2009年4月30日

板書設計-植物分類

過去幾年我在教這個部份的時候,一直都是用這樣的板書在教學


我以為這樣很好,不過最近我開始在「資訊視覺化」的領域裡打轉,我發現這樣的呈現未必比較好。

在《創意黏力學》這本書裡,提到了一個實驗,1990年史丹佛大學的伊麗莎白研究了一個簡單遊戲,將研究者分成「擊節者」和「聽者」。擊節者拿到幾首歌的名單,他必須在腦中想像旋律,並在桌面上把節奏敲給聽者聽,聽者的任務就是猜出歌名。

簡單嗎?不,在實驗裡,大家敲了120首歌,但全部的聽者只有猜對3首歌。
那些歌很難嗎?不,不過就是25首常見歌曲,像是「祝你生日快樂」、美國國歌之類的歌曲。


在聽者猜歌之前,擊節者先猜聽者能猜中的機率,他們猜50%,不過實際上聽者只有猜對2.5%。
怎麼會這樣?

擊節者心想:「這不就是生日快樂歌嘛?怎麼猜都猜不對?這很明顯啊!你怎麼這麼笨」

問題出在哪?擊節者事先知道了知識(歌名),導致他們無法想像缺乏知識的情況下,聽者怎麼聽的。

這就是知識的詛咒

因為我「知道」,所以我沒辦法設想當某人「不知道」的時候是怎麼想的


知識的詛咒發生在各處,老闆和員工、政客和選民,當然也包括老師和學生。

我可以很輕易的寫出這種檢索表,為什麼?因為我已經學得很多了,因為我是「老師」,可是學生懂嗎?我想要用更簡易的方式去表達,我今年的主題是「圖解」

首先我寫下這樣的文字,這是我在教演化時候就寫過的,蕨類繁盛的時期在古生代、裸子在中生代、被子在新生代。額外一提,其實康軒今年用這樣的箭頭表示演化順序,有很大的問題,因為這些演化應該是樹狀的關係!所以教這邊的時候,我很心虛啊。




演化順序的箭頭不管,甚至上頭的年代也可以不管,然後就是開始圖解的部份,把維管束和無維管束圈起來



再把有孢子的和有種子的圈起來,另外底下也寫了精子和精細胞。


這樣的圖可以幫助記憶和瞭解什麼事呢?問題後面是口語上的導引。
  • 哪些是維管束植物呢?(請看上面黃色的部份)
  • 最早的維管束植物是什麼?(請看黃色部份最左邊)
  • 維管束植物中,有孢子的是誰?(黃色部份又被框了紅色的那個)
  • 無維管束植物是什麼?(看底下的黃色部份)
  • 蘚苔類為什麼生活在潮濕的地方(看看蘚苔類被哪些框起來了)
  • 蕨類為什麼也在潮濕的地方?(它被什麼框了)
  • 種子植物能廣佈地球的原因?(精細胞怎麼送去找卵細胞?)
這些圖還是有些例外或是不足的地方,像是種子植物也是有大孢子、小孢子,還有裸子植物的銀杏、蘇鐵也是有鞭毛的精子,使用上還是有限制的。

植物尋寶

今天上課準備進到被子植物,但是只剩下十多分鐘,繼續講又講不完,停下來也不知道可以做什麼,心中突然有個讓學生去校園尋寶的想法。

我請同學先翻到被子植物的部份,看單子葉植物和雙子葉植物的比較,問他們

「如果要你去校園裡認這兩種植物,可以用哪些特徵?」

「種子不好找、莖橫切看不到,最方便就是葉子和花」

「那這樣吧!還剩下十多分鐘,我們去尋寶!全班分成六組,每組要採到以下植物具識別特徵的部位或個體。而我呢,會在學務處前的涼亭翹著二郎腿等你們拿給我,行動,GO!」

  • 蘚苔類
  • 蕨類
  • 裸子植物
  • 雙子葉植物
  • 單子葉植物

接下來就看到一群學生流竄在校園角落裡,用他們所學的知識去實際運用找出這些植物。最難找的其實是蘚苔類,不過提示了,「記得蘚苔類都生活在怎樣的環境啊?水!水!去找水」

我很期待讓學生親手找到蘚苔類,因為我對蘚苔類有很大的感情,你們大概很難想像,其實我一直到高中三年級才真正在野外看到蘚苔類,在那之前,我以為蘚苔類可以長到跟我差不多高,我忘不了「原來蘚苔類這麼小」,那種內心的悸動。

學生經由我的誘導,衝到潮溼的地方找蘚苔,低頭尋找地面的毬果,細數小花的花瓣數,當他們能把硬邦邦的課本轉化成能用的知識,並且主動跨出去觀察,我想我的目的已經達成。

下次進行的時候,我會先印好數張有五個大格子的白紙,就貼在涼亭的桌子上,讓他們把找到的寶,放在該放的格子上,一方面他們組員之間才知道同組已經找到什麼植物,另一方面我也方便統計。

南一的DNA教具怎麼來的?

前幾天我在比三家書商的教科書的時候,看見南一在下學期提供了的獨家教具-DNA模型。

 

我看到的時候就覺得很面熟,應該是來自日本的吉田英一老師的作品吧?顏色形狀都一樣,差別是編排的方式和版面上的字樣。

http://www.venus.sannet.ne.jp/eyoshida/


以下是吉田英一的作品

圖片來源:http://www.venus.sannet.ne.jp/eyoshida/f02sim85.htm

不過我在南一的板紙上沒有看見吉田英一老師授權的字樣,那時候就覺得有點奇怪。所以我就寫信給吉田老師問問情況。

幾天之後他回信了。

南一DNA

大意就是

我:「他們有沒有得到你的許可,是不是抄襲?」

吉田:「他們是抄襲的」

我自己也常常在別的老師那邊挖掘創意,雖然不是每次都會告知作者,但是至少我會標明出處啊,一個營利的文化事業對這點是不是該更重視呢?

2009年4月28日

南一、康軒、翰林,三家教科書比一比

最近要選下學年的教科書了,各家出版社的業務在學校走動得非常勤,不停的宣傳他們有哪些配套措施,可是對我來說,最重要的就是「課本」!!

課本如何編排以及文字和圖片的整合,對我才是最重要的。我關心的是,學生怎樣才看得懂。我想,選書應該也要採納學生的意見才是啊!


以下這篇文章,是我把三家教科書排排站比較異同的時候,順便拍照比較一下。如果你也是要選書的生物老師,我建議你自己要先有自己的答案,不然可能你看完這一篇,會被我影響也說不定,我的意見大部分是客觀的,但也有我自己主觀的意見。





三家都用了同樣的圖片,翰林的畫法有立體上的矛盾感,注意光源聚焦的部份,不過問題不大。





細胞,三家都把細胞切開來了,不過都沒給完整的樣子,身為老師我當然知道細胞什麼模樣,但是學生看這些圖會不會以為細胞長得像蹲式馬桶?






組成層次,其他家用的是「個體」,但是南一用的是「生物體」



實驗步驟的方法,南一康軒大多用繪圖的方式,翰林是用照片,兩者其實效果差不多。但是翰林的編排沒有圖文整合,文字都在上半部,圖片在下半部,沒有考慮到「空間鄰接原則」




同樣是實驗描述,南一康軒都採用圖片為主,文字加註的方式說明,翰林是文字為主,圖片為輔。操作的說明,能用圖就應該用圖。




意外發現康軒翰林都用了同樣的葉片電顯圖。
從示意圖去建構葉片實際的樣子這件事來說,我覺得南一的好多了,不過他用了跨頁的圖片,這樣我們直覺會把左頁和右頁當作兩個區塊來看,而不會連結在一起。康軒的圖片中,電顯圖的葉脈走向和示意圖的葉脈走向不同。



光合作用,康軒沒有畫日光。
翰林康軒都有寫光反應到暗反應中間的「能量」,南一用抖抖的箭頭代替。
南一的葡萄糖有六角形結構來暗示,不過其他的物質卻都沒有?翰林的就都用結構表示,康軒的都用文字。





南一、翰林都補充HELMONT的柳樹實驗,不過兩家的出生年寫的不同,柳樹的重量也不一樣。誰對?誰錯?




植物運輸的部份,南一用了太多的顏色、標記,我都不知道從何看起,康軒的單純多了。




心搏實驗,南一的實驗步驟是用四個人來作這個實驗,其他兩家都是兩個人。這個實驗兩個人就夠了吧?




腦的分區,三家的位置畫的都不同,這是怎樣!





物質進出細胞膜的方式,康軒很多都是畫單箭頭(葡萄糖、氧氣、二氧化碳),另外兩家都是畫雙箭頭。我以為是小地方沒人注意,不過去年還真的有學生跑來問這些箭頭是什麼意思哩。


大家都用紅墨水,不過翰林的紅墨水色偏到變成橘墨水




滲透壓的演示實驗,南一的奇妙設計,同個實驗居然有兩個變因,形狀和浸泡的溶液。應該都用方形或都用三角形吧!


高張、低張溶液的圖片,南一的箭頭用紅藍雙色,令人混淆,應改用單色。




維他命的部份,南一講A和D,康軒翰林講A和C



酵素活性的部份,南一說人體內溫度達到攝氏44度,酵素活性急遽降低。這個44度我以前還真的沒聽過耶?



康軒的水螅捕食前後不是同一隻,捕食前有七隻觸手,捕食後剩五隻,芽體還不見了。





三家都用向日葵橫切面,可是三家形狀都不同。怎麼不選典型的莖呢?拜託!


南一講水分運輸的部份,用了一張卡通圖,不過初學者看這張圖,瞭解其中傳達的意思嗎?


國中終於有正確的腦了,其他兩家都說除了大腦、小腦以外,剩下就是腦幹。終於有翰林把間腦拿出來了,把體溫、口渴、飢餓這些事情還給下視丘控制,不再說是腦幹了。
但是翰林沒有標示下視丘、視丘的的位置和圖片,只有兩句話帶過。



下視丘出現以後,口渴的控制有兩種版本了,南一康軒說是腦幹發佈命令,翰林正確的指出是下視丘控制。



純粹好玩,恆定性的圖片,南一是兩隻北極熊抱在一起,翰林是躺在地上,康軒是兩個男人踢足球。



呼吸運動的圖片三者差不多,不過南一的中央垂直的那些文字編排得很奇怪,跟旁邊的圖片很難整合在一起。



科學方法的實驗設計,康軒的設計應該可以有圖片來說明的。南一的實驗設計很絕,研究有斑和沒斑的香蕉,怎麼會是10克、20克這樣去測,然後畫折線圖呢,這樣的實驗設計道理何在?應該是測很多10克香蕉的糖量,然後求平均,再畫出長條圖啊!

投影片3


另外還有一點有點納悶,是南一下學期的教具-DNA模型,好面熟?





這個是來自日本的吉田英一老師的作品吧?
http://www.venus.sannet.ne.jp/eyoshida/

圖片來源:http://www.venus.sannet.ne.jp/eyoshida/f02sim85.htm


不知道有沒有取得授權?我前幾天寫信去問吉田老師,不過他還沒回我信,明天直接問問南一好了。

2009年4月27日

板書設計-以五界分類為例

很奇怪,在台灣很少看到板書設計的研究,不過在對岸的板書研究相關論文,一查是一大堆。

其實板書設計是一大學問,包含了資料的視覺化,注意力的歷程、色彩的運用、心理學的運作等等主題,應該是值得好好研究的。

這篇文章會以五界分類為主體來談板書設計的方式,因為這部份的角色太多,因此造成學習困難,學生往往學著學著就迷失了方向,忘記自己身處何處。


比如在講藻類的時候,一開始會說這是在原生生物界,可是繼續講下去的時候,因為太細節了,所以學生最後會只學到細部的部份,知道藻類可以行光合作用,可是卻忘記它們的分類,以及和其他分類群的關係。


解決的方式,應該是提供整體的概念,例如概念圖,就像是給迷途的人一張地圖,告訴他「你就在這」。我從講五界分類,一直到菌物界的時候,每一節課的黑板上都會畫上如下圖a的圖。這就是個「前導組織」,是用來使學生能夠組織及解釋新的訊息。


圖b的部份,是說明這張圖為什麼是這樣畫,因為有演化的關係。


圖c的部份是說明真核和原核生物的關係,在中間畫一條線,上面都是真核生物,下面是原核生物。


在學生已經建立這張圖的心智影像之後,指導口語是直接以色彩編碼作為導引:「 這條紅線以上都是真核生物 」,而不是「原生生物、菌物、植物、動物都是真核生物」,避免冗長的敘述以及多餘的視覺搜尋。











在細部談到各界生物的組成時,以色彩標註目前講述的界,並在這個空格寫下分類群,例如講原生生物時,裡頭寫上原生菌、藻類和原生動物。以色彩標註作為前導組織的圖,目的是讓學生「定錨」,並且作為注意力的導引。



在講完菌物界時,會開始比較哪些會行光合作用,哪些有細胞壁,哪些是分解者。過去我的作法是在黑板上寫上以下內容

  • 光合作用:藍綠菌、藻類、植物
  • 分解者:細菌、原生菌、菌物(真菌)
(由於是國中的課程,只說明大致上的概念,不會談例外的部份:例如不是所有細菌都是分解者,如光合細菌會行光合作用,也不是所有真菌都是分解者,也有些會吃線蟲的)



上述這樣的板書說明,其實是很難記得的,我會記得是因為我學得夠多,可是對於初學者而言,這些生物名字都是無意義的代號,所以應該使用圖像來作為記憶的協助。


在此先岔題,講一下完形心理學。


Kurt Koffka(1886-1941)、Wolfgan Kohler(1887-1968)和Max Wertheimer(1880-1943)等人創立的形狀知覺的完形取向(Gestalt approach to form perception,又稱格式塔原理),這是奠基於整體不等於個別部份總和的主張。根據這個主張,對於任何視覺陣列我們會傾向以某種方式知覺它,這種方式最能簡單的將分離的元素組織成穩定且一致的形式,而非一群紊亂、無法理解且無組織的感覺元素(Sternberg, 2005)。




視知覺的完形原則如下



完形原則



原則



圖形背景



在知覺視野中,有些物體(圖形)似乎比較突出,而視野中的其他部份似乎退到後面變成背景



接近性



在我們知覺各種物體時,我們會傾向將互相靠近的物體看成同一個群組



相似性



我們會傾向利用物體的相似性來歸類



連續性



我們會傾向知覺到平順的流動或連續的形狀,而非中斷的或不連續的



封閉性



在知覺上,我們會傾向將實際上未完成的物體,看成封閉或完成



對稱性



我們傾向知覺到物體由中央分開而形成鏡像




我們會根據圖形的大小、形狀、位置、顏色、線條等特徵,在心中作群化,認定其為同一群。

板書便可依以上原則來設計

圖a:將同屬分解者的生物以黃色圓圈作群化,生產者的以綠色圓圈作群化,細胞壁以藍色方框作群化,圈起來就會被視為同一群。

圖b:但是黃色圓圈和綠色圓圈有相似的形狀特徵,藍色方框和背景的方框也有相似的形狀特徵,造成干擾物和目標物有相似的特徵,影響視覺搜尋的速度,所以在圖b改用不同的形狀來圈選。

圖c:為了加強群化,所以將三角形和方形都以線段連接


這是實際在黑板繪製的情形


教材已經以形狀和色彩作編碼之後,講述的口語是
哪些是分解者呢?請看黃色的三角形

不需要再以手指點來點去說「這個、這個和這個是分解者」,有時過多的肢體語言反而會分散學生的注意力。

關於色彩的編碼運用,根據FAA的資料, 因為我們對色彩的記憶非常弱,所以若用色彩來作編碼,必須限制在 5~10 個之間,若是考慮色覺異常的人,更少會更好,大約只能用 4~5 個 。(不過實際上你也弄不出那麼多的彩色粉筆就是了)

以電腦簡報來實做,我以AMA設計了這部份的教材,只有一頁,但是有很多按鈕開關
,裡頭的圖片來自康軒的課本,簡報在此:五界分類.ppt

另外我也以wink錄製操作此簡報的畫面,建議先看此錄影瞭解哪邊有按鈕。錄影在此:分類教學2.swf




關於圖解思考的運用,以下是我最近看過很棒的中文書,應該都很好取得。英文書的部份,以後再貼心得。(如果你從以下的連結買書的話,我會從中獲利)

書名:圖解力!
作者:西村克己
出版社:商周出版


書名:圖解思考法
作者:西村克己
出版社:商周出版



書名:圖解力 職場工作必備的彙整與表達能力
作者:飯田英明
出版社:博碩文化


書名:餐巾紙的背後:一枝筆+一張紙就可以解決問題+說服老闆&客戶
作者:丹羅姆
出版社:遠流


2009年4月26日

酵素的教學表徵

一般都會把酵素比擬成鑰匙和鎖的關係,不過今天在Dr.Saul's Biology in Motion看到別種比喻,似乎也不錯。



是以開口扳手當作酵素,螺帽和螺絲作為受質或產物
圖片截自:http://www.biologyinmotion.com/minilec/wrench.html

enzyme


怎樣的教學表徵才比較符合科學概念,而且讓容易學生理解呢?

多基因遺傳的常態分布

雖然有些課本會畫出某群學生的身高分佈圖,不過在課堂上教學時,其實可以直接調查學生的身高當說明。

我是以10公分當組距,從150公分開始調查,大概到180左右就差不多了。
畫出來的圖類似這樣,大致上可以看出中間值比較多,而極端值較少。


同樣的方式也可以用在調查體重,不過這就有點尷尬了。

2009年4月24日

你撿過星砂嗎?

你撿過星砂嗎?

就算沒撿過,你大概也可以在各地藝品店常常可以看見一瓶瓶的星砂,商人告訴你,星砂是天上掉下來的星星,你可以用它許下願望。

錯!錯!錯!

星砂的真實身份是有孔蟲的屍體啦!有孔蟲是一群海洋原生動物,牠們躲在殼裡,從殼上的小孔伸出偽足攝食。

關於有孔蟲,在《第二屆 人&自然科普寫作桂冠獎》裡簡至暐的這篇《有孔蟲—細訴地球奧秘的水中精靈》,有非常詳細的介紹。


底下這個是去綠島的時候,民宿老闆潛水撈上來的星砂




真是一群可愛的屍體啦



放大一點來看,這個屍體有更可愛嗎?




這是另外一種




以下這是墾丁砂島的。是我以前在那當暑期解說員時,去淨灘跑進我鞋子裡頭的。



沒有鈍刺,圓滾滾的,應該也是有孔蟲吧


「一對情人在沙灘撿星砂,看流星」看似浪漫的事,在科學的眼鏡下,其實是「一對哺乳類在沙灘上撿有孔蟲的屍體,看太空飛來的灰塵摩擦大氣層

這就是科學的浪漫啊!!!

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