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通過率最低的是…..

你知道103年的國中教育會考自然科全國平均通過率是多少嗎?答案是53.15%,有點低吧,其實就是不及格阿!以下是103國中教育會考自然科各題評量結果統計,更詳細的資料請參考宜蘭縣自然與生活科技領域專任輔導員陳怡翔的分析(這裡)。

以生物科老師的習性,當然是先看生物科的哪一題通過率最低,結果是編號34的那一題,通過率只有0.26,這也是自然科所有考題中通過率次低的一題,只比第45題的0.25高一點點(但在宜蘭,這兩題的通過率都是0.20)。

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以下是第34題----

選項命中迷思概念

這題會成為生物科甚至是自然科通過率最低的題目,應該有些老師會覺得很訝異:這不是我們一再強調的概念嗎?就只是考「所有細胞都是經由呼吸作用分解養分釋出能量」這樣的概念,沒有計算、也不需要統整其他概念,為什麼通過率會這麼低?但以我來看其實意料之中,因為歷年TASA測驗結果都顯示:學生對呼吸作用有很根深蒂固的迷思概念,包括

1認為只有呼吸器官(動物的鰓、肺、氣管,植物的葉子)才會進行呼吸作用

2認為葉子白天進行光合作用、晚上進行呼吸作用

3認為植物的呼吸作用白天呼出氧氣、晚上呼出二氧化碳。

迷思概念形成的原因

之所以會出現這樣的迷思概念,原因可能包括:

1缺乏具體經驗---七年級學生有很多仍在「具體操作期」,必須有具體經驗或實務操作來協助思考,但是呼吸作用是很抽象的---看不到、摸不著,所以學生會把動物的呼吸運動(有親身經驗)誤認為呼吸作用,而植物則連可觀測到的呼氣、呼氣現象都沒有,學生很難想像根莖花....有在進行呼吸作用。

2生物教科書中呼吸作用出現的順序和選用的題材不利建構完整的呼吸作用概念:有關呼吸作用的教材出現在

(1)、第一冊第三章「食物與能量」---此時學生對化學反應與能量尚無概念,只能死記「細胞會進行呼吸作用釋出能量」

(2)、第一冊第六章,在動物---以呼吸運動來強調體內如何維持二氧化碳的恆定,但沒有連結到「二氧化碳是來自所有細胞的呼吸作用」、「呼吸作用是分解養分釋出能量」的概念,造成學生誤認呼吸運動就是呼吸作用;在植物部分則僅以「種子萌發時的呼吸作用」活動,強調植物也是呼出二氧化碳的,還是沒辦法讓對「根、莖、花....所有細胞都有在進行呼吸作用」。

(3)、強調葉子白天氣孔開、吸進二氧化碳呼出氧氣,讓學生錯誤連結以為「植物的呼吸作用白天呼出氧氣、晚上呼出二氧化碳」,或「葉子白天進行光合作用、晚上進行呼吸作用」。

迷思概念的澄清

看到這題的超低通過率,很多生物老師都生氣的說:明明每次都有特別強調....、講過幾百遍了還錯….!是的,講幾百遍還是會錯,所以... 「麥擱共啊」!我們換個方式---做給他看甚至讓他自己做,要讓學生有感啊!

讓學生看到植物在呼吸

關於呼吸作用的迷思概念,我曾經設計過兩個活動(植物的吸氣、呼氣---光合作用、呼吸作用)希望能協助學生澄清概念,基本的原理是利用BTB液遇氧成藍色,遇二氧化碳成黃色的特性設計實驗,讓學生觀察植物的哪些部分會進行呼吸作用、什麼情況會進行光合作用!請參考以下兩篇教學紀錄

關於植物吸氣、呼氣---學生怎麼想?

植物的白天與黑夜---氧還是二氧化碳?

BTB的變色反應

教學設計(簡化影片版)

如果老師們只是想建立「植物的所有器官都會進行呼吸作用」,那不一定要使用BTB液,只要選用合適的酸鹼指示劑即可(課本中所用的石灰水反應,反應沒那麼靈敏也不如變色明顯),我想---根據學生的迷思設計可觀察甚至可動手做的教學活動(其實是很好的探究活動),才是破解迷思的可行之道。

*上文所說的課程是國教院教材原型計畫跨科模組---全球暖化的一小部分,此模組光是生物科的部分就有將近100,我覺得老師們一定懶得看!所以我把其中的光合作用與呼吸作用的活動節錄下來(含活動的教用版---即學生活動學習單但有答案版_),及實驗指導手冊,教學示例,及閱讀資料!...不是很完整但比較不會太繁瑣,不知這樣是不是對大家有幫助?(上文中所附兩篇教學紀錄是我依現有課程將模組內的理念及教學設計融入後所做的教學)

0926公開授課後記

這學期宜蘭縣國教輔導團「國中自然與生活科技領域團」由怡翔來帶領,開學後怡翔找了3個兼輔和我一起討論精進計畫(就是安排老師的研習),怡翔說:今年處裡要推觀課,每個老師至少要有3次的觀課,我就想---那第一次研習就來做公開觀課啊,一來宣導這個政策,二來讓大家更清楚可以怎麼觀課及觀課的效用!於是9/26的公開觀課就這樣定了!因輔導員林宛青老師去受訓,無法擔任的公開授課工作(他上學期已經擔任過一次公開授課教師),我就自告奮勇說:那我來上好了,於是我退休後第一次回學校上課竟然就是:公開授課。

一、觀課前準備:

由於離要授課還有近3週,而公開觀課當週宛青老師的班級會由代課老師上課,所以很難預測到時(星期五)該班的進度會到哪裡,所以在選擇「單元」時有點遲疑,最後和宛青討論後定為:「滲透作用」。

觀察、合作學習、跑台、教學影片

單元決定後,我和怡翔老師、宛青老師討論,這次觀課想呈現什麼教學理念、教學模式或教學方法?宛青老師在上學期的公開觀課時,依進度選了「演化的證據」這個單元,當時因這個單元較少可以動手操作的活動,所以我們用「論證」做為主題,想呈現怎樣經由「提問」引導孩子去確認問題、提出主張、獲得結論等。這次我們希望能呈現動手做的教學(所以選了滲透作用),因為「滲透作用」單元,課本內就有「做泡菜」相關的活動,所以正好可以演示「課本活動的改良、延伸」;而教學模式當然是推了2年的「分組合作學習」,在分組合作的模式下,我們可以採取哪個教學策略呢?考慮到「觀察活動」不只一個(原先想用兩個後來增至三個),如果依合作學習提供的策略,最可能選用拼圖法(每組派人至專家組學習,然後回原組分享),但因為我們覺得「動手做」、「觀察」不適合由別人代為體驗,所以最後捨棄拼圖法,選用「跑台」法;至於演示中出現的「教學影片」則又是另一段故事了!

窮則變,變則通

開始規劃教學流程後發現---我們缺很大!在時間、設備、先備知識等方面很「窮」,所謂「沒錢有沒錢的作法」,我們發揮「窮則變」的精神,作一些改變,看起來課程還是能通順運作的:

1. 缺時間:「半透膜的特性」、「當蘿蔔遇到鹽」這兩個活動都需要「靜置15分鐘後」才能觀測結果,這樣「時間」會很不夠,怎麼辦呢?於是出現了:「靜置15分鐘」之前的實驗都由老師這邊先做好,學生只要做之後的觀察、檢測即可的做法!可是要怎樣讓學生知道那些裝置是怎麼做的呢?最後出現了---將實驗過程預錄成教學影片,學生看教學影片學習的做法!於是我開始錄影片、怡翔幫忙去借IPAD…,然後我們就「偽翻轉」了!

2. 缺儀器、材料:「當蘿蔔遇到鹽」這個活動原先設定要測「重量變化」,但我們缺簡便的電子秤(兩組最好能有4個秤,但我們只有一個),所以改成用模型切出蘿蔔,看看經處置後能否塞回原處的活動,雖不精準但很直觀!腸衣那個活動,本來想跟大學實驗室要一些半透膜來玩,也沒要到,只好去菜市場買腸衣,效果意外的好!

3. 缺先備知識:澱粉、葡萄糖的檢測是第3章的活動,學生缺少先備知識,但是我覺得這個活動只需知道「檢測方法」和「判讀依據」就好,所以就把方法用影片呈現,而判讀依據則寫在學習單上,把第三章的活動提早在這個單元進行。

二、觀課進行中

1、導入---連結舊經驗、說明今天的課題(學習任務)

經過簡短說課之後,我先到實驗室準備(感謝怡伶老師幫忙印學習單)。正式上課後我依照原先的規畫做5-7分的導入,其中有幾個對話我覺得很值得深思:

師:如果把學校比喻為細胞,那你們認為何處是「細胞膜」?

生:門房

師:門房和細胞膜哪裡相同?

生:細胞膜是細胞的門戶、管制物質進出,門房也是啊,管制我們的進出!

師:可是細胞膜要能把細胞和外界隔開來、分出內外!門房可以嗎?

生:……啊….籬笆、圍牆…

在教學的過程中我們經常會使用「比喻」、「口訣」來幫助學生記憶,可是有時「比喻」、「口訣」可能反而造成迷思概念或錯誤認知喔!

2、實作、觀察

這次我很貪心的安排了三個觀察活動(詳見教案),果然時間上太趕了,討論的部分只象徵性的8分鐘,只能讓兩組來報告,如果能再有20分鐘會更完整。

不過以師生第一次見面、學生第一次做跑台…等條件,學生有這樣的表現,我覺得很難得!復興國中的孩子的確優秀!

上課、觀課過程中有些有趣的畫面,用文字轉播一下:

(1)學生沒有非常會使用IPAD,有2台聲音太小了,學生沒有把聲音調大,影響學習(不過如果每組都調大,聲音應該會彼此干擾)。其實我只是受阿簡、小P、昌宏他們的影片教學刺激,硬要東施效顰,但因自己對行動載具等在教室中的應用還很陌生,所以只用了最陽春的功能---播放影片,有點像拿IPHONE6卻只會接電話…!不過我想告訴老師---平板、行動載具在教室中會有很大的應用,大家多少要去了解一下!

(2)老師也很想看:雖然我之前就將影片公佈在臉書,但觀課的老師大多沒看到,所以上課時他們也很好奇,一直想看影片的內容,只是學生圍著IPAD完全不讓他們看,老師急得團團轉,那景象真是有趣!

(3)一個影片各自解讀---雖然影片的解說我認為應該還算清楚,但的確有發生學生會錯意的情形,尤其「腸衣」那組,因為對他們是全新的內容,要理解有一定難度,學生在這組出現較多的混亂,有一組學生甚至看錯了,所以沒能正確操作之後的實驗!我想---影片是流動的,理解較慢的學生,很容易漏失某些細節或關鍵,當我們要求全班同一進度時,他們只能囫圇吞了(其實老師的解說也是流動的,也會有這現象)!另外,洋蔥表皮細胞的滲透作用那組,在桌上有兩部顯微鏡,是要讓他們兩人一組操作,但有些組只有一人操作其他人則等結果,顯然還沒有「分工合作」的習慣,不過,國一新生團隊默契還沒培養好也是正常的。

(4)統整與發表

這節課最後也最重點的地方是:各組根據跑台結果進行討論:「細胞膜如何管制物質進出?」,並以圖示寫在小白板上(後來因沒白板,所以是多發一張學習單,寫在學習單背面)。我覺得:學生的討論與發表是我最想呈現的點,因為它可以給老師帶來最多啟發。這次雖然因為我的貪心,沒留下足夠時間來討論與發表,但從討論和2組的發表即可「見微知著」,議課時我們根據這點做了一些討論。

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三、議課

這堂課的設計是:學生從3個活動觀察的結果,推論:1.「細胞膜構造」 2.哪些物質可進出細胞? 3.水在哪些情況下會進入細胞?哪些情況下會離開細胞?最後再由教師做總結。也就是我希望學生能「執行實驗,依結果去批判或瞭解概念、理論、模型的適用性。」,但是我知道:學生應該做不到這點(所以最後會由老師把理論、模型補足),因為我們的教學是:先給概念、理論、模型,然後讓學生用這些知識去解釋已經存在的現象。但現在要學生做的是:從現象推出理論、模型。我想經由學生表現的「不賢」讓老師看到傳統教學的「不賢」。學生果真如我所料呈現出這些現象。

(1)尋找標準答案的教與學

討論開始一小段時間了,發現有些組完全呆在那邊,然後他們急著舉手找我,問的問題是:可以看課本嗎?

你看出來了嗎?面對新問題時我們的學生第一件想做的事是:找標準答案。從腦子的資料庫裡找,找不到了就找課本,再找不到就去問老師,老師也不知道就去網路搜尋…,我們的教育讓學生以為:一定有一個標準答案存在某個權威的地方(課本、老師、百科全書、教授….),學生不認為「自己看到的現象,就可回答問題,那就是答案」

另外從學生的學習單、口頭報告裡也可以看到「用標準答案答題」的現象:

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比如:這一題:「澱粉能否通過腸衣」判斷的依據,應該是:我看到袋子內有藍黑色而袋子外沒有,所以表示澱粉沒有跑出袋子外….但很多學生寫:因為澱粉是大分子!從活動中哪裡可以看出澱粉是大分子啊?這是因為他們學過澱粉是大分子(可能是查書或有補習),自認已經有答案了,所以就不去觀察、思考!

這一大題的回答除了顯示「答題指」引要修改(最好用引導句讓學生照樣造句)外,其實更凸顯傳統教學的問題:我們的教學一直是「告訴學生問題的標準答案」,讓學生習慣把自己的大腦當成資料庫,學習就是把資料(而且是唯一的標準答案)往資料庫輸入,這樣的教、學是很危險的,因為「未來會遇到的問題現在還沒出現,所以現在無法預設未來的標準答案」,更因為「如果你相信只有一個標準答案,你不只會停止尋找,在你有了一個標準答案,你就會停止思考。」!學生不思考是因為長期以來我們一直為他們標準答案阿!

(2)老師的提問

「滲透作用」這個概念,在國中的教學中一直沒有太大的改變,30年前講半透膜、用紅血球在高低張溶液中的漲縮情形、植物細胞的質壁分離,30年後的現在還是用紅血球漲縮、質壁分離的例子,不過多了「做泡菜」這個比較生活化的活動,也多了「通道」、「膜上蛋白」這些新概念。但是這些概念其實是很複雜的,不是經由觀察就可以得到的!比如:學生看到色素(或葉綠體)縮在一起(質壁分離),有什麼依據或邏輯可以想出:這是細胞脫水的結果?泡鹽水時為什麼只看水的移動而不管鹽的移動呢?這些問題也許連老師都解答不了呢!

這次議課討論時有老師提出:

老師為什麼要設計葡萄糖可以通過腸衣那個實驗?因為學生從---葡萄糖可以通過腸衣,獲得葡萄糖可以擴散通過半透膜的概念,但是實際上葡萄糖並不是簡單擴散阿,它必須有膜上蛋白協助….這樣不是會造成學生的矛盾?

這真是好問題,所以:葡萄糖到底可不可以通過細胞膜?

其實我本來蘿蔔泡鹽水那組還想泡糖水呢!

※如果將蘿蔔泡在濃葡糖糖水中,會發生什麼狀況?

※如果腸衣袋內裝濃食鹽水,泡在清水中,水中會出現鹽嗎?…

所以,細胞泡在鹽水中為什麼會縮小(或質壁分離)?老師們會怎麼解釋呢?(留給老師們在網路作共學,大家來討論阿)

四、心得:

這次的公開觀課,我自己不是很滿意,因為時間沒控制好(其實是太貪心,弄了3個活動,時間一定不夠的!),但是非常謝謝參與觀課老師的回饋,我舉一兩個例子:

美蓉師:我們都知道您想讓我們學到更多,所以仍冒險安排3組實驗的,真的很謝謝您為我們辛苦準備這麼多您的用心大家都知道!(藍霖、如君、佑君、哲榮….等老師也都這麼說)!

美蓉老師和我一樣是「資深老師」,也準備明年要退休了,但是他在議課後還留下來和我討論「不讓你睡教學法」!美蓉老師自進復興國中以來,一直是我們生物科的好夥伴,想當初我提出「科學探究」這麼大膽的課程,美蓉老師也是在聽了我幾次「遊說」後就加入這個課程,而且一直做得很好!如果不是他默默支持,其實我的科學探究課程不可能實施的!我覺得像美蓉老師這樣默默在做、沒沒無名的人,其實是我們這些橫衝直撞、突發奇想的人的重要支持力量。

建良師:我看到一個非常大的優點,雖然學生沒有完成回答出老師的答案,但是學生他們每一個都很認真學習,這個不就是我們要的嗎?我作的合作學習其實大部分時間都還是我主講,學生還是會分心,但是今天這一堂課我看到的學生每一個都很認真…。

建良老師是非常勇於學習和改變的,一年前我去看他的合作學習教學,當時真的是有分組的形但沒有合作的實,而且是以講述式+講義為主;後來建良來看宛青的那場公開觀課,他真的有看到「如何設計提問」,回去後就積極在做一些改變,這學期一開學他就來找我,說他想要改變教法了,從放棄使用自編講議開始,這真是很大的突破,我看過太多老師依賴「講義」教學的例子,尤其自編講義者更不願意放下他投入心力的傑作!建良老師願意放下講義嘗試以學生為主的教學,一定是有很深的體悟和很大的決心!雖然中間他碰到:成績退步了…等挫折,但是他一直有在尋求協助、觀摩別人的教學,前兩天我看到他寫:今天在教食物中的熱量怎麼算出來,用合作學習居然全班只有一個不會…真是太替他高興了!真的是:只要有心改變,改變就可以發生;只要改變開始發生,改變就會不斷發生!能參與建良老師的改變真是榮幸啊!

很多人說我---退休了還這麼有熱忱、奉獻教育…,我很感謝大家對我的抬舉,但說真的,做這些事完全不是犧牲奉獻,這是我的興趣,我愛做的事,感謝大家給我舞台、陪我玩!我喜歡玩,以後有研習別忘了叫我阿!

0926公開觀課資料夾(這裡)

上週試作單珠顯微鏡,結果很不容易對焦,算是失敗了!!!昨天看到新聞中說:有人把雷射筆拆開來,裡面有一個透鏡,拿來加在手機鏡頭上,就可以有很高的放大倍數,可以拿來驗假鈔!趕緊拆了一之雷射筆(沒用過喔),取出透鏡,真的有很不錯的放大倍率呢!!而且製作方法很簡單(連我這手拙的人都會作)!也很容易對焦!最棒的是:看到滿意的可以隨時拍下或錄下!這用於上課真是太方便了!!!我開始想可以用在哪些方面(絕對不會用來驗假鈔)!改天來試試看玻片標本的效果如何?不知觀察魚的尾鰭是否可以看到血液流動.?....

這麼好用的東西,竟然很"廉價"---一枝普通雷射筆應該不會超過100元,只是要拆雷射筆還是有點麻煩,而且也浪費了一隻筆,於是我去搜尋---雷射筆+透鏡,竟然就找到一家專門賣雷射筆零件的工廠(當然就有透鏡),而且一個不超過20元喔(買100個加運費約1800元)!!這真是太好了!我已經開始想像一堆人拿著手機顯微鏡到處觀察,拍照的樣子了!!!(我已訂貨等收到,試用後,再公布心得和建議)

以下是作法和試拍千元鈔的結果!大家一起來---見錢眼開!


千元中還有1000

千元鈔中的小孩

國父的右眼

帝雉

  似乎自然課的第一(或0)章總要來個科學方法,雖然科學方法(素養)不是用一節課可以教好,但有這個單元給孩子"探究"的基本概念也是不錯啦!來看看別人如何上這個單元吧!

1.科學方法我想這樣教 ( 這裡 )

2.為什麼要上科學方法?(看影片學科學方法)( 這裡 )

3即將開學---備課及教材分享( 這裡 )
4我們的酵母菌會吹氣球! ( 這裡 ) 酵母菌吹氣才這素材今年N家課本有ㄟ!!!

(這影片是我第一次嘗試把實驗過程拍下來,超呆的樣子) 以上是我歷年上課而且有寫紀錄的部分,我這邊其實累積不少影片,簡報,學習單....等可用來教科學方法的素材,我會盡快整理後分享!

阿簡老師這樣上:

我的科學方法( 這裡 )

科學方法到生命起源( 這裡 )

眉毛人老師 這樣上:

科學方法之黑箱作業( 這裡 )

皮卡灣老師 這樣上:
照片/新聞/玩遊戲----科學探究的靈感 (這裡)

小蔡老師(橘子蔡)這樣上 ---科學方法 1 2 有暗箱探險活動,好玩又有效喔)

....應該還有很多其他老師有創新的教法,希望有寫科學方法教學記錄的老師,能在留言版提供連結,大家共襄盛舉,交換教學心得,我們會更進步喔!

PS:今年因為擔任專輔,我本身在日校沒上課(兼補校組長,所以補校有課),但是我會隨時依進度更新教學資源,供大家參考,目前先以我自己做過或社群老師的教法提供給大家參考!

開學了!!第一堂課怎麼上??很多老師(尤其是導師)很用心的準備了各式禮物叮嚀祝福給學生,那麼自然的第一節課要怎麼上呢??這裡有兩個例子提供大家參考:

月鈴的講台---第一堂自然課(這裡)

BIOTOP皮卡彎老師:---第一堂課相見歡知讓我們來合作 (這裡)

皮卡彎老師從第一堂課即開始進行合作學習,她在合作學習上有非常多的成功經驗,及活潑,有效的做法,值得大家參考!

可惜兩篇都是生物科,適合一年級新生,徵求二年級理化老師的第一堂分享喔!!!

「物質如何進出細胞」應該是國中生物第一個有「科學知識」的單元(之前的單元大多是常識),以前常用「紅血球泡在鹽水中和泡在蒸餾水中的變化」或「水蘊草等植物細胞的質壁分離」來說明,最近各版本紛紛用「做泡菜」來解釋滲透作用,這時在教學上出現很多現象無法解釋,於是今年自己再修改了一下實驗,結果衍生更多問題。以下是我對滲透的理解及疑問,提出來請教大家:

滲透的背景知識

滲透的定義可以用維基百科所說的:滲透是水分子經半透膜擴散的現象。它由高水分子區域(即低濃度溶液)滲入低水分子區域(即高濃度溶液),直到細胞內外濃度平衡(等張)為止。這裡的半透膜可以指物理性的半透膜如人工製的玻璃紙、腸膜、蛋膜等,原理是這些半透膜上有一定大小的孔所以大於這個孔的分子無法通過,而小於這個孔的分子可以通過,所以半透膜可以當成分子的篩子一樣,篩出大小不同的分子;但細胞膜又是另一個情形,物質能不能通過細胞膜除了分子大小外,還牽涉到分子的極性等,極性的分子、離子等需經過細胞膜上特殊的載體、通道才能通過(也就是國中課本所說的特殊蛋白質協助);國中課本大多會說:水、二氧化碳、氧(當然是溶於水後) 可以單純擴散通過,而鹽、糖、胺基酸等則都需要有特殊蛋白協助才能通過。而水則被認為可以單純擴散或經由水通道而進出細胞!

鹽(或糖)為何不能通過細胞膜?

在解釋「質壁分離或紅血球萎縮」時多數課本或老師會以「鹽(或糖)不能通過細胞膜」解釋,但其實我們有:鹽(或糖)要經特殊蛋白質協助才能通過細胞膜的說法,表示鹽(或糖)是可以通過的。而且學生依據生活經驗會說:「如果鹽(或糖)不能進入細胞被細胞利用,那我們吃鹽(或糖)做什麼?」、「為什麼鹽(或糖)會跑到腎臟去造成腎臟的負擔?」…所以「鹽(或糖)不能通過細胞膜」這個說法是不妥的!我自己會以「任何細胞上都有水分子通道,而且很多,但鹽(或糖)的通道很少而且多集中在某些細胞(如腎臟或小腸壁),所以水的移動相對量大而迅速,鹽(或糖)則幾乎沒有移動」來解釋,但我也不確定這樣講是否完善或正確或適合,請大家來提供專業的知識。

冬瓜條泡水的實驗

這次我將滲透實驗稍稍改了一下:實驗步驟及結果如下圖

當步驟2之後我問學生:你們預測泡清水和泡鹽水的冬瓜會發生什麼變化?很多學生說:「鹽水組會脫水、清水組會膨脹」、「濃度高往濃度低移動…(當我問哪邊較作濃度高…時就答不下去了)」、「ㄟ….就擴散啊….滲透啊…」,這些孩子也許已先學過了但一知半解,總是以專有名詞解釋事情(沒辦法---專有名詞是他們被要求記下的內容因為考試要考啊!),但也有很多孩子說:「鹽水組可以保存比較久不會爛掉…因為鹽可以殺菌啊…」,其中有一個答案是「鹽水組的冬瓜會變鹹、鹽會進到冬瓜內…」,我說:「你為何這樣想呢?」,學生說:「蘿蔔乾不是也這樣做的嗎?用鹽醃一醃會變鹹啊…」

從蘿蔔乾變鹹看滲透

說真的這樣的疑問很正常但也很難回答!前面實驗中泡清水組的冬瓜變硬、胖、長、重而且量桶的水變少,所以「泡清水的冬瓜會吸水」是無庸置疑的;而泡鹽水組的冬瓜變軟(可以把它弄彎)、瘦、短…所以「泡鹽水的冬瓜會脫水」也能接受,但泡鹽水的冬瓜到底會不會變鹹(鹽是否會進入細胞內)?則是無法確認的(重量並未減輕,反而從4.0變4.14,雖然應該是外面的的水重)!

蘿蔔乾變鹹是事實,鹽應該是有進入細胞內的,我猜測原因可能是:蘿蔔乾已經是死細胞,細胞膜早已破壞,無選擇性通透的能力了!所以應該只是單純的濃度差異問題,鹽從外界濃度高往蘿蔔細胞內(濃度低)擴散!所以鹽會不會進入植物細胞的關鍵點應該是:活細胞或死細胞!活細胞有選擇性通透,鹽不會(或很少量)進入;死細胞則依擴散原理,可以進入細胞內(其實應該只是細胞壁圍起來的框框內)。下次來做活細胞與細細胞的比較(ㄟ….還沒想到怎麼做)。

關於做泡菜另一個我很不解的地方是:為何總是用鹽巴而不是用鹽水?照理講「水溶液」不是比較容易發生滲透嗎?為什麼要用乾的鹽巴呢?我還是想不通,不知有人可以幫忙解答嗎?

生物第二章我選擇從第三節生物體的組成層次開始,原因是其實我們早就開始使用顯微鏡,也看過水蘊草,洋蔥,口腔皮膜,甚至鴨趾草,石蓮花等細胞,此時還要學生裝不懂---生物體是由細胞組成的!這實在有點怪!所以我這次我直接用他們顯微鏡觀察的結果(上課時拿相機直接拍下來)來作教材!其實生物體的組成層次是滿無聊的內容,所以老師要盡量找些有點趣味或需要思考的問題來提升注意力,我覺得--介紹植物的分生組織然後提問:植物的哪一特性是和它有分生組織直接相關??這問題其實有點難度(學生對細胞分裂分畫其實完全沒概念)但學生可以說出----我們的手斷掉不會再長出來但植物可以...其實相當不錯了!另外--整個單元結束後我都會要他們告訴我中餐或晚餐要吃哪些器官,組織,細胞,學生對吃飯等於吃生殖器官有很其妙的反應!最少這樣可以增加一些趣味吧!

簡報在此(其實這篇是為了測試在部落格貼出簡報而做的,希望能成功)--請在以下空欄點兩下即會出現簡報!!

又到了上顯微鏡的課了!總覺得顯微鏡是生物老師的魔法棒!只要上過顯微鏡的課,生物老師在學生心中的地位馬上躍升好幾個等級,因為生物老師可以打開他們的第三隻眼,帶他們看到不可思議的現象;因為當學生一直在抱怨:這台顯微鏡很爛、鏡頭很髒....時,老師彎下身來隨便一調,然後叫學生:你再看一下…,學生那種:哇....真的有ㄟ....的聲調及崇拜的眼光,頓時讓生物老師的虛榮感油然而生!


實驗分組與座位

今年的顯微鏡課,第一節是直接帶進實驗室,進行分組,5人一組,代號是1-1.1-2(共用一部顯微鏡)…,坐位則如圖所示。用編號是方便我叫人(我實在很不會記學生名字),座位的安排是為方便同組(同一部顯微鏡、兩人一部)觀察,而且同桌可錯開位置,不會互相檔光!分組坐定拿出顯微鏡後,請學生對照課本複式顯微鏡的圖,自行記名稱,5分鐘後抽問,就完成顯微鏡各部名稱的介紹,之後即開始"紅、黑棉線的觀察"。

一節課只看兩條線

從製作玻片標本、放上載物台到進行觀察,都是我一邊說明一邊示範,學生跟著我一步一步做,示範一遍流程後,即讓學生開始操作,一節課下來所有學生都能自己操作、看到顯微鏡下的紅、黑色線。

當學生看到棉線時字岩字語或互相討論或問老師的問題包括:「怎麼那麼多條線?」、「怎麼看不到紅色(黑色)的?」、「線的中間為什麼是暗的?(其實是因為中間是棉紗捲得較緊密的地方不易透光,旁邊鬆散的棉紗才看得到一絲一絲」,當然,此起彼落的「線怎麼這麼粗啊」、「真的有ㄟ」的驚訝聲是一定有的!

紅、黑棉線比頭髮好的原因是:棉線比頭髮粗、邊緣會有細紗漏出來、有顏色…所以很容易觀察,而用兩種顏色的原因是:如果只看到一種顏色學生會想:另一種顏色的線呢?學生就會想盡辦法去看另一條線!我記得下課時有兩個學生邊走邊說:「其實一節課只看兩條線ㄟ,可是很興奮…」!

筆跡與字

繼第一節顯微鏡介紹與棉線觀察後,第二節顯微鏡是:字母與香蕉果肉細胞的觀察!

字母觀察的重點在練習移動及觀察成像的上下左右關係!雖然現成的印刷字較小、而且不易褪色,很適合觀察,但我還是偏向讓學生自己寫在紙上後撕下來觀察,因為看到自己所寫的字的成就感是看現成標本無法取代的!在寫字之前我會先告訴學生顯微鏡備率的計算,目的在提醒他們:你的顯微鏡最少可以把字放大100倍,所以字要寫得....越小越好!學生看字時的第一個反應是:只有藍色的筆跡....,當很多人如此慘叫時,我會請所有同學停下來,問:「為什麼只有筆跡而不是一個字?」,多數學生會答「因為放大太多只能看到一小部分」,當我再問:「那要如何才能看到整個字?」,答案就很有趣了:「轉小倍數」、「把它縮小」、「離遠一點看…(真的有學生這樣說而且不只一個)」,有些學生會籠統的說:「要調啊!」、我問:「調哪裡?」、「ㄟ....光圈、粗(細)調節倫、物鏡….」都出來了!學生其實完全沒有「移動玻片標本、一次看一小部分,然後在腦中組合成一整個字」的概念!我對歷年的經典考題:寫b會看成q,實在很不以為然,因為根本不可能看到完整的字阿!

看字的用意除了要看上下左右顛倒外,另一個重點是要學生學習移動玻片標本!我覺得學生看不到東西經常是因為標本不在視野內,只要移動玻片標本即可解決,但是課本一直都沒列出這個撇步!

我在吃細胞

我喜歡用香蕉果肉作為學生觀察細胞的初體驗,原因是:材料易取得、觀察技術要求低(用牙籤刮下來,塗在玻片上,再滴上碘液,蓋上蓋玻片即可觀察---碘液最好稀釋一下),而且細胞黑白分明:透明的細胞壁(此時只講外型不講構造名稱)和藍黑色的澱粉核,真是強烈對比容易觀察,而且學生可以提早學到碘液可以讓澱粉呈藍黑色的事實。同一標本常有染色與為染色的果肉(香蕉有黏性、黏在一起的部分不容易染色),可同時看到有染色和沒染色的差異。

最最重要的是:無論是洋蔥表皮或水蘊草葉子,由於是一整片的,學生看到規則的格子覺得很正常,但香蕉尼軟軟黏黏竟然也是由細胞組成的,這對學生是很震撼的!許多學生看完後說:「原來我在吃細胞!」,真是很有趣的反應!

(動物細胞小中小生物待續…如果有空的話我會寫記錄)

從火星看地球

每次在教生命的起源時都會覺得很難找到引起動機的題材,因為台灣的孩子基本上認為---地球上本來沒生物,是後來才變出來的?至於怎麼變?多數學生認為地球上的東西攪一攪自然會變出生物,他們的認知完全符合自然發生說!他們很難想像科學家竟然為了---地球上的有機物是怎麼來的傷透腦筋,更無法理解做出胺基酸有什麼了不起!

這次我嘗試從NASA的火星探索計劃(這裡)說起:一塊來自火星,掉落在地球南極洲的石塊,她帶有哪些生命的訊息?而人類為什麼要花天文數字的經費,運用尖端科技去探索火星?為什麼火星被認為是最有可能曾經有生命存在的星球?從火星談---科學家認為有水才可能演化出生物,先出現有機物才出現生物!應該比較容易讓學生對"為什麼地球原本應該沒有生物"有些感覺吧!也同時引導學生思考---火星上的什麼東西才會被承認為生物?用這個來談生命現象可能較有說服力!( 這裡, 這裡)

世界高湯大廚---米勒

關於米勒和指導教授---諾貝爾獎得主尤里教授的師徒情義(這裡 這裡),我還是會以講故事的方式和學生分享--在這個"學生怪老師害了他,老師怪學生不受教,不知感恩"的世道,大家都應該回歸師生關係的原點,學學怎麼當老師,怎麼當學生!

我喜歡用"世界是一碗高湯"來說明生命形成的可能情形,也讓學生去想像高湯中的那些"好料"是如何長大,進食甚至繁衍後代!當三年級輔導課時,一講到生命的起源,學生總是說:就是從高湯中生出來的呀!他們還會說--"它們"泡在高湯,只要從高湯中攝取養分就好,不必進行光合作用!

 你給我"全世界外加3億年",我給你"生命"!

大家都知道米勒的實驗只造出了胺基酸,後來的人雖做出了更厲害的蛋白質、甚至核酸但離生物還是很遠啊!米勒及後來的人都未造出生命,所以創造論者還是堅持「果然只有上帝才能造生物啊!」;但科學家大多接受他的推論,我想這是因為科學家知道:凡事只要加入「量」和「時間」這兩個因素,一切將會變得很不同,正所謂「量變造成質變」!米勒只是用少少的氣體,用2.3週的時間就做出了胺基酸,如果給他一整個地球、反應個幾億年,誰説他不能當上帝?

從石頭縫中迸出的孫悟空為何不敵高湯中的蛋白質---科學的可驗證及複製性

講到"從無生命變出生物"最厲害的莫過於從石頭縫中迸出的孫悟空,但是為什麼孫悟空不受重視?這就牽涉到科學本質了--能重複,能驗證的才是科學!我們無法重複"石頭縫中迸出孫悟空"這件事,所以他只能是神話而無法成為科學!

失落的世界,生命的另一個源頭---海底熱泉

橫亙地球的中洋脊,不斷從黑暗.熾熱的地球深處冒出黑煙,海底熱泉。熱泉所噴出的礦物質及金屬,隨著熱泉向上衝,遇到冷海水後沉澱落下,形成我們所看到的黑色煙囪及煙霧---海底煙囪。海底熱泉雖是我們不熟悉的世界,但他可能是生命的起源!這些教科書沒教的事,我藉由影片來呈現,幫學生開開眼界!

從創造論到 外星移民 到高湯中的食客 到海底熱泉---科學的暫時性

關於生命的起源是人類最感興趣,但也最無法驗證的事!從創造論到外星移民,從高湯中的食客到海底熱泉的生產者,廚師,每一次人類發展出新的科技就有新證據,新論述出現,而舊的說法淪為被推翻或修正,科學的暫時性在這裡表現得淋漓盡致!

 99 1(1 2生命的起源)圖

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