作」課堂當中，學生不是埋頭做實驗，而是想盡辦法達到共識。程遠茜攝
這堂課每個人都有自己的結論、自己想要做實驗的方法，但必須共同判斷決定哪個先哪個後。不僅如此，還要相互注意實驗設計細節，考量蛋的結構、密度測量計算、光穿透觀察等等知識都不在桌上，卻在學生的腦裡與嘴上。
「蛋有圓有尖，所以看氣室大小無法區分熟度」、「光照只看得到蛋白透明度，蛋七分熟和十分熟的差別在蛋黃，所以光照看不出來」、「蛋煮完比較輕」…...學生們好不容易在臺前發表各組達成的共識結論，然後再達成全班共識「密度可以區分蛋的熟度」，這時老師問題又來了…...
「雄中的結論是：密度不能區分，大家怎麼看？」何興中站在臺前，不但不給任何答案、也不給予任何評論，而是如同議會主持人，再三拋出問題、建立共識、再拋出議題讓學生一直想「發生什麼事」、「為什麼」。這真的不是一門做實驗的課，不會得到立即驗證答案的安心肯定，而是在獨立又協作歷程中，讓更多事情有更多可能的冒險快感。
「我們長久以來只有對與錯、有規範，所以常常集體還是無法解決事情。探究實作要學生們自己形成議題、共同設計實驗，這樣的空間讓學生嘗試『合理的與別人不一樣』，未來臺灣要走出去，就需要獨特，再從中找到共識，要不然總是集體限在島內恐慌。」林百鴻說出科學教育中，非常具人性的素養與教育期待。
如今，這群「亦師亦友」的教學研發團隊，慢慢將具有探究與實作素養的科學課不斷變化，不只在都會區第一志願學校、社區高中教室裡發酵，莊福泰更遠赴偏鄉六龜帶教師社群、公開授課。在大家都能隨手查資料的現代，教育現場的確不該再打餵養已知知識的安全牌教學，且要加緊訓練學生能有動手設計研究方法的能力與膽量，培養思考辨別事物的科學素養。