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【教育專輯】趕課沒空上實驗怎麼辦?生物課可以這樣教……

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學生觀察動物頭骨。source:阿簡生物筆記

文/簡志祥

國中生物老師常常抱怨時間太少,課都上不完,經常都在趕課,以至於擠不出時間帶學生作實驗。其實課綱和課本的編排都是三節課的內容,可是老師們習慣補充再補充,覺得那些東西都好重要,一定要老師親口講過,學生才能學會。此外,還要搭配課前小考和測驗卷,因為老師相信一考再考了才能讓學生主動學習。

於是乎一週三節的生物課,既要講課還要考試,這樣就沒時間帶學生去做實驗了啊!但實驗的內容也包含在考試範圍內,這該怎麼辦呢?

沒有實驗的實驗課

乾脆先在教室黑板教學生作實驗吧!老師在黑板畫出實驗器材,講一遍實驗過程,最後再把結果寫在黑板,要學生抄起來、背起來,只要這麼作就能安心考試了。如果真要進行實驗,那就集中幾堂課,把所有實驗快速讓學生做過。沒時間作完?那就挑重要的作就好了,這樣也算是對學生有交代了(我們可都有作實驗,可不能說跟別人說,老師都沒帶你們作實驗喔。)

或者老師乾脆帶著實驗器材進教室,親自示範實驗,學生只要負責看就行了,只要有看過就當作是有做實驗了,既安全又快速。最後當然別忘了,活動紀錄簿的答案一定要寫在黑板上,從實驗結果到問題討論的答案,通通照著抄起來就行。活動紀錄簿學生也要好好寫,老師更要好好改,因為學校定期進行作業抽查,不只要檢察學生有沒有好好寫作業,也順便看看老師們有沒有好好帶實驗,有沒有好好改作業簿。

English_Quiz_2007-8-16

source:wikipedia

我之所以敢這麼說,那是因為我以前也這麼用過這種教學方式。活動紀錄簿上一模一樣的答案,簡單好改,紅筆一個一個打勾,一兩節就可以改完好幾個班,頂多只要改改錯字就行了。但是這種千篇一律的答案,改起來卻非常無聊,我常想乾脆發明一台批改機器人來打勾改錯字就好了。

先上正課再做實驗?其實可以反過來!

其實教學時間並沒有不夠,那是因為我們常常把正課歸正課,活動(實驗)歸活動──在正課講的是學生沒有經驗的東西,然後在活動時又再花時間重新講一次同樣概念和內容。

其實活動應該融入正課,成為教學過程的一部份,而非教學過程之外的活動。因為課本裡的科學知識,是科學家透過觀察、實驗、推論、驗證等活動所得到的知識,但我們為了在短時間內快速而大量地教給學生那些知識,就會有人會用這種教學方式,直接擷取科學研究的最後結果,這也就造成正課教一大堆東西,但是卻沒時間進行活動的現象。

怎麼讓活動融入正課呢?那就是讓學生實際經歷那些科學研究過程,從結果中獲得知識。

活動其實都是課本原有的活動,只是老師要換個方式去帶領。以細胞的課程為例,老師如果按照教科書編排順序去教的話,就會是先教細胞的發現與構造、動植物細胞的比較,然後再帶學生去實驗室利用顯微鏡觀察細胞。

Suber cells and mimosa leaves. Robert Hooke, Micrographia, 1665. 圖片來源:Wikimedia 

但如果可以把整個教學流程反轉過來,變成以活動為主的課程,那狀況就會不一樣──學生所扮演的角色,要像是三百多年前的虎克(Robert Hooke,英國博物學家、發明家),在還不知道細胞是什麼的情況下,就去觀察動植物的顯微構造。使用的儀器可以學習雷文霍克(Antoni van Leeuwenhoek,荷蘭貿易商與科學家,有光學顯微鏡與微生物學之父的稱號)用一顆玻璃珠,自己親手做成單式顯微鏡來觀察,也可以用兩個凸透鏡和 PVC管組成複式顯微鏡,甚至也能使用雷射筆透鏡做成手機顯微鏡來觀察顯微構造。

讓學生經歷科學家探究的過程

學生成為自造者,做出自己的顯微觀察儀器、觀察了動植物的組織、歸納出細胞是一個個有規則的結構,並且親眼看到細胞裡面有細胞核、葉綠體之後。老師再利用學生的這些經驗,引導學生提出問題,最後才去教他們教科書裡的知識,這樣的學習才能在學生的心中產生意義,同時也讓學生經歷了科學家探究與學習的過程。

除了把正課和活動的順序反轉之外,還可以把活動用切割和重組的方法,重新安排在正課的教學之間。比如說教科書在血液循環的章節裡,有測量心搏、脈搏和觀察小魚尾鰭的活動。通常老師都是教完血液循環之後,再去實驗室用一節到兩節課同時完成這兩個活動。

但如果換個方式:讓學生先觀察小魚尾鰭血管、知道血液的組成,也知道血液流動是單向而不是雙向反覆來回流動的,再讓學生量自己脈搏和觀察自己的手部靜脈,了解血液和血管,再透過聽心音來認識自己的心臟,而活動之間再穿插著對於這些活動的解釋(就像正課講課一樣)。

學生使用iPad和uHandy觀察小魚尾鰭。

學生使用iPad和uHandy觀察小魚尾鰭。source:阿簡生物筆記

又譬如說要觀察花的構造,老師可以用此活動來講解植物的有性生殖,不需要正課講一次,實驗課又講一次。省去重複講解的時間,讓學生有更多時間能進行探索與獲取知識。因為活動本身就能詮釋那些知識了,不需要非得老師親口說出才行。

實驗室不夠用?記錄本不適合?換掉吧

這樣的課程當然還是有困難,其中一大阻礙是實驗器材和實驗室使用的問題,但教科書裡的活動都要進實驗室才能做嗎?如果老師願意擺脫實驗室,其實很多器材都可以替代實驗室的設備,甚至可以把實驗器材個人化、實驗材料微型化,例如利用點眼瓶裝碘液、封口袋代替試管、飲水機的熱水用來加熱……等。

即使是顯微鏡的課程,目前也有很多替代方案,像是手機顯微鏡,或是有種100多元的玩具顯微鏡,雖然叫做玩具,但基本結構和一般顯微鏡大致相同,也同樣可以觀看課程裡要觀察的細胞。老師花一點錢購買數組,就能夠擺脫實驗室和器材的限制,不一定非要進實驗室才能作活動。

把活動融入正課裡看起來好像不錯,但活動紀錄簿怎麼有時間寫?學生又要怎麼寫?回答這個問題前,倒是想想看,活動紀錄簿真的幫助學生學習活動如何記錄嗎?活動紀錄簿的存在難道只是為了寫下標準答案,然後讓老師批改作為平時的作業分數嗎?

況且,紀錄簿中的「問題與討論」很多都不是真的需要討論的問題,舉例來說,植物無性生殖的活動裡,提問了「黃金葛的芽和根會從哪裡長出來?」,這其實只是填充題而已,偌大的答案格,只要填「莖上的節」就夠了。

又或者觀察蛋的構造之後,提問「試推測已受精的蛋中,主要是由哪一個部位發育成新個體?」。其實活動進行後,學生只觀察到蛋黃上有小白點(胚盤),光靠這樣的證據,又怎麼可能進行推測?更不用說活動紀錄簿的表格都已經是設計好好的,學生只要照著填表就行,無法讓學生發展擷取資訊、統整與解釋的能力。

如果活動紀錄簿裡的設計不能滿足老師的需求,那就改掉它吧。從一開始只要求學生改寫不同的問題討論,後來加上要學生用白紙重新設計紀錄表格,然後就用整張學習單取代部份的活動紀錄,到後來乾脆砍掉重練。

自己設計的表格,學會科學訓練的理性思考

我希望讓活動和正課能緊密結合,所以就規劃了讓學生的筆記本從單純的上課筆記,成為科學的互動筆記本。學生的筆記本攤開來就像是一本書一樣,前面包含了數頁目錄,還有課程中所需要用到的圖形組織圖、圖表製作方法……等。隨後就是利用兩面同時呈現科學概念的紀錄,右頁是輸入的部份,利用各種組織圖整理的課堂筆記,左頁是輸出的部份,寫下相對應的活動紀錄。

活動紀錄中,學生必須自己利用示意圖畫出活動流程,並且自行設計紀錄表格,然後針對結果寫下其代表的意義。而部份活動之後有科學寫作,讓學生依據老師提供的科學引導句(我觀察了……,我發現……,OO和XX的的不同是……),用結構化的框架,半開放性地寫下實驗的結論,因此在互動筆記本裡就能呈現完整的科學學習與探究的歷程。

此外,再加上每章節末的學習小結,讓學生整理該章節容易混淆的概念,筆記本也就成為學生的學習歷程檔案。忠實反應學生個別化的學習過程,成為適合作為和家長溝通的媒介,讓家長了解小孩的學習狀況,當然也可以作為作業抽查的項目。

科學教育的目的

無論是改變教學流程,或是重新設計活動紀錄的模式,都不是為了要訓練學生成為科學家,或是為了要考試得高分,而是要訓練學生理性思考的能力,畢竟這些能力才是科學教育想要達成的目標。

【關於作者】

簡志祥
阿簡老師任教於新竹市光華國中,喜歡各種和科學相關的人事物,觀察的視野從屍體、便當到廚房,經營了一個部落格-阿簡生物筆記。雖然名為生物筆記,但發表的文章卻從課程紀錄到電子電路的DIY都有。
個人網站:阿簡生物筆記

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