2017年9月14日 星期四

水中小生物,教學小改變!!

教學目標升級
國中生物科有個「水中小生物」的觀察活動,老師對這個活動真是又愛又恨,愛的是:此活動一出,必能收服小七的心,沒有一個孩子逃得過翻滾小生物的魔力,恨的是:小生物難掌握,水樣中生物密度太低學生根本找不到,即使有生物也是一溜煙即過,常常是老師看得很高興,學生只看到沙子、氣泡。

通常我們會將水中小生物觀察的教學目標定在:熟練顯微鏡操作技巧或引發學生對生物的興趣,但是其實這裡可以結合「細胞的構造」和「生物體的組成」,做到觀察,歸納、依特徵分類等,只要小小改變就能讓學生學得更踏實。


用斑馬魚看血液循環
台師大生命科學系呂國棟教授的實驗室,因為研究斑馬魚,將斑馬魚發展成可供國中生物課學習的課程,這兩年我參加過幾次活動,前年也邀請他們來壯圍國中、去年到內城國中分享(都是6堂課,一整天,我真是太狠了…),前兩次主要以斑馬魚的研究為主(動物行為相當有趣阿,學生很喜歡),配合的課程是第四章的血液循環,有別於課本內的魚尾鰭血流觀察,只能看到血液、血管,用斑馬魚做觀察材料,可是連心臟的收縮,甚至心房心室都清晰可見的,用慢速攝影甚至可以看到瓣膜(我就是為了慢速攝影換手機….沒想到雙鏡頭的手機,一轉換放大倍數,就自動跳換鏡頭….),也可以看到全身血液如何流出和流回心臟,真是非常好的材料。以下第二個斑馬魚影片是之前用慢速攝影機拍攝的,老師們有看出魚的心臟和教材中人的心臟很不同嗎??要如何引導學生發現這個差異??可延伸到那些單元??對了,學生問了:為什麼血液看起來是白的??透明魚連血液也是透明的嗎?你說呢?




養魚的副產物成為實驗材料
今年,因為知道吳曜如博士因為研究魚而養了很多額外的生物,如草履蟲、水蚤、黃花貍藻…等,所以我和曜如老師商量,是否可以帶這些小生物來宜蘭和小朋友玩!!於是有了復興國中(四班、一班一節課)和宜蘭國中(班、一班一節課)的水中小生物特別課。
水中小生物觀察
一、觀察設備及材料
課程的設計是全班分6小組(3大組),採跑台模式,三台材料及觀察重點分別是:
A:每組3台手機顯微鏡、懸滴玻片+斑馬魚幼魚(出生3天,全身透明,心臟血管血球….可清楚觀察)---觀察斑馬魚的血液循環
 B:每組2台手機顯微鏡、一台示範用的複式顯微鏡(學校提供)、現場製作水蘊草水埋玻片(也有加鹽水,作質壁分離觀察)--- 手機顯微鏡觀察水蘊草,複式顯微鏡(示範)觀察原生質流動及質壁分離
C:各組2台複式顯微鏡,一台示範用的複式顯微鏡、製作好的草履蟲玻片(在水中加幾粒酵母菌,以吸引草履蟲聚集,方便觀察…這小撇步很重要阿)
學生自備手機或平板(和顯微鏡數相當即可)
以下第一個圖是:平板架設在複式顯微鏡上,觀察小生物
第二個圖是手機顯微鏡+平板


 二、觀察方式及內容:
1.老師(吳曜如)簡要說明,引發學生對水中小生物的好奇,並說明學習單內容及寫法,如:生物名稱可以翻書或問老師、生物特徵可以用畫的,第4題的你認為這是單細胞生物或多細胞生物,可以用猜的,但要說出猜測的理由。最後有兩題總結題,第一題:排出3(其實是四種)生物的大小,提示可參考B組,同一樣本在複式顯微鏡和手機顯微鏡下有何不同?? 第二題:將以上生物分成兩類並說出分類依據,因怕學生不懂二分法,所以舉例說明,如ab一組,c另一組。
2.每組(ABC各有兩組)在助教(指導老師)簡單講解後進行觀察,及記錄。
3.10分鐘後,轉台
4.討論及寫學習單(原規劃如此,但沒有一組願意離開阿…)

三、課堂紀錄
在師生互動的過程我觀察到一些有趣的事:
1.學生的生活經驗:老師說:我們實驗室因為研究....所以會用到動物做研究材料,你們認為會用什麼生物?幾乎每一班都能答出小白鼠,但意外的是幾乎每一班都有人答青蛙,不知道這個印象是從哪裡來的?
而當老師問:你覺得我們會對研究動物做哪些事?? 「灌藥」是第一個答案,原來多數學生認為白老鼠是被用來灌藥的!!!
老師問:水中有那些生物?幾乎都答:魚,追問:小生物呢??很多學生答微生物,至於微生物是什麼??答案可精彩了:海洋弧菌、藍綠藻、螺旋藻….反而對最常見的「大腸桿菌」很陌生!看來很多人家裡有「保健食品」或「關心災害」新聞!!
2.觀察、發現問題、思考:因為學校進度還不到第二章,所以還沒教到細胞、生物組成,反而可以聽到很有趣的答案,如:在水蘊草組,學生說看到的是細胞壁(我心裡以為他們知道一格格的是細胞壁),但接下來說:這應該是單細胞生物….到底他們認為什麼是細胞壁阿。不過在示範組看原生質流動時,老師問:有沒有發現綠色顆粒都沿著壁流動??為什麼不會流到中間??請對照課本的細胞圖,推測一下答案,他們又推得出來是液胞;草履蟲那組我們故意不講名字而要學生參考附錄去查生物名,很多學生都說是眼蟲(外型是有點像啦),師問:眼蟲是綠的….,他們說:這是綠的阿….,在顯微鏡下看起來其實真的不像課本說的透明無色(尤其在吃了很多酵母菌後),但也不是綠色阿…,學生的「辨色力」很特別啊!!而當老師提醒學生思考酵母菌為何不斷在轉動?學生說:因為蟲跑來跑去,再請她看某些沒有在跑動的蟲,他周圍的酵母菌是否也會動?為什麼??學生的答案是:酵母菌自己會跑(就像看到水蘊草的葉綠體在流動,學生也說葉綠體會運動)…,課後我在思考:要怎樣才能證明酵母菌或葉綠體並不是自己在動而是被水流帶動??大家有比較好的教法嗎??另外,有個學生問了很好的問題:他問,這是做麵包的酵母粉嗎??師:是,生:麵包加了酵母粉後,也會變出圓圓的酵母菌?? 師:會喔,生:那做麵包為什麼要放酵母菌?? 師:你可以回家查查看,或問生物老師喔!





3. 在一節課中,可以看到學生很有興趣,會自己找(學習意願超高),會寫學習單,但從寫學習單也看出學習的隱憂:正確答案的束縛---在寫()出特徵這題,學生很少能自己寫,而是要徵求老師、同學意見,得到標準答案、後才敢寫,如,生:老師,水蘊草是什麼樣子??師:你覺得呢?生:像格子….,師:那就寫像格子阿,學生彷彿得到聖旨,趕快去寫!!一定要有正確或和同學一樣的答案才敢寫,沒有自己的想法,對自己沒信心....這是怎麼造成的??難道不是我們長期的教育模式害的嗎
教學要會變通
這次斑馬魚團隊出動1個講師3個助教,並且帶了10部手機顯微鏡,才達成這樣的任務,一般老師做得到嗎??我想一般老師絕對無法在一堂課做到這些事,但可以採取別的方式,如:分成3或四節,則甚至可以加入更多素材,一樣可以做到,就看老師覺得值不值得為了水中小生物投資這些時間。
其實我一次讓老師帶這麼多素材,是在嘗試一些教學技巧,如:跑台(材料或時間不足時的好選擇),更重要的是:有意義、有思考的觀察---老師不多做講解(把觀察時間拿來講解,真是浪費阿),不要求答案,但提出一些可以思考的點,留下問題希望能引發學生自主學習的動機。
實驗課不只在實驗室、不只是寫活動紀錄
另外,上完實驗(觀察)並不表示學習就結束了,我們可以做些事使學習效果更延伸,如:把實驗觀察的影片拍下來,在下一堂課作為素材來討論(討論重點或提問可以是實驗課中的對話或引發的新問題),當學生看到他們觀察過的草履蟲再次出現,對話應該很容易展開。而需要較深入討論的問題(如學習單最後兩題),也是實驗過後回教室討論的題材。實驗課不只在實驗室,不只是寫活動紀錄,是一連串的準備、進行與延伸學習!
*感謝台師大生命科學系吳曜如博士,設計所有課程、打點器材,還提供好多草履蟲給老師們!!研究生:林維星、洪修翊、李宗祐擔任助教,講解引導的功力不輸資深老師喔,而且很有親和力,受學生喜歡啊!!
*宜蘭國教輔導團國中自然團將於11/7邀請吳曜如博士來擔任講師,教大家斑馬魚透明標本製作,及多種實驗生物(草履蟲、水蚤、黏菌….)培養的經驗,生物老師一定要學會養實驗生物,教學才能精彩啊!!
補一個水蘊草原生質流動的高畫質影片(吳曜如拍攝)

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