瀏覽記錄
TOP
學科補給站

不能錯過的高中生物學習奧秘

Photo credit: Caroline Davis2010 via Visualhunt / CC BY

生物世界多采多姿,生命現象五花八門。常聽到學生表示:「生物好難喔!要背的東西那麼多,根本記不起來。」也常有學生把生物當作「自然科學中的社會科」、「是屬於背的自然科」來學習。

不得不說,記憶力絕佳的學習者,在學習生物上或許會比不擅長記憶的學習者來得吃香(「記憶力好的學生在學習表現上有其優勢」,這或許是適用於各科學習的一句論述)。然而生物的專有名詞和關係極多,高中生要學習的知識量相當龐大,在各科知識逐量累積之下,若只是用背誦的方式學習生命科學,記憶留存的效果著實有限,再怎麼善於強記的學習者都會感到吃力。

最重要的是,純粹記憶的學習方式,不僅無法體會生命世界的奧妙,更不可能激起與生命科學碰撞交流時的美麗火花,那就太可惜了。高中學生究竟該如何學習基礎生物和選修生物呢?筆者提供下列淺見。

螺旋式的生物課程結構,由簡入繁、層次分明

臺灣各年段的生物課程採螺旋式的課程結構安排,從強調對現象的觀察,到內部機制的簡介,再深入探討和分析機制的細節。

以光合作用為例,國小自然課學綠色植物具有葉綠體,會吸收二氧化碳和光,製造養分和氧氣。國中自然與生活科技課接觸到葉綠體的構造;其中,光反應在囊狀膜進行,碳反應在基質進行,反應物包括水和二氧化碳,生成物包括氧氣和葡萄糖。高一和高二生物課學光反應的過程中,囊狀膜上的葉綠素吸收光能,水分子被分解,產生氧氣並由氣孔釋放,另外產生ATP和NADPH提供碳反應所需;碳反應利用來自光反應的ATP和NADPH,將二氧化碳固定形成醣類。高三生物課則以細胞和分子等更微觀的角度,探討光合色素的種類、光系統的運作、光反應過程的電子傳遞鏈、碳反應中的固碳、還原及五碳醣再生等三階段過程。

由此例可知,螺旋式的課程結構由核心往外擴散,隨著年段逐漸加深加廣;整個過程由淺入深、由簡單而複雜、由巨觀至微觀、由具體而抽象,層次連貫而分明。

掌握概念整體性,包括核心概念與子概念之關係

當發散式的開展知識點之後,經常有學習者走火入魔,流於對細節的拘泥,侷限在概念的支微末節,忽略了概念的整體性和全貌。

例如高三自然組學生在學習光合作用的光反應時時,會接觸到「光系統、反應中心、P700、P680」等專有名詞,只去背誦「光系統I的反應中心稱為P700、光系統II的反應中心稱為P680,光系統由數百個葉綠素a、葉綠素b和類胡蘿蔔素等色素分子所組成」,而不去理解「為何光系統I的反應中心要稱為P700?為何光系統II的反應中心要稱為P680?光系統I和II之間有什麼關係?為何演化的結果是由各種色素分子共同組成光系統?這樣對植物而言有什麼好處?」這就是所謂不求甚解的「背生物」。

此種將概念複合體瓦解為知識碎片來記憶的學習方式,是導致生物學習效能不彰的典型形態。當前述引號中的問題都獲得釐清後,將加深對光系統相關概念的認識,並於各個知識點之間形成更強而有力的連結。也就是說,在學習某一核心概念及其相關子概念時,應循序漸進地注意子概念形成的前因後果、來龍去脈,釐清其脈絡與適用範圍;在子概念建立後,重複比較各子概念,並經常回顧反思其與核心概念之間的關係,才能達到相關概念的綜合統整和融會貫通。

培養科學求真技能與建模等主動學習能力

請思考:看偶像劇或鄉土劇時,出現的角色不計其數,其間的愛恨糾葛之複雜,觀眾卻從來不會搞混劇情,這是為什麼?因為觀眾會跟隨著瞭解角色間每一段關係的發展。當新角色加入,或神秘人出現時,劇情仍然繼續,充滿莫名與懸疑,卻毫無違和感,這是為什麼?因為觀眾會從人、事、時、地、物等不同面向發想許多問題,並從劇情內容尋找可能的蛛絲馬跡,此時每一位觀眾都是柯南。上週沒看八點檔,這週仍然可以很快跟上劇情,這是為什麼?因為只要掌握了劇情發展的大方向,稍為問一下其他觀眾,三兩下就能釐清疑問而與進度接軌。

話說回來。看電視這檔事,與學生物有什麼關係?

關係可大了!學生物的方法與態度就跟看偶像劇的過程一般,運用「觀察、提問、假設、實驗、推理、解釋、批判、論證、歸納」等科學過程技能,去探究與解決問題。這些不只是一系列的口號或步驟,而是科學求真的歷程。透過敏銳的觀察與提問、大膽的假設與系統的實驗、邏輯的推理與解釋、理性的批判與論證、合理的歸納與結論,以解析並理解現象或概念,甚至從中獲得新發現與創見!

此探究與解決問題的歷程中,將經歷對文字、符號、圖表和模型的閱讀及溝通交流,以分析其所蘊含的資訊,此為基礎的理解,也是所謂「理解後比較容易記憶」的層級;如果能將所理解的資訊整合,遷移應用至其他情境,與生活周遭或大自然連結,則獲得的概念會達到更深層的意義化,成為「與生活有關、有用的生物知識」;若能更進一步建立新模型、新理論、新觀點,再繼續下一輪的探究、檢視及考驗,則進階為「如科學家般的思考」,這是最上乘的境界,也是科學教育所希望達到的目標之一。

建構分析概念,強化與生活的關聯性

看到「雙刀雞姐、撒尿牛丸、黯然銷魂飯」或「皮卡丘、寶貝球、火箭隊」這些關鍵詞,腦海中浮現什麼畫面?沒看過食神電影或神奇寶貝卡通的人肯定無法理解。正如同看到「醛固酮、心房排鈉素、腎素」或「世代交替、孢子體、配子體」這些關鍵詞,會想起哪些生命科學概念或主題?

學習者心中的故事之細緻度取決於學習者與相關素材的互動深度(有多麼瞭解?)以及互動頻率(看了幾次?)。秉持好奇心,運用豐富的想像力,多一些堅持與耐心,去咀嚼、解構及分析每個概念,更進一步再建構屬於自己的新概念模型,並強化與日常生活的關聯性。生命科學就在生活裡,人人都可以是科學家。


(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,原文請見:不能錯過的生物科學習奧秘


文:高雄市立楠梓高級中學生物科/洪蓉宜老師