前些年由高年級導師轉任自然科任，在備課的時候，一直對新課綱中強調「探究與實作」的教學目標，感到好奇與困惑。這段時間除了課餘時間與自然教學團隊的資深教師不斷地對話，也因著自身的興趣，開始接觸一些「自造者Maker」的課程，像是3D列印、雷射切割、arduino等……。每次的研習都讓我大開眼界，原來有這麼多創新的科技發想，正默默地影響我們的生活。
但這些內容，如何融入課程設計中？在教學過程中，要呈現怎樣的風貌？這些問題便得回歸到自然課綱的主題：「探究與實作」，如何在實作的過程中，針對課程內容培養學生發現問題、認識問題，解決問題，以及提出結論與表達溝通之能力。
於是我們開始加強自然實驗的操作課程，先將學生分組由六組再細分成九組，而多年積累的器材，更儘量讓學生人手一組，讓每個人都有動手操作的機會，成為課堂的主人而非客人。而某些較繁複的實驗則是由整組三人通力合作，培養學生團隊合作與溝通協調的能力。而原先講述性的教學，改由提問的方式，引發學生思考的動力，嘗試去找出答案，而非只是接受解答。其間並參考頭家國小李金生老師的筆記教學，引導學生整理、歸納自我的思考過程與學習結果。
然而「探究與實作」課程不僅是新課綱自然領域的最大特色，而且還鼓勵跨科開設課程，嘗試作知識的整合。如何在教學現場開發新的跨科教材，設計新的教學模組，仍舊是讓我們第一線教師最感困難之處。
而在一次《科學教育推廣智慧積木種子教師工作坊/上石國小陳培陽老師》研習中，發覺利用積木設計各式科學原理的關卡，使之連動，不僅有趣，吸引學生注意，更能連結各年級的自然課程。
於是個人開始在課餘時間想要組織學生嘗試看看，但此時便遇到第一個問題，如何挑選成員？一開始先請五年級自然科任老師推薦人選，在六上自然的第一單元教學中，觀察其課堂表現後，挑選成員。然而很可惜的是受限於積木器材的不足，僅僅只能招收3-4名學生。
有了人選，練習時間也是一大考驗。由於自然課程進度其實很緊湊，所以一開始先用每周二五的午休時間，讓學生先熟悉積木的類型與一些基本的組裝技巧。再來請學生先利用課餘時間，先自行上網蒐尋相關資料。像是Youtube是相關資訊取得的便利管道，從影片中可以看到他人分享的創意，並讓學生先從仿作開始入手。像是最基本的軌道、重心、單擺、簡單機械等，利用積木組合展現其原理的應用。
接著請學生嘗試利用各種方式，串連各個關卡，放手讓學生自由發揮，不要設限，不要框架。此時便可感受到學生的創意發想每每總令人大開眼界。
經過前一兩個月的基礎練習，其實會發現時間真的不夠用，因為每增加一個項目，就需要更多的時間微調。於是除了午休時間，我們再利用星期三下午及星期五下午，讓學生留校練習。到了比賽前一個月，連星期六日也到校加練。
這樣的練習其實很花費老師的精力，此時家長的協助便格外重要。幸運的是我們剛好遇到了同在國中教授理化的家長伙伴，在引領學生發想與解決問題的過程中，雙方的腦力激蕩，使我們得以克服其間的種種挑戰。更要感謝家長不但在器材上大力支援，更主動擔任團隊的指導老師，每次周三下午及假日的練習，都親身參與。
帶了幾年團隊，其實覺得學生從機關王比賽中，受益許多，尤其是對實作問題的解決能力培養，更是明顯。可看到學生在練習過後，能夠自己觀察積木關卡設計，找出問題所在，馬上現場修正。在比賽時，能對裁判條理分明的介紹各個科學原理的應用。這不正是「探究與實作」課綱設計的目的嗎。
而每次賽後，不論成果如何，我們均會將作品的關卡設計拍攝成影片，在自然教室外的公共空間實際展示操作，讓其他未能參與的學生亦能藉由作品觀摩，從中學習。每每看到觀展的學生，眼中的光芒，口中的驚嘆，就覺得這一年的辛勞是值得的。
其實從整體規畫而言，三四年級的自然課程，像是基本的軌道、重力、風力、彈力等簡單的科學概念，都可以嘗試利用積木設計實驗課程，讓學生在動手操作中實際體驗。而後銜接五年級的基礎力學，與六年級的簡單機械。而課程規畫上，可利用周五的社團活動，又或寒暑假的育樂營，讓有興趣的學生得以作更進一步的學習。
當然，這樣的規畫，便需要各年級的自然教師，做跨學年的課程設計，這部分就是另一個大工程，不在此討論。
且光是目前高年級的課程設計上，這樣的團隊競賽亦未能推而廣之，除了練習時間是對學生與教師團隊的一大考驗，積木器材的取得更是最大的難處。目前有幸學校自然科任老師，在之前主動參加比賽，得贈一組基礎積木組，再加上家長的全力支援、教師的自行採買，僅僅只夠一組團隊使用（其實還是缺東缺西的）。然而若要擴大培訓學生數，甚至推廣到教學層面，卻是遠遠不足。
實驗教材的準備，一直是自然課程最重要而最麻煩的地方。正規課程所需的器材可透過學校採購，然而積木教具的採購，由於並非所有學生均能使用，一直是我們想要克服的難題。這點其實可以參考上石國小陳培陽老師的作法，援引家長會的協助，不過個人覺得這部分就同課程設計一樣，需先有共同理念的教學團隊，提出計畫，再來討論申論補助與否。就暫時不予討論了。