壹、課程設計之未來性依據
一、2020年世界經濟論壇（World Economic Forum）發布《未來學校：為第四次工業革命定義新的教育模式》白皮書，發表未來學習八大技能之第二項技能是「創新和創造力技能」—包括培養創新所需技能的內容，即解決複雜問題、分析思考、創造力和系統分析等。
二、21世紀的人才新定義與創造力特質(遠見雜誌2020-01-29)
21世紀的人才新定義，「通才」和「專才」其實都不是最強的，當今世界對人才的要求又有了一個新高度，我們可以稱其為「全才」，「全才」有自己擅長的核心領域，同時對其他領域也有所涉獵，「全才」是創造力最強的人。未來學家、趨勢專家丹尼爾·平克在《全新思維》一書中提到，「全才」的優勢來自於這樣一種能力：他們能發現完全無關的兩個系統之間的連結，能將若干個相互獨立且毫不相干的要素組合在一起，形成某種新的觀點。《創造力》一書的作者，芝加哥心理學家米哈里，也曾對很多具有創造力的人做過研究，他發現，創造力一般都與「跨領域」有關，最具創造力的人，能看到各領域之間被其他人所忽視的連結。
三、跨領域想像創新課程之文獻來源依據
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- 教育家杜威（John Dewey）就曾提醒我們：知道「如何思考」（how to think）比「思考什麼」（what to think）更重要。
- 愛因斯坦Albert Einstein說想像力比知識更重要，因為知識是有限的，而想像力概括著世界上的一切，推動著進步，並且是知識進步的源泉。嚴格地說，想像力是科學研究的實在因素。提出一個問題往往比解決一個更重要。因為解決問題也許僅是一個數學上或實驗上的技能而已，而提出新的問題，卻需要有創造性的想像力，而且標誌著科學的真正進步。
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貳、課程設計目標
一、培養創造力素養
(一)引導學生『能看到各領域之間被其他人所忽視的連結』
(二)學會如何跨領域想像找到領域之間的連結–發現現象找問題
(三)具備研究主題自我評估能力
(四)探究：搜尋兩領域間的關聯性學理知識及技術–找出獨創性解決問題的方法
(五)實作：符合科學方法的實驗設計
(六)面對實驗失敗的正確態度
二、以實際科學研究案例做更好的教學示範
本課程提出運用跨領域想像創新思考模式教學方法，藉此想像力產出創造性的新思維，提出突破領域瓶頸的新方法，用創新方式解決問題，並以[更精準掌控發酵-酵母菌在麵粉糰中發酵程度的電特性大數據研究(食品與電學)、蒐集樹醫生木槌下之大數據-植物輸送水分時段頻譜分析(植物與電學)、超前部署-從非線性聲學角度研究定向喇叭音質不佳原因之初探(非線性聲學與電學)]為跨領域主題式教學範例。
叁、課程設計對象
高中部探究與實作課程學生
肆、課程單元規劃與期程
一、第一階段(探究)
(一)提出問題
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- 研究方向：研究主題思考方向引導：尋找與生活有關領域(舉例)
- 找問題：搜尋所選擇的主題方向問題
(1)事件或事故。(2)困難或難題。(3)待解決或無法解決問題。(4)新發現。(5)關注焦點。 - 研究主題確定前置思考
(1)提出所要解決的問題。
(2)蒐集有利於研究動機的佐證文獻。
(3)研究主題自我評估
a.清楚且聚焦 b.對相關研究領域有貢獻 c.可用科學方法檢驗 d.鄉土之相關性
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(二)定義問題
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- 決定研究主題
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(三)獨創解決問題：跨領域想像創新方法
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- 提出B領域問題(研究主題)
- 思考用A領域知識技術思考B領域問題
- 用A領域知識技術實驗設計解決B領域問題
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(四)如何撰寫研究計畫
摘要、研究動機、研究目的及研究問題、研究設計、參考資料及其他
二、第二階段(實作)
(一)準備實驗器材
(二)依實驗設計實驗
(三)實驗數據分析
(四)討論實驗結果
(五)修正實驗設計再實驗
(六)討論實驗結果並做結論
伍、課程遇到瓶頸困難如何解決
一、檢討實驗過程瑕疵
二、再思考學理是否充足
三、實驗失敗是上帝要給您新的思維-會有意外發現
四、是再探究的機會
