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高一生物怎麼讀?運用圖片及視覺化技巧

Photo via Visual Hunt

還記得嗎?暗夜中第一次看見螢火蟲點點閃爍;
走進阿里山紅檜森林深呼吸時滿溢胸腔的清新;
大雨過後草叢水窪傳來的陣陣蛙鳴;
炎炎夏日大快朵頤冰鎮過的玉荷包和愛文芒果;
凝視缸裡小魚悠游水中的怡然忘憂。

這些來自生命的奧妙,開啟了我們對世界的好奇和驚喜。時至今日,科學與科技的發展日新月異,生物學研究進展迅速,對醫療、農業、食品、環境和人類生活均帶來莫大助益和影響。能探索和瞭解自然,應用所學以對世界有所貢獻,進而欣賞和珍愛周遭的一切,這是高中生物課程所希望引導學子達到的目標。

微觀與抽象概念,為生物學習難點

與國中小自然科學及生物相關課程相較之下,高中生物課程以更細微的角度解析現象背後的機制,也以更巨大的時空尺度探討自然生態和演化。

研究者指出,生物課程中的概念學習困難可歸於兩大類型:
(一)微觀組織層次,如分子、胞器、細胞、組織、器官等,均屬細微尺度概念。
(二)抽象概念層次,如呼吸作用、光合作用、物質的運輸,元素循環和能量流動等,均屬階段性、流程性、步驟性的概念(Lazarowitz & Penso, 1992)。

以一段對於「真核細胞的構造」之概念描述為例:「真核細胞的構造為細胞膜、細胞質和細胞核。細胞質內的胞器包括了粒線體、內質網、高基氏體、液泡、核糖體、葉綠體等;細胞核包括了核膜、核質、核仁、染色質等構造;細胞核則由磷脂質和蛋白質所組成。此外,部分胞器和構造由雙層磷脂質及膜蛋白構成,共同屬於內膜系統;且其中某些胞器與蛋白質的合成和分泌有關。」上述概念牽涉了許多微米或奈米等級的細微構造,並必須瞭解各胞器的功能及其間的關係,兼具了生物科概念學習困難中微觀且抽象的雙重性質,因而增加了理解和學習的複雜度。

這些肉眼難以明確覺知的生命世界現象,導致學生經常會帶有許多矛盾的想法,而採取機械式的背誦方式,記憶片段知識來應付課堂或考試中遇到的問題,甚至想像或創造出錯誤的另有概念來自圓其說,以滿足自己模糊不清的邏輯,增加學習困難和挫折。

利用視覺轉換四技巧,釐清專有名詞

如何駕馭繁瑣眾多的專有名詞,並能輕鬆釐清專有名詞之間的關係?筆者建議可善用課本裡的圖片和視覺化的技巧,增加自己和圖片之間的交互作用。

可嘗試的視覺化技巧運用方式包括:
(一)仔細閱讀課本段落,比較對照相關圖片,觀察圖中每個細節,以確認和釐清所獲得的資訊。

(二)嘗試自己獨立解釋圖片,用以檢視自己的瞭解情形。若覺察自己沒有把握解釋清楚的地方,則回到前一階段,再次閱讀課本段落和對照相關圖片,確認和補齊相關資訊。

(三)評論和檢視書上圖片的優點和缺點,如果有必要,可以依據檢視的結果來修改或調整圖片。

(四)練習使用不同方式轉換表達圖片,或親自重新繪製圖片,建立屬於自己創作的圖形。

同樣以「真核細胞的構造」這個概念為例,在學習此單元時,除了閱讀課本文字,同時需對照書中所附的真核細胞構造圖,理解各胞器的型態、位置和功能。接著只看圖片,不看文字,嘗試自己說出對圖片中每個胞器的理解;若有無法說清楚的地方,則再回頭閱讀,重新對照課本文字和圖片,補足概念缺失。若已能清楚解釋,可嘗試評論和檢視現有圖片的優點和缺點;若原有圖片有缺點,可根據缺點修改或調整圖片。最後,可練習自己獨立重新畫一張真核細胞構造圖,標出構造名稱,甚至可以在圖上延伸筆記各胞器的特性和功能。

將概念明確具體化後,一定要複習

當接收外界訊息時,透過上述一連串特別地處理和轉換,將經歷對文字符號、圖片和表格等多元表徵的閱讀和交流,以分析文章段落和圖片裡所蘊含的資訊,幫助自己將概念明確化和具體化,如此能在心中形成印象深刻的理解。這是一種將教育研究領域的「雙碼理論」轉換為實際應用的方式,亦即同時運用語言和非語言的符號系統,將獲得的訊息進行處理和連結,從而整合和建立屬於自己的心智結構。

正如同蓋一棟大樓,初始必須先建置地基(即閱讀和理解資訊),接著要綑綁鋼筋(即處理訊息,例如本文所建議的運用圖片和視覺化技巧),灌漿乾燥之後才完工(獲得真正有意義的學習);鋼筋綑綁得愈仔細,大樓的結構就愈牢固。

此外,特別要以心理學家Ebbinghaus所提出的遺忘曲線理論來提醒大家:在沒有任何複習的情況下,個體學習新的單元,經過一個月後,個體對原本學習內容的記憶保留量僅剩下原有的五分之一。這強調了複習對於學習內容的記憶保存相當重要。穩紮穩打的學習是成為專家的不二法門。翻開生物課本或任何科學書籍,面對琳瑯滿目的圖形和圖片,非常推薦嘗試應用視覺化技巧來學習生物課程喔!

【參考資料】:Lazarowitz, R., & Penso, S. (1992). High school students’ difficulties in learning biology concepts. Journal of Biological Education, 26(3), 215-223.


(本文反映專家作者意見,不代表本站立場)


★圖文由選才電子報同意授權轉載(節錄),原文請見:讓想法看得見-運用圖片及視覺化技巧探索生命奧秘



文:高雄市立楠梓高級中學生物科/洪蓉宜老師