2011年10月14日

科學寫作-細胞的觀察

用照片幫助學生學習

「我們上週看的細胞,你還記得看到的樣子嗎?」我問起學生這樣的問題,結果卻發現很多學生眼珠子轉啊轉的,卻想不太起來他們看過了什麼。

咦?這不是很簡單的東西嗎?就水蘊草長什麼樣啊,口腔皮膜長什麼樣啊,怎麼會想不太起來呢?

原來他們要記的東西太多了,顯微鏡下的觀察又只有短短的數十分鐘,他們能留下的印象也只是手底繪製的那些簡圖罷了。怎麼幫他們找回印象呢?課本似乎幫不上忙,因為課本裡沒有他們看到的那些細胞。記得大學念植物型態學時,還好課本上有很豐富的顯微圖照和手繪圖,不然一學期看的上百種顯微標本,我怎麼可能記得住?這樣的學習經驗告訴我,我可以試著提供給我的學生們充份的資訊,來幫助他們學習。

於是我把課程裡安排讓他們看的各種細胞,整理起來之後印成相片,每個人發一張。



有家大型量販店有線上沖印的服務,一張4x6的只要2.5元,我的120名學生一人一張,需要300元。花這些錢值不值得,看以下學生的回饋就知道。


為何進行科學寫作

在我發下這些照片前,想起我最近正在進行的課程改變。我已經不用教科書出版社提供的活動紀錄本了,因為我對裡頭的許多東西都很有意見,其中幾個就是"問題討論"的問題和"活動目的"。問題討論的部份,因為我覺得教科書裡的問題有些實在不好,所以我已經改成自己設計的學習單,自己設計我想要問他們的問題,那些是更符合我教學目標的問題。而活動目的,我對它的意見是,與其讓學生抄課本寫下活動目的,倒不如讓學生回答"他在這個課程裡學到了什麼",光是抄真是沒意義。

但是要怎麼讓他們寫下他們學到了什麼呢?我在研究讓學生作Science Notebook的作法時,讀到了Writing in Science 這本書。靈機一動,我何不採用科學寫作的方式,結合我給學生的細胞照片,讓學生表達他們習得的知識呢?那個樣子就像是寫一篇圖文並茂的部落格文章啊。

於是我參考了這裡介紹的寫作架構,設計了這份評量。主題是科學寫作-細胞的觀察

我希望學生可以描述他們觀察到的東西,並且進行比較(染色前後的比較、動植物細胞的比較、植物細胞間的比較),然後提出結論,並且進一步寫出自己的想知道更多的事情。





如何進行科學寫作


其實我大可就發下一張稿紙,告訴他們「這有份科學寫作的作業,你們要寫你們之前觀察的東西,做比較,然後寫下結論和問題」。如果我真的這樣做,我預期能寫出來的人沒幾個,因為學生沒有辦法掌握方向。這就好像在沒有路的沙漠中開車,隨便你開喔,這樣可以會開到哪?如果要協助學生完成科學寫作的作業,我們必須先建立寫作的架構,就像是在沙漠裡設告示牌,或是開條路讓人有依循的途徑。

寫作架構,就像是國語課的「造句練習」一樣。我的這份作業是這樣安排的,一張A4橫印雙欄的紙,左欄是寫作架構,右欄就是寫作的地方


請為這篇文章下個標題,並將細胞圖片剪貼上去,你可以做任何你想做的美工。文章中儘可能請呈現下表中科學寫作的各種要素。
文章中用到的句子和邏輯順序說明
我觀察到...寫下你觀察的形狀、顏色、質地或任何你感覺到的現象
這提醒了我...連結你以前學過的知識
ooXX很相似,因為他們都有...從這些事物的相似性開始比較
除此之外,他們還....看看還有什麼細節,可以再繼續增補說明
他們的不同點是,因為....,但是....解釋為什麼他們有所不同
除此之外,他們也...增加一些細節進去
我對oo好奇
oo讓我覺得很驚訝...
我好奇,如果...,會怎樣...
提出後續的問題

隔天收回的作業,出乎意料的好!有非常多學生能夠利用這些照片,喚起以前觀察的經驗,寫下精確的描述,並且能夠互相比較這些細胞,然後寫下所得到的知識,甚至最後還能提出不少有思考性的問題。

以下是作業的一小部份:



































這些作業幫了我什麼事情呢?我可以藉此評量學生的科學詞彙,像是有人會把葉綠體寫成綠葉體、粒線體寫成線粒體。也可以藉此瞭解學生觀察時可能產生的迷思,像是因為觀察洋蔥表皮細胞,沒有看見葉綠體,所以就會認為洋蔥都是沒有葉綠體,他就會提出疑問,洋蔥沒有葉綠體怎麼行光合作用。


以下我摘錄學生寫作文章的部份字句

觀察與比較

70607「泡鹽水的看得到因為和細胞壁分開,而左邊的貼在一起,所以看不到,他們兩張一張有綠色一點一點很清楚,而另一張擠在一起看不清楚,可見泡清水的比較容易觀察構造,除此之外他們都有細胞核,可是因為沒染色,所以顯現不出來。我對右圖(泡清水的圖)很好奇,為什麼燙青菜明明是用清水,反而縮小了呢?」



70112「使用了顯微鏡,我才發現原來細胞比我想像中的還要小很多,這讓我想起我的幼稚園老師都亂說,她說眼睛用力看就可以看到細胞,真是胡說八道」
(幼稚園老師,我對不起你,害你被學生攻擊了)

70317「我對口腔皮膜細胞很好奇耶,我沒想到這些那麼怪的東西竟然是我口腔的東西,好噁心啊」(再噁心你也逃不了啊)

70116「上面水蘊草的感覺不是平均分布於細胞壁附近」(從這個觀察就可以延伸到植物液胞很大顆啦)




70617「觀察紫背鴨跖草和水蘊草,他們不同的地方在於他們葉片本身的葉片顏色並不同,但是他們都有葉綠體,並可以行光合作用」


70121「我發現每一個地方或生物都不一樣,因為他們的細胞有些是在人的或是在植物的體內,我覺得洋蔥的表皮細胞和鴨跖草的細胞長的很像,因為他們都有長方條狀的細胞,他們也有地方不一樣的,因為鴨跖草有一個圓形的地方,而洋蔥沒有,所以細胞是一個很酷的東西」




連結過去習得的知識,提出結論或想法

70107「..但不是染色後才有細胞核,只是不明顯而已,而我們看到的都沒什麼立體感,其實可以用不同種顯微鏡,像像位差,可以使細胞變比較立體。而還有很多像暗視野,紫外線,螢光等」(這個課外書念很多,才寫得出這種文句)


70102「由此可知,如使用碘液或是亞甲藍液,可以更清楚的看見細胞核,如果要看葉綠體的話,就要用植物的葉片泡清水,如果泡鹽水就可以看見細胞膜喔」



70606「細胞是一個很小的單位,我很好奇我們可不可以踩死細胞,如果我可以摸到細胞,那應該很好玩」(這個對細胞還有很多不瞭解,才會覺得摸不到細胞)



70629「我觀察到很多細細長長的橢圓形,單一一個細胞很像我們住的台灣,多個細胞很像蜂窩,彼此很緊密的連結,這提醒了我由於他們的緊密的連結,才能保護他們的個體,這就好像團結力量大」(再寫下去就很像競選文宣了)


71627「所有實驗下來,可以發現動植物細胞前者不規則形狀,後者則整齊排列,這是因為植物有細胞壁支撐,而植物細胞有些有葉綠體,有些沒有」

71621「我以前都不知道口腔皮膜,竟然有細胞,太神奇了」(有學生還會念,傑克,這真是太神奇了。這麼老的梗居然還在傳)




71607「將細胞各放在不同的液體裡會有不同的情形,像將把細胞在清水或在鹽水或將未染色的細胞滴亞甲藍液,為何要做這些多餘的事情呢?因為做這些事情可以讓我們發現不同的變化,像不讓細胞染色就不能看到它的內部構造,或你不將植物細胞泡鹽水,就不能看見細胞的細胞膜」


提出疑惑,或是可繼續探索的問題
(學生提出的種種疑問,其實都可以再進行深入的探究,因為已經開了天眼,也開了好奇心了)

71605「泡鹽水的紫背鴨跖草,如果把他放到土裡,他能繼續生長嗎?」


70627「我對水蘊草葉片細胞很好奇,水蘊草葉片細胞它有沒有跟口腔皮膜細胞和洋蔥表皮細胞一樣都有液胞?」

70615「我對洋蔥表皮細胞很好奇,為什麼洋蔥表皮是植物,它又沒有葉綠體呢?如果它有葉綠體,會長什麼樣子呢?」

70624「我對洋蔥表皮細胞好奇,為什麼看不到細胞內的物質?」

70104「我對未染色的口腔皮膜細胞比較有興趣,在細胞裡可看到一個東西,是不是細胞核,而最外層又是什麼?」

70122「我很好奇,如果是把泡過鹽水的水蘊草再拿去泡清水,會不會變成原來的樣子呢?真想知道」


「在觀察水蘊草葉片細胞(泡清水)時,我觀察到它的細胞壁和細胞膜是不規則形的,顏色幾乎都是綠色,葉綠體會繞著細胞膜跑。這提醒了我,以前有看過水蘊草的書,它可以讓魚吃,就不用一直放飼料給魚吃。我對水蘊草很好奇,為什麼葉綠體會移動?我好奇如果葉綠體在沒有任何變化下停止移動,那會發生什麼事」

70126「我覺得植物細胞都很滿相似的,但是洋蔥就跟其他的植物細胞不太一樣,因它沒有葉綠體,這讓我想到一個問題,就是如果它沒有葉綠體,那麼它是不是就不用進行光合作用呢?」

70618「水蘊草的細胞泡了鹽水,使其膜與壁分開,這種情況只發生於植物細胞,並不是說動物細胞不會萎縮,只是他沒有最外面那一層細胞壁。洋蔥表皮細胞泡鹽水,應該也會分開,只是不明顯吧?紫被鴨跖草細胞的孔也是綠色的,應該跟水蘊草葉片的一樣,也是葉綠體吧?我很想看動物細胞泡鹽水和清水的觀察,跟課本說的一樣嗎?」

70119「後來知道,因為泡過鹽水,所以能看到細胞膜,我對口腔皮膜細胞有點好奇,真的好難想像,人的口腔皮膜細胞竟是這樣子」

70131「這提醒了我,每一個人不一定都完全相同,連自己的細胞都不一樣了,人怎麼會一模一樣呢?所以不是每一件事都要做得很完美,只要盡自己的能力所做出來的,就是最好的!...我好奇,如果人的身體細胞也有含葉綠體,那麼人體會怎樣?變成植物人從此不用再吃食物,二氧化碳不夠怎麼辦?」

70308「洋蔥的表皮細胞,是乖乖的一個疊著一個,它的形狀有點類似磚頭,拿來擋住外力的影響,那它的皮膜呢?擋不住外力的衝擊,不過有可能可以擋住細菌、蟲子之類的東西,但我不能百分百確定」

70314「我對氣泡的避免及解決有十分多的好奇,可以45度輕放還是快放減少氣泡,及用鉛筆尖端輕壓解決氣泡,對這兩件氣泡問題我感到十分疑惑,我也很有想法,如果45度角放下蓋玻片,它不是會破掉嗎?如果用筆尖刺,不是會留下痕跡嗎?請老師幫我解答!」


70319「我對口腔皮膜細胞很好奇,如果泡過鹽水再染色,會出現什麼東西?」

70309「如果植物細胞沒有細胞壁,那麼植物細胞會變成什麼樣呢?」

70322「如果把口腔皮膜細胞加一點鹽水,那會怎樣?」

70318「如果口腔裡沒有這些細胞,那會發生什麼事」

70626「我對鴨跖草細胞很好奇,我好奇是因為我...沒有觀察到」

70604「我很好奇,如果葉綠體成功在人體成長,使人可以行光合作用,這個世界上就沒有人因太餓而死」

70601「我對有一種針有興趣,因為它細到可以將細胞只刺出一個小洞,我好奇如果刺到細胞壁會怎樣?」

70608「我很好奇,紅血球細胞泡清水會什麼樣子,那泡濃食鹽水呢?」

70630「保衛細胞由兩個半月形組成,很像貓眼,保衛細胞有保護作用,如果有機會的話,我像看看保衛細胞是怎樣保護細胞的?」

70619「我還蠻好奇的,如果可以把表皮細胞內的葉綠體刺到破掉會如何呢?會變成綠色的汁液嗎?還是一直往細胞外流動呢?不知道,等以後再試試吧」

71618「雖然鴨跖草摸起來很黏很噁心,但它的形狀卻很有規律性,因為它有細胞壁的保護.....7要如何才能看見粒線體」

71631「如果在細胞上滴鹽水,看到的情形會不會改變」

71620「對於細胞泡在清水中會膨脹,泡在鹽水中會萎縮或泡在生理食鹽水中會不變這件事,讓我很驚訝,因為細胞泡在不同的水中竟然都有不同的結果,我很好奇,如果細胞在糖水中會怎樣,真想試試看」



結語
洗照片給學生的作法,我想其它的單元也可以,例如在分類的單元,就讓學生利用照片剪貼在筆記本上,或是讓學生在課堂上台表演或繪圖時,拍下再發給學生,以此作為學習歷程。

而科學寫作可以在每次的大單元結束後進行,例如下次我就會想讓他們寫關於酵素與養分為主題的科學寫作。我相信這樣的寫作經驗對他們會有幫助的,因為科學文章的邏輯順序,並不是花一節課教他們做就會做的,而是應該融入在課程當中,在經過這些訓練之後,自然而然就可以有一定的水準。

九年一貫課程綱要裡講的「表達、溝通與分享」能力,正是可以透過這樣的多元評量來進行。


「表達、溝通與分享」的內涵是:有效利用各種符號(例如語言、文字、聲音、動作、圖像或藝術等)和工具(例如各種媒體、科技等),表達個人的思想或觀念、情感,善於傾聽與他人溝通,並能與他人分享不同的見解或資訊。

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