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2025第五屆【未來教育 臺灣100】
成果展現

骨頭大探索

李弘善/新北市橫山國小教師
專案簡介

小學四年級的小朋友們,第一次聽到「骨頭」,聯想的是好恐怖、死亡、妖怪等,經過學期中的系統化學習,小朋友扭轉觀念,不僅骨骼專有名詞可以信手捻來,還發現「原來狗狗是踮著腳尖走路!」「骨頭是支撐身體、保護內臟的大鷹架!」

任教二十多年,考慮到學生到了國中階段,將接觸演化以及分類議題,需掌握骨骼結構的概念,才能進一步解釋分類關係;而國內教材的分類課程,只提出描述性的說明,並沒有闡述同類或不同類的骨骼特色,流於表面知識的背誦,因此我規劃了「骨頭大探索」課程。

為了增加趣味性,開發實體素材激發感官學習,讓學生動手操作、科學論證以及閱讀、繪圖,引導學生明瞭骨骼與體型、運動與適應的關係,學習分析頭骨與牙齒的結構以推敲食性。學生瞭解骨骼的結構、對動物有更深的認識後,還要來一趟博物館的科學探究之旅,在多重感官刺激下更深刻的掌握知識,無須AI輔助也能實現卓越的教學成效與持續影響。

專案具體內容

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。

成果與效益

一、 克服恐懼與正面詮釋

學生原本普遍對「骨頭是妖魔鬼怪」感到恐懼,但經過素描、閱讀與探究後,恐懼消散,並能以正面語彙形容骨骼功能。以下是幾位學生的書面分享—

1、骨頭是身體專業的保鑣,無時無刻都在保護身體的器官;骨頭是鋼鐵,肌肉就是引擎,搭配其他器官,就是輛活動自如的車子了

2、本來我覺得骨頭是「死」的象徵,但是漸漸覺得不害怕;原來四肢像車胎、車子的外殼跟骨頭一樣

3、骨架,是身體的大力士,一個一個接起來,就是支撐身體、保護心肺和其他內臟的大鷹架

4、本來看到骨頭想到「死」,現在學過骨頭,認為沒有骨頭會「死」。骨頭給我們血液,也是生命的大股東

二、人體骨骼認知等級躍升

透過提供人體輪廓進行前測──第二級4位、第三級2位、第四級5位、第五級4位;教學介入後,後測達到第四級1位、第六級4位、第七級3位、第九級7位。近半數(7位)能完整繪製骨骼並寫出兩種以上骨骼名稱,可見學生至少都能指出一項骨頭正確位置,並大幅提升命名與繪圖細緻度。

三、知識遷移:動物骨骼與化石應用

1、博物館大象與鯨豚骨架:12位學生繪出細部骨骼並正確標示,2位繪出粗略結構,1位雖畫出細部輪廓卻無標示名稱。顯示大多數學生能獨立將人體骨骼知識遷移至其他哺乳動物。

2、散亂鳥類化石(始祖鳥、孔子鳥):6位完整畫出軀幹及肢體細骨,4位畫出部分細節,4位僅繪出籠統構造,另有1位畫出精細骨骼卻未標註名稱。證明在高難度情境下,仍有能力辨識主要骨塊。

四、鯨豚骨骼認知長期保持

鯨豚前測中僅3位描繪出胸鰭骨骼,9位依舊畫成魚類骨骼;後測時10位(67%)能繪出肱骨、橈骨、尺骨與掌指骨,並寫出頸椎、胸椎等細部。兩年後延宕測驗(13位作答)中,6位仍能清晰畫出前肢,並標示骨盆退化結構,且無人再畫成魚骨模樣,顯示概念鞏固與長期保留,有助於以深層的方式理解國中生物課程的脊椎動物分類。

五、科學探究技能與素養養成

學生能根據骨骼結構推測動物食性、棲息與運動方式,如:「學會了骨頭,就可以推測動物大概長怎樣,吃葷還是吃素,生活在海上還是陸上」;「我認識了橈骨、肱骨、腕骨、肩胛骨,也發現狗是踮著腳尖行走的」。此外,戶外場域觀察與獨立標示,進一步驗證學生的探究能力、科學論證與科學素養的提升。

六、跨領域學習與記錄技巧

課程結合素描、科學論證、閱讀與寫作,學生在素描過程中不僅觀察牙齒與食性的關係,並分享作畫步驟:「先把輪廓畫好再畫骨頭;接著畫大骨頭,再畫小骨頭;最後依照頭、身體和腳的順序繪製」。透過寫作心情感想與作文,閱讀與探究能力同步增長,展現跨領域學習成效。

七、有意義的背誦與深刻應用

本課程設計強調人骨名稱的背誦,便於檢視成效、增進溝通並激發深刻學習。有位學生如此回饋:「背下重要名詞後,看別人的素描、讀課外書都更有感覺」。這樣的「更有感覺」,源自嚴謹的態度與學習投入,有助於知識的系統性吸收,對於社經地位相對弱勢、家庭支持相對較少的偏鄉學生,別具意義。

影響力及擴散性

此教學設計廣受教育夥伴肯定——2019 年受輔大師培育中心邀請示範,2020 年再獲彰化師範大學師資培育中心與 SCI-FLIPPER 年會邀請分享;2023 年受邀台北市民生國小資優衛星講座主講,以骨骼探究為題,啟發更多師生投入科學思辨。

在「讓孩子自己決定」的現行教學氛圍中,導入「有意義的背誦」,透過人體骨骼名詞的刻意練習,結合模型素描與戶外實作,學生不僅能牢固掌握專業詞彙,更能靈活運用於跨情境問題解決,真正實現深度學習與知識內化,為日後科學探究奠定堅實基礎。