2020年3月4日 星期三

2019營養器官繁殖探究課程回顧與紀錄


  • 營養器官繁殖實驗作為寒假作業
營養器官繁殖的實驗,基本上都已經是我課程中的寒假作業固定成員了,之前導師班的學生就認真種了各式各樣的營養器官繁殖,直接各班傳閱,有實際的例證來介紹植物營養繁殖,向來就很好用。但做了幾年後總覺得少了些什麼,剛好看到阿簡學長跟月鈴老師利用這個簡單但是需要時間的實驗進行探究課程,所以我也開始想嘗試看看。


馬鈴薯營養器官繁殖

這是學生很成功的馬鈴薯營養器官繁殖,如果能種到一定程度,可以看到從芽眼長出來的是一個新的植株,有向上的莖與葉片也有向下的根,和蕃薯發芽長根位置相比,有很明顯的差別。 






這是有一年的國三導師班,剛好有人力能幫我在校園內開闢菜園,就順便把學弟妹種的白蘿蔔跟馬鈴薯營養繁殖種到田裡,最後還看到蘿蔔開花跟馬鈴薯收成。


白蘿蔔開花


馬鈴薯收成

  • 營養器官繁殖實驗與探究與實作初步操作(第一年)

第一年營養繁殖探究成果海報


第一年嘗試時,其實也剛好碰上開始測試新課綱中的探究與實作,當初沒有設限很多,就是幫學生建立自己的實驗設計,然後寒假結束、開學後發了半開的海報,讓學生自己畫成果海報。
探究部份也是參考了月鈴老師跟宛青學姐的探究課程:植物分生術http://120.107.169.113/main.php?fid=04a&page_name=product_detail&prod_id=22
這次就是針對學生在新課綱問題解決能力中的「計畫與執行」進行練習,所以在成果發表上就沒有太多限制,可以看出有的學生能力夠強就能寫得很完整,有的學生則是可以使用圖畫做得很漂亮,當然我自己在這樣的教學過程中,釐清了學生其實在實驗設計上有操作機會時,可以了解如何進行不同變因的比較,但是真要產出自己的想法與論述,還需要更多結構化的鷹架。

也剛好探究夥伴曼怡一起和我修改了學習單,把文字說明詳細敘述的更清楚,即便老師沒有空講述,也能找到適合的實驗材料,學生實際書寫部份則是主要針對實驗設計,幫助學生能夠釐清變因,能夠確立實驗目標與完成實驗設置。

這次的課程測試因為期末時間不多,所以第三次月考考卷檢討我直接錄影片讓學生自己觀看,省下一節課來讓學生完成實驗設計以利後續進行寒假作業,基本上學生如果沒有接觸過探究,要他們自己完成這樣的實驗設計是很難的,所以即使一節課也好,至少能讓把國中三年的基礎科學方法實際應用在一個寒假作業中,我想也是個難得的體驗。

 本課程使用學習單,檔案在文章最後

不過可能是我們學校學生能力落差比較大,也可能是沒有足夠時間協助學生完成學習單,這一年度整體學習單的結果我自己是不太滿意的。但因為想讓他們對自己的研究成果有個體面的呈現,所以我嘗試要他們用大型海報呈現出:實驗目的(標題)、實驗設計跟結果、心得,效果倒是出乎我意料的不錯,於是我後續課程中,把海報作為主要呈現的成果,而學習單則定位成學生紀錄討論內容與實驗結果的筆記統整,也可以成為學生最後繪製海報的素材來源。

  • 探究與實作的報告呈現(第二年)

學生一下開學後,整理寒假作業內容,繪製海報(半開)狀況

下一個年度剛好碰上因為年假關係,上學期第三次月考後,還多了一個星期的下學期課程,然後才開始放寒假的尷尬時間,這時我就約了好同事怡儒一起,讓全校一年級寒假前的下學期課程(說起來真拗口)進行這個寒假作業的準備。

相較於前一年除了實驗設計外,這次花了一些時間思考與討論學生最終報告需要哪些要點:
1.實驗目的:這點是請學生直接寫在報告標題,重點在於釐清他們對實驗中的操作變因與應變變因的認識,所以在這邊會提供一個簡單的例句--「操作變因」對「應變變因」的影響

2.實驗設計:這個部份就是鼓勵學生使用圖像化等不同素材呈現他們的實驗過程,所以通常會用來幫助檢視學生是否有考慮到控制變因的影響。

3.實驗結果:學生可以結合實驗設計或是使用簡單文字敘述結果的呈現。

4.實驗結論: 這點是我希望學生能夠從實驗結果,回頭檢視實驗目的與實驗本身的相關性,做一個統整的論述,結論與結果兩個名詞其實還蠻容易讓學生混淆,但是如果使用"討論"或"推論",又很難呈現出整個實驗意義的份量,所以最後我還是使用了"結論",讓學生這份寒假作業能有一個明確的結尾與收穫感。

 
學生在成果海報中呈現:實驗目的(標題)、實驗設計、結果與結論

  • 不同難度的挑戰與實驗設計的把關

這一年度中,我也讓任課班級進行更完整的探究課程,所以讓其中一個討論風氣興盛的班級進行了更高難度的挑戰。這種小組活動中,最擔心的就是只靠一兩個人進行實驗,其他人閒置在旁邊,所以這個班級被我要求每個人都需要負責一個實驗,也因此出現了有多個實驗組的成果。不過其他班級其實不太容易作到這程度,所以後續我還是以「重複實驗結果」作為一個基準(所以還是每個人都要做,這點其實做得到),不會指定學生一定要做很多個實驗組,當然,還是會鼓勵學生盡量挑戰看看,最終的實驗目的,還是讓小組自己討論訂定的,讓學生自己去決定。

另外一個點就是,學生在設計實驗時,其實會有兩個和控制變因有關的關鍵問題,第一個是澆水量要澆多少,沒有種植經驗的學生往往會低估水量的問題,這也跟使用土壤或衛生紙、棉花之類的介質有關,因此這點會成為實驗失敗的關鍵點,老師就得需要檢視實驗設計,最好能讓學生實際完成實驗裝置後,測試看看水量的變化。另一個問題則是往往出現在學生會提出:家裡沒有量筒可以固定水量,這點則是可以刺激他們如何建立量化標準,目前我的學生有使用同款寶特瓶、養樂多瓶、量米杯等工具來進行,這種生活化實驗最有趣的地方就在於找出生活中隨處可見的工具來進行,而不一定要用那麼規格化的實驗室器械。更不用說,學生使用的容器五花八門,很多都是去資源回收桶挖出來就有的。
 


寒假期間,學生需要自行紀錄實驗植物的生長狀況

我們學校的生物課是一週三節,運氣好的狀況下有寒假前一週能幫助學生設計實驗、完成裝置,學生要完成學習單的紀錄並不難,最後就能進行成果海報製作。但下學期開學後面對的就是生殖與遺傳單元,加上想留一節課讓學生口頭報告,其實課堂時間完全不夠,所以我們拜託所有一年級導師協助,剛好開學後第一週的班會並沒有全校性活動,所以在導師們的幫助下,學生也就順利的完成了海報的製作,讓學校實驗室有相當浮誇的一整面寒假作業展覽。


    • 探究與實作彈性課程(第三年)
    接續前一年的營養繁殖探究課程,去年度我們學校開設了一節探究與實作彈性課程,因為前半就會訓練學生進行泡菜等生活相關實驗探究,訓練學生進行討論,因此我把營養繁殖探究作為一上最後的總結課程,放手讓學生進行實驗設計,下學期開學後則繪製海報與進行口頭報告,今年課程進行的比之前更加順利,學生在學習單表現上也呈現更多的成果,畢竟經過大半學期的訓練,學生已經練習過:如何提出可操作的問題、如何設定變因...等等,在這樣足夠的累積後,此處營養繁殖的總結課程中,就不像以往需要耗費太多老師的力氣了。


    雖然這是一個類似獨立研究的作業,但實際上對於國中普通班來說,他們非常需要一些鷹架協助他們了解,科學方法不是只有第一步驟是觀察等文字敘述,而是可以實際運用在思考和解決疑問上的工具,這也是我在整體課程設計時,一直不斷自我提醒的的核心理念。
    也許這簡化過的科學方法只是一個簡單的思考架構,距離真實的科學研究情境還有相當大的距離,但總是需要一個可以實際使用的機會,才有機會累積更多的經驗值,讓學生在科學素養上更進一步。
     
    這次把學生種植成功的對照組與實驗組擺在走廊上展示,方便課程進行時,學生可以實際看到營養繁殖的實體,不過比較麻煩的是風太大,太小的杯子會飛走(尤其是用衛生紙種的石蓮花),也許下一年可以再想想什麼有趣的作法吧。







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