2011年3月9日

2010細胞分裂與減數分裂教學紀錄-注意力引導

明明現在就是2011 ,可是卻在紀錄2010,這是怎麼一回事呢?
其實這篇要紀錄的不只是教學,還包括我念研究所寫論文的過程。

兩年半前,為名為利地去考了研究所,過著白天當老師,晚上當學生的生活。唸書的那兩年,也意外幫blog增添了好多資訊類的文章,其實很多都是在唸書時候的所見所學。

過了一年,到了要找題目做研究寫論文的時候了,因為我念的是數位科技與學習的研究所,所以我鎖定的方向就是如何利用資訊科技來協助教學。

論文的目標出現在最接近的地方,我在自己的blog 裡找到方向。我連續數年都紀錄了教「細胞分裂和減數分裂」的過程與反省,每年都會嘗試新作法,不如今年就試試看用資訊科技來協助看看吧。

分裂怎麼教
過去的經驗告訴我,光用板書在教室講述這種動態過程時,常常會有學生搞不懂那些染色體是怎麼移過來跑過去,所以我們就會用各式各樣的教具去演示那個過程,像是用紙卡、磁鐵做染色體。

教細胞分裂、減數分裂時,如果用資訊科技協助,那應該怎麼做?我想動畫會是一個不錯的處理,不過我讀到的研究又告訴我,用動畫還是會有缺點,像是資訊量太多(一堆染色體),速度太快,可是如果光只是用一張張的圖片來講,又沒辦法一眼看出那些染色體怎麼移動,所以我想,那就折衷一下吧,在動畫和圖片中取平均值,弄出一個我可以控制播放速度,而且又能夠減少資訊負荷的特製動畫吧。


後來我做出來的結果,跟我預測的相同。在講細胞分裂和減數分裂這種動態過程時,如果用特製動畫,的確是可以提高學生的學習成效,而且還可以有效地降低認知負荷。

此外,我的研究裡,還有一部分是在探討這些7年級的學生的認知程度,到底到達了什麼程度?如果他們還處在具體思考的階段,那麼我推測如果把染色體移動過程完整地秀給他們看,應該是對他們的學習有幫助的吧?

我用科學推理測驗去測學生的認知發展期,結果發現,我研究的7年級學生(189名)只有 19.6% 進入過渡期,其他 80.4% 的學生通通都在具體操作期。這意思就是大多數學生面對抽象事物(染色體、基因),可能就是一副鴨子聽雷、滿頭霧水的樣子。在我的研究中,也印證了這樣的想法,針對具體操作前期的學生(佔全部的53.9%),因為他們還沒有辦法進行抽象思考,所以用特製動畫來教他們,那麼比起光用圖片或是動畫,學習成效是比較好的。


特製動畫特製了什麼
我是用Flash去做這個特製動畫,這邊可以下載。



開啟之後,重點是在紅色框框裡頭的東西,分別有細胞分裂、減數分裂和互相比較的三種頁面。







以減數分裂的那頁面為例,左上角有個「」字,那個是回到前頁。左方的輔助圖區,按下去就可以讓主畫面出現對應的大圖,或者按右方的輔助文字區也有同樣效果。

如果要看一般動畫的效果,可以按下按鈕區的Play All,它就會把所有圖片通通跑一次。

如果是按下<>就是做控制速度的效果,按一下動一下。而那個play是讓目前的影片只播放到這個階段然後就停住。


至於減少資訊負荷的方式,關鍵就在「提示」效果。我的設計是讓任一個染色體可以像被照了聚光燈一樣,被眾人注意,被提示,所以學生就自然而然注意到這個染色體的改變模式;同時,其他的配角並沒有消失,只是淡化掉了。所以若想要在這時綜觀全場,看他們發生什麼事情,也是OK的。

所以這樣就可以同時減少認知負荷,又不至於放棄細節。這樣的教材設計原則,我們稱之為「注意力引導」。


為什麼幫他們把染色體移動的動態過程演示給他們看會有幫助?我的想法是這樣的,如果學生有時間,自己按照自己的步調去讀圖,左右對照圖片的變化,就可以在內心建構出整個過程,但問題就出現在這個動態過程的學習,是出現在課堂授課時,而不是自學。

當老師在台上述說這個東西等一下會怎樣跑來跑去,學生又要聽,又要去建構過程,其實對他們而言,就會產生了很大的認知負荷,意思就是「怎麼那麼複雜,聽不懂(抓頭)」

所以教學時,要不就要給他們足夠的時間去建構過程,不然就是要幫助他們建構過程,不要讓他們的腦同時去處理那麼多事情。

當認知負荷降低了,學習也才能更有效率。

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