2015年11月1日

以「酵素作用」為主題進行完整探究的訓練

我自己有個目標,把一學年的生物課,按照段考分成六期之後,每期都至少有一節以上離開教室上課,每期至少一次的(接近)完整探究......。

在第二期這裡,學的是養分、酵素、消化、光合作用...,我認為酵素的作用是一個讓學生完成完整探究歷程的機會。

探究活動可以被分成四大類,這是用學生已經知道了什麼來分類的。如果活動所要針對的問題、進行步驟和答案都是已知的,學生作這活動只是在確認定理或原則,那麼這種就叫做確認型的探究活動。

如果學生只知道問題是什麼,還有步驟怎麼進行,可是不知道答案是什麼,那麼這種就叫做結構型的探究活動。如果學生只知道要解決的問題是什麼,但是並不知道步驟,而是要自己規劃設計出來的,這種就是引導型的探究活動。最高階層的開放型探究活動,則是要學生自己發現問題,設計解決方式,從中找到答案。

不難發現,教科書裡的活動大部分屬於確認型的探究活動,因為老師常常都是先在教室裡告訴學生答案,所以學生通常只是作實驗確認結果真的如老師所講的答案。因此,如果希望課程能培養學生探究能力,學習科學本質又能學習核心概念的課程,第一步就是要讓探究的層次提高,從原本的確認型,提升為結構型或是引導型。

我認為課本裡「酵素的作用」這活動,很接近確認型的,原因是進行的時機,得是知道酵素以後才能作,否則學生在沒有學過酵素之前,先作這個活動,其實會弄不太懂這在幹嘛。

去年試過用錄影的方式,把實驗過程(酵素的作用)先錄下來給學生看,邊看邊做活動。雖然實驗也得出結果,但是學生卻有「做完了,不知道在作什麼」的感覺。

我歸納原因,應該是學生也沒弄懂實驗步驟在作什麼。說真的,把實驗器材一會熱、一會溫、一會熱的,真的很容易搞不清楚。於是我今年多了一些步驟,合計用兩節課的時間,完成這個實驗和延伸的探究實驗。一開始也是先看影片,但是要求學生看完影片之後,在筆記本上畫出實驗流程圖,然後給我檢查,通過之後再開始作實驗。

另外,我們學校附近補習班有些會先把課本實驗給做了,所以學生在學校的實驗常常都是重複補習班作過的實驗,所以我也對學生做了調查,有作過這個實驗的,我提供另外一個實驗問題,讓他們去完成。

我提出的問題是「找出在37℃與100℃之間,唾液澱粉酶到什麼溫度還能有反應」。解決這個問題,所需要的實驗器材都和課本活動的器材一樣,只是學生必須自己設計不同溫度區間為操縱變因,然後探究未知的答案。這對學生來說,就有很大的吸引力,因為他們可以去研究出未知的答案。


因為是兩節課的時間,可是實際作實驗的時間合計大約只要50分鐘,剩餘幾十分鐘的時間,我就會讓已經完成課本典型實驗的組別,再做一些實驗。

由果提出問題,但活動步驟由學生從典型實驗中修改轉化來設計實驗,問題包括:「澱粉酶要多久的時間來進行反應」、「澱粉酶與澱粉液的量有怎樣的比例,反應會比較快」。雖然這些實驗的進行步驟大致和原有活動的相同,但因為是不同的問題,所以學生必須思考與設計不同的實驗步驟,這樣的活動也就成為引導型的探究活動。

你可以看到,同樣是「酵素的作用」這樣的主題,可是在一個班級中,可以同時進行多樣副主題的探究活動,也不需要另外增加實驗器材。只要一些改變,教師就可以讓原有屬於確認型的活動,成為比較高層次的探究活動,而在活動後可以透過團體討論的方式,讓學生從數據中探求答案,因此不只能培養探究能力與科學態度,還能體會科學本質。
而學生最後要完成的東西有以下幾個部份:
在筆記本上完成實驗結果的紀錄,並針對實驗結果寫出其代表意義,並利用科學引導句寫出完整科學寫作。這三件事情,也就是探究歷程中的結果、討論與結論。


為了取得唾液,讓學生口含棉花球一陣子,再吐進封口袋裡,就可以收集到大量唾液。
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這半袋都是唾液啊
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實驗過程示意圖與結果紀錄
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實驗過程紀錄與結果討論
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用科學寫作來作為實驗的結論
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