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自然科 動手勤做實驗,提升邏輯思考能力

4.考題重視實驗相關的思考和技能
文 / 柯曉翔    
2013-09-06
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自然科 動手勤做實驗,提升邏輯思考能力
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今年試辦國中教育會考自然科精熟等級比例13.74%,為五科最少,可見學生想在自然科拿下高分並非易事。台中市大業國中理化老師劉安祐表示,會考和特色招生的自然科難度較基測高,大約有4、5題簡單的題型會抽換為較困難的題目,計算也非常繁複,但整體而言,學生準備的大方向無需變動。

自然科包括生物科、理化科和地球科學。考題特別重視實驗相關的思考和技能。根據心測中心公布的特色招生考試自然科參考題本,包含了光合作用實驗、水溶液降溫和鋅銅電池裝置的架設都入題了,甚至還考了複式顯微鏡的使用操作。

「學自然科,本來就應該實際動手操作,」新北市立三和國中校長、生物兼理化老師張錫勳說,學生光依賴教科書並不夠用,還要學習在實驗當中的應用科學概念,思考並解決問題。張錫勳說,課本提出實驗的基本步驟,孩子不能僅循著實驗步驟照做,這樣會變成「食譜實驗」,而應進一步思考,為什麼要這樣做?在操作過程中,還有沒有其他的方法?唯有自己設計並動手做,才能真正體會實驗的真義。

另外,自然科非常重視圖表。以特色招生參考題本為例,全部41題中,高達36題附有圖表,考驗學生如何從圖表找出相關訊息,加以解讀並判斷。例如學生要判讀實驗的結果圖表,判斷相關推論何者有理;或根據文字描述,選出正確的地面天氣圖。

從生活體驗中長知識

高雄市右昌國中地球科學老師林啟祥以天氣圖為例,建議學生宜掌握圖表符號的涵義,並了解圖表背後的原理,遇到試題時仔細推敲資訊,推導答案,以免掉入誘答選項的陷阱。

自然科探討的問題常是發生在身旁的自然現象,若學生能將課堂所學和日常生活經驗連結,更容易理解科學知識。張錫勳舉例,如果學生硬背誦大理石被碳酸鈣侵蝕,學習效果不見得良好,可以換個角度放在日常生活情境思考,為什麼一些古蹟保存不佳?可能是因為天降酸雨,雨中的酸性物質影響建築物。如此聯想,學生才能將課本知識實際應用。

林啟祥建議,家長平時和孩子也可以討論社會時事的科學議題,例如發生地震時,媒體常提及歐亞板塊和菲律賓海板塊相互運動的關連,就是很好的媒介,讓孩子試著表達,為什麼板塊跟地震有關係?「無論針對會考或特招,學生要先把思考能力與層次拉高,」林啟祥說,許多學生學自然科光靠記憶,只記憶因與果,卻忘記因果之間還有許多歷程,也不在意過程中的邏輯理路,這也是國內教育欠缺的地方。

總結來說,準備自然科,學生要真正動手操作實驗、將科學知識與日常生活連結、並將自然現象的因與果更細緻連結,這當中都需要用到思考的能力,如此不僅能應戰會考和特招,在往後日常生活也受用無窮。

自然老師怎麼教?

鼓勵走出校園,把大自然當教室

「生物科要傳授的知識與情境和大自然息息相關,一定要找機會帶學生到戶外!」彰化縣立線西國中林莞如老師說。每年春分,她都帶學生到八卦山觀察灰面鵟鷹,也曾帶學生到彰化濱海濕地進行生態探查。走出校園,大自然就是她的生物教室。

在林莞如的生物課裡,學生分組製作海報、創作生物歌曲、生態攝影、顯微鏡跑檯,非常忙碌。她也製作許多教材,例如說明人類內部構造時,將空麥片盒畫成人類肋骨;講解DNA時,讓學生將卡紙剪裁成雙螺旋狀。課本上的科學知識,就這樣栩栩如生躍在學生眼前。

新北市立三和國中校長張錫勳的生物課,絕不會讓學生沒事做,光聽老師唱獨角戲。他喜歡拋出問題,讓學生互相討論與激盪。學生學到食物鏈的概念時,了解自然界的毒物一層層累積到最高級的消費者。這是科學知識。張錫勳問學生:「你們去菜市場買魚,要買大魚,還是小魚?」把科學知識轉化成生活情境問題。

在這一題「買魚」的生活情境中,大魚在食物鏈上層,累積較多毒性,就身體保護機制而言,避免吃大型魚類;但以生態保育角度來說,少吃吻仔魚,才能保護海洋生態。

張錫勳說,問題沒標準答案,有時也不見得討論得出結果,但重點是讓學生交流分享,師生也互相學習。「撇開高能物理不算,國中學的科學哪個不是從生活經驗出發?」高雄市右昌國中地球科學老師林啟祥說。曾有學生對他說,梅雨季來臨,常下起綿綿細雨。他先和學生一起回想與討論,實際生活經驗的感受如何?再從科學角度對學生解釋,由於冷暖氣流交會,氣流抬升運動鮮明,因此降雨常不會是細雨狀態,而是豪大雨。

教學拉到理解應用層次

林啟祥認為,教學要把學生拉到理解或應用層次,養成論述與思考的習慣,若只停留在記憶層次,學生遇到困難的試題就很容易投降。想將科學知識實際應用,動手做實驗是最好的方法

之一。

國中生物課有個單元,教導學生用樣區法推論生物族群數量,國中生實際操作當然無法精準掌握校園池塘裡的生物數量,通常老師會以模擬方式,讓學生在白紙上畫方格,並撒出紅豆,計算估計值和比較誤差。

課本的實驗步驟只做為參考用,張錫勳會讓孩子自行設計實驗,每組在白紙上畫的區域和格數都不同,建構自己的估算方式。如此一來,每組的實驗不全然相同,學生也可藉由模擬樣區法,揣想實際調查的情況。

台中市大業國中理化老師劉安祐則喜歡在課堂上帶入科學史,讓學生了解科學知識背後的來龍去脈。例如教到單擺概念時,他問學生,一秒鐘是怎麼訂的?事實上,一秒鐘正是由單擺計秒。他邊擺動單擺,並用碼表計時,擺動10次,碼表剛好顯示20.05秒。學生都很訝異:「沒想到算得這麼準!」

劉安祐說,課本並無描述得這麼詳細,當場秀給學生看,讓學生了解科學史的演進,就能帶動學習興趣,而且每個科學知識背後都有時代背景,講述科學故事時,與歷史、地理等科目的內容也就串連起來了。

2013年09月

教育特刊

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