掌握骨骼結構對生物的學習有相當的助益,但是可供參考的教育前例較少,資源有限,因此課程設計一套有效的教學法引導學生認識骨骼非常重要。
首先,必須先取得學生的先備經驗(即學習前的認知),再設計適當的教學流程,引發學習前後的認知衝突,引導學生調整其先備經驗。又根據新課綱培養學生探究技能、並增進其科學素養的目標,課程的設計如下:
【一、學習前測試,作為學習後對比量表】
為了分析學生前後表現並檢視教學效果,也考慮不少學生拙於文字表達,學前測試只有兩張圖紙。一張是只有人體輪廓的圖紙,讓學生在輪廓內畫出人體骨骼,當作前測並取得其先備經驗。第二張是,為了檢測學生是否可以將人骨的知識遷移到其他動物,特別挑選學生比較不熟悉、且容易與魚類混淆的鯨豚,給學生只有虎鯨輪廓的圖紙,請他們畫出內部骨骼,作為先備參考。
英國教育學者曾經調查175名、6個年齡層的骨骼繪畫,發展成7個等級的表現(Tunnicliffe & Reiss,1999),我們以此為研究量表,並根據課程需要,將測驗評分調整成10個等級:
第一級 沒有畫骨頭
第二級 以簡單線條或圓圈表示骨頭
第三級 以「狗骨頭」形狀表示骨頭,且骨頭呈現散亂或分佈於全身
第四級 有一類型骨頭出現在適當位置
第五級 至少兩類型骨頭(例如脊椎和肋骨)出現在適當位置
第六級 定義出脊椎骨骼組織(例如定義出脊椎、頭骨、肢體或肋骨)
第七級 畫出完整的骨骼(例如定義出脊椎、頭骨、肢體以及肋骨之間的關連)
第八級 畫出完整的骨骼且寫出一個肢體細部骨骼名稱
第九級 畫出完整的骨骼且寫出兩個以上肢體細部骨骼名稱
第十級 畫出完整的骨骼與肢體細部骨骼名稱
前測結果,不出意外多數學生會以卡通常見的狗骨頭形狀繪畫,當學期末再拿出這些資料給學生對比時,同學們總是相互玩笑、歡樂極了!直接證明學習前後的知識差距,帶給學生很大的震撼。
【二、認識骨骼─專有名詞、素描、作文】
課程主要學習人類骨骼,因此需要學生先背下骨骼名詞。所謂細部肢體骨骼構造,包括上肢的肩胛骨與肱骨、尺骨、橈骨、腕骨、掌骨、指骨等;下肢骨則包括大腿骨、脛骨、腓骨、跟骨、蹠骨、跖骨、趾骨。
認清並背下這些名稱後,再帶出狗狗的身體骨骼,作為知識遷移的動物代表,引導孩子找出人與狗狗對應的骨骼。同學們也在這個階段,逐步從骨頭結構認識狗狗的走路方式、從尖銳的牙齒結構發現雜食特性等。
為了讓學生能夠以專業方式記錄骨骼,我們邀請美勞老師共同參與,在美勞課時間,利用自然教室裡的兔子和虎鯨骨骼模型,指導學生素描骨骼的方式。素描的對象還包括北極熊、雲豹、梅花鹿、河狸、狗等哺乳動物的頭骨,有些孩子在素描骨骼時還展現出立體陰影、前後景的技巧,畫出令人驚豔的作品。
除此之外,教室內也擺放骨骼模型、書籍,隨時讓學生觸摸與查閱,其中包括老師自己創作的骨骼科普文章讓學生閱讀。素描課程過後,學生要記錄心情感想,最後寫成作文,希望透過跨領域學習方式,讓閱讀與探究能力同時增長。
【三、博物館戶外教學,觀察大象骨和鯨豚骨】
對骨骼結構有基本認識之後,我們邀請自然老師、學務主任共同規劃戶外教學,帶學生到國立臺灣博物館的土銀展館,實際觀察大象與鯨豚的骨架,並將骨骼描繪出來、標示出骨骼名稱,讓學生根據課堂學到的人骨知識,解讀其他動物的骨骼。
學生必須當場畫下動物的骨骼,並且在不依賴老師的前提下,參考筆記本中的人骨名稱,獨立標示其他動物的骨骼。如果學生自行運用人骨的知識來標示大象或鯨豚的骨頭,表示具備相當的探究能力。
【四、測試學習遷移】
最後的驗收,分成三個方面:第一,請學生再次畫出人體骨骼並標示名稱;第二,請學生再次畫出虎鯨骨骼並標示名稱。第一和第二項的表現,將和課程之初的前測比較分析。
第三,是讓學生觀察始祖鳥以及孔子鳥的化石模型,因為鳥類的骨骼化石多呈現散亂狀態,與規規矩矩的骨架標本有相當大的差異。學生根據課程中的筆記與繪圖,提取已經學到的人骨經驗,嘗試獨立標示鳥類化石的骨骼名稱;如果學生可以完成,表示能夠把人骨的知識成功的應用於其他方面。
【五、延宕測驗】
對於當下習得的骨骼知識,能夠持續多少時間?「骨頭大探索」課程完成後兩年,也就是這群孩子小六畢業前夕,再請他們畫出虎鯨的骨骼,評估延宕成果。