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總算可以來個「科學Maker手機顯微鏡」實做了!

這個研習有點意外---起因於輔導團突然有點經費可以加辦研習,所以怡翔找我商量,我就想要怎樣善用這有限的經費呢?「科學Maker手機顯微鏡」的影像馬上浮出,因為:

1. 能完全取代國中生物教學中的所有顯微鏡課程----如動植物細胞、水中小生物、花粉、孢子囊、黴菌菌絲、魚的血液循環…..等的觀察。

2. 簡單、易學---半個鐘頭應該就能學會觀察的技巧。

3. 易分享---觀察時可直接在行動載具上和別人分享,方便老師教學時的示範解說,學生將觀察結果照相、錄影可以做為作業。這些檔案都可以後製成為教材。

4. 便宜---科學Maker基於推廣的用意所以採「贊助」方式,我們可以用有限的經費幫老師爭取到最多的資源,老師們學會使用後,若教學上需要更多量顯微鏡也可以自己去索取。

*請先申請加入成為科學Maker社團會員(因是不公開社團,欲加入者須由現有會員邀請,要加入者請在這個發文後留言,我來幫你加入)

生物老師一定都想要這樣的顯微鏡吧(不是生物老師也想要吧)!終於有機會實現夢想了!!於是我們開了一個科學Maker手機顯微鏡實作的課。

斑馬魚團隊也被拖下海….

申請到顯微鏡後要組裝、還要實作觀察,我不是一個好MAKER,使用科學Maker手機顯微鏡的經驗不多,所以腦筋就動到台師大呂國棟教授團隊身上了!因為: 呂國棟教授團隊有一個「利用斑馬魚模式進行生物技術科普知識之推廣」計畫,其中觀察斑馬魚的胚胎發育、血液流動...等都是利用「科學Maker手機顯微鏡」來進行,和「科學Maker」有很好的互動合作,所以…只要拉她們下海,我們就可以有很好的觀察材料又可以借用這層關係拿到較多的顯微鏡,更重要的是---有人從組裝到觀察都全包了!!還有比這個更美妙的事嗎?於是斑馬魚團隊就這樣被拖下海…(這事告訴大家---交朋友一定要謹慎啊!)

所以真正研習過程及成果長這樣:

一、顯微鏡組裝

1.吳曜如老師做的組裝說明

2.動畫版組裝說明(https://www.facebook.com/groups/720651754612879/permalink/953128838031835/

葉青州製做

二、斑馬魚的胚胎發育觀察(內含多部影片)吳曜如拍攝

1.影片1---胚胎發育縮時錄影1(歷時約3天)

2.影片2---胚胎發育縮時錄影2(有兩個不同的受精卵呈現不同角度及時期)

3影片3---從交配(應該說求偶---追尾 行為)到產卵到胚胎發育,含產房佈置、

送做堆等資料,提供想自己飼養斑馬魚.產卵做為生殖單元教學的老師參考使用。

三、其他觀察結果照片---

IMG_6047 IMG_6048 IMG_6050 IMG_5892

第一張為落地生根葉的下表皮,第二張為斑馬魚頭部,第三張為加偏光鏡觀察透明塑膠袋之結果,第四張為兩隻斑馬魚

斑馬魚血液循環(血管,血流)---吳曜如拍攝

斑馬魚心跳(透明的身體真容易觀察)吳曜如拍攝

四、草履蟲、豐年蝦的相關資料----

斑馬魚的食物---草履蟲與豐年蝦:斑馬魚卵受精後第六天(孵化後第3天)開始以草履蟲餵食,約一個月後以豐年蝦餵食,所以飼養草履蟲與豐年蝦是養斑馬魚的額外工作,也就是斑馬魚團隊有很多草履蟲與豐年蝦,這次我也拜託曜如帶一些草履蟲及豐年蝦卵來給老師,因為這兩者在教學上非常好用,比如水至中小生物觀察時,我通常會先用乾草浸液養一些草履蟲,讓學生至少可以看到會移動的生物。但是養草履蟲比較麻煩(通常要提早一個星期養而且要有稻草),這時豐年蝦卵就顯得太可愛了,只要前一天豐年蝦卵(水族館都可以買到)丟下去孵化,第二天就有活蹦亂跳的豐年蝦可觀察,有時還沒完全孵化的卵在顯微鏡下動起來(快孵化出來了),真是非常有趣啊,!! 豐年蝦卵真是水中小生物觀察及生殖(由受精卵孵化為個體)的好材料(也可以做分類的觀察材料),而且實驗完只要丟入水族箱給魚吃就好了,真是太方便了,生物老師一定要學會孵化豐年蝦啊!

1. 豐年蝦介紹及孵化方法(又是凹曜如老師寫的,隨時會補照片更新)

2. 豐年蝦趨光性吳曜如拍攝

3. 草履蟲(這是以前學生觀察的紀錄)

以上記錄希望對大家有幫助,有需要其他資料的歡迎留言!!有用顯微鏡觀察記錄的人請將觀察結果上傳科學maker社團和大加分享!

課程或融入式?

接著要進入正題,但首先要界定我所謂的「探究與教學」指的是什麼?我知道大家聽過我執行了5年的「探究課程」,但以新竹市的多數學校七年級生物課是每週三節的事實,要進行「主題式探究」,把探究作為一個課程,有執行上的困難。而且和我連繫的怡嘉老師,希望我以下冊教材內容為例,提供可行的方式。我想這比較接近「把探究的精神及實際執行方式融入在課程中」,所以我設定為「探究式教學」而非課程。這次我選擇以模組的「五段式教學法」(圖)來做說明,因為它非常符合科學方法:觀察、發現問題、假設、實驗、發表….等步驟。

 

步驟1:觀察情境、察覺問題---好的問題打開學生的天眼,並繁衍新問題

探究並不等於一定要實驗,有實驗動手做也不等於是探究,重點是:學生是否先存有問題,為解決問題而去動手做驗證。科學不是因為有發現問題、才會有假設與實驗嗎?但是學生會自己發現問題嗎?這就是老師要做的:在教學中提供一些情境、打開學生的視野,讓學生觀察到更多的自然現象,並引發疑問。當學生提出問題後才有可能引導他們做實驗求證的方法。

 

把情境帶到學生面前,擴展學生視野、引導發現新問題

我以「植物的感應」為例和老師分享我的作法:我先請老師回想自己上「植物的感應」常用的模式,大概都是舉個例子---如陽台上的….等作為引起動機,然後說明定義:向性是….。我的作法是:給學生看6張圖片,在看每一張圖時都和學生做問答,如:第一張圖我問:這在哪裡照的?什麼時間照的?學生很快就會答:教務處旁那棟教室、早上照的,因為陽光從x棟照是那邊照過來…,每一張照片我都會安排這種很生活化、沒有太大學問的問題,主要是讓學生願意而且有能力回答。接著我會問重點:照片中的植物有什麼特徵和「感應」有關?學生七嘴八舌後最後會得到:「它們都面向陽光」的說法,這是這個單元的重要概念之一,但我要讓學生自己說出來而不是由我告訴他;接著我會問一個課本沒有,稍有挑戰性的問題,如:如果我下午再去照,這些植物會轉到另一邊嗎?這時學生就會有爭論,各依自己的知識、經驗或推論來爭辯答案,這就是我要的---讓學生發現問題;我會裝傻說:老師也不知道答案耶!要怎樣才能決定哪一個答案是對的呢?學生說:下午去看就知道啦!你看,我們並沒有真正做實驗,而且也沒花很多時間,但是這裡面包含了觀察、發現問題及簡單的驗證….。我用這樣的模式讓學生看了六張照片,目的是:把情境帶到學生面前,擴展學生視野、引導發現新問題、還要誘導他們思考解決問題的方法。

這樣簡單的觀察情境,其實幫助學生察覺不少課本上沒有的問題,如:百香果的捲鬚一定要有接觸才會捲嗎?為什麼不是同向螺旋捲?白天時如果將酢漿草放在黑暗處葉子會閉合嗎?….這些都是課本上沒有的、可以做探究的,如果時間允許就可以變成很好的專題探究或科展的題材。

 

引進知識概念

之後老師再提出更有挑戰性、需要統整、分析能力的問題,把課程導向知識概念的教學:請把這6種現象分類(分成2-5類皆可),你會怎麼分?為什麼?其實我在照片中安排了兩個梗:百香果的捲鬚及楓紅,這兩種感應是課本上沒有的,我要測試學生能不能不按照課本,而是自己歸納出特徵來做分類!此時會出現有趣的現象:成績不是太好的、沒有預習或補習的學生,會很有自信、很有創意的分類,如:會動的和不會動的;和生長有關的一組、和生長無關的一組;和陽光有關的一組、和陽光無關的一組….等,反正他們自有一套分法而且敢講。反而是成績很好的學生(或有補習)找不到頭緒,他們會說:應該是鵝掌藤和地瓜一組:都是向性;酢漿草和捕蠅草一組:都是膨壓運動;可是楓紅要分在哪裡?他叫做什麼感應? 當我問他們:鵝掌藤和地瓜的共同特徵是什麼時,他們會說「都是向性」(用概念解釋概念),我再問「哪從哪一點看出他們是向性?」,就答不出來了(只能答:課本這樣說吧!),他們被課本或補習班制約了,所以他們比較少看出新問題,也提不出新看法。當學生有認知衝突、有無知的感覺時,我再順勢說:同學的分法也有道理,不過科學家根據長期研究後將這些感應分為…..

 

如果學生不回答問題…

當我分享完我如何利用提問來引導學生觀察情境、察覺問題後,老師提出這個疑問:如果學生都不回答問題要怎麼辦?這可能是多數老師的痛,有時費盡心思設計問題,學生就是不配合你、不討論。但我比較少這方面困擾,我採取預防勝於治療的做法:當你提問時一定要考慮學生的經驗,讓學生願意、也有能力回答,如果提問像考試一樣,是需要先念過書,先有很多知識才能回答的,那就和考試一樣,只有少數學生能答,而且只有標準答案沒有討論空間。如果你太快批判或否定學生提出的答案,那學生很快就會閉嘴不想回答。老師要保持對學生的問題有興趣,願意和學生討論的習慣,也要多鼓勵學生,這樣才能培養出討論的氣氛!

 

「直接呈現知識」和「把知識藏起來讓學生去發現」

另一個老師提出很核心的問題:老師這樣拐彎抹角之後還是要教科學知識、定義等,如果老師用很好的講解技巧,很清楚、有系統的把知識教給學生,不是更有效率、考試成績更好嗎?為什麼要花那麼多時間(其實並沒有多花時間)讓學生去探索、發現呢?這個問題太大,我一時也沒辦法回答,之後我們在吃飯時都反覆在談這個問題,我只提供一個事實:當你知道有一個標準答案時,你就不會去尋找,當你獲得答案時,你就不會去思考,這就是我剛開始時所說的「美麗背後暗藏的危機」-老師和學生都不思考!這是我們都認為不好的教與學!

老師的覺察是改變教學的契機

其實本來我設計這段分享是要以此為例,請老師們從下冊的教材中發展一個適合的「觀察情境、察覺問題」的方式(工作坊就是要實作啊),後來因為老師們的提問和討論而沒有真正的實做。但是我從老師們的提問看出老師們其實已經有在觀察自己教學的情境,已經針對自己教學提出問題,比起多數老師只知否定,或根本不知問題所在要強太多了!我以前曾碰過老師說:「那是因為你教一年級,一年級學生好騙,二、三年級學生才不鳥你…」,或「你那樣教學生有考比較好嗎?」,這就表示老師還沒覺察教學的問題,當然也就不可能去設法改變了!我想新竹市這些老師們已經跨出很大一步,之後就只剩「技巧」的問題,這是比較容易解決的!

  今天因為是運動會,一早到運動場比完趣味競賽後就"閒閒沒代誌"了,坐在休息區欣賞了一場免費的"戰鬥機表演"(噓...也許是軍方機密),向同事借報紙,同事說只有"蘋果日報"  ㄟ,蘋果?不是有很多兒童不宜的畫面嗎? 不過反正閒著, 就拿來翻一翻,沒想到頭版頭條就讓我眼睛一亮(不過也只有這則新聞可看,其他內容真是...)!

  台灣之光---全球第一顆葉綠素電池,沾水10秒充電mp3聽2天(蘋果日報)    (本部落格生物教學與新聞中也有連結)

  內容圖文並茂介紹 國立虎尾科大光電與材料研究所教授與研究生研發的以葉綠素為電解質的電池,雖然看完還是不懂葉綠素聚合物是 什麼東西,用什麼方式製得,但最少可以確定是和植物和葉綠素有關.昨天正好上到光合作用,講到葉綠素可以吸收太陽能(國中生是無法瞭解電子傳遞的),我還在跟學生討論---一定有辦法利用葉綠素的這個特性,來做"太陽能電池",這是真正名符其實的綠色能源喔!沒想到馬上就有實物了!雖然離量產還很久,但真的讓人有"生物萬能","希望無窮"的感覺!很高興人類越來越會向其他生物學習,越來越發現生物的奇妙!下週我要告訴學生---你看!好好瞭解生物,學習 生物是多麼有用的事!葉綠素萬歲!

由於想要和大家分享這個消息,所以上網搜尋,發現竟然只有蘋果日報有附圖,其他都只是文字報導 ,原來"蘋果"不全然是毒蘋果或爛蘋果,也有營養好吃的蘋果呀!