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七、多數學生以腦或神經系統為上位概念繪製概念圖

學生會選用多達 14 個上位概念繪製概念圖,使用最多的是

「腦」,其次才是涵蓋內容最多的「神經系統」,選用「中樞神經」

或「周圍神經」為上位概念的學生數量不多,顯示學生對神經系統 概念的階層瞭解程度不足,也反映學生對於神經系統器官之間的相 對關係缺乏理解。

八、學生習慣使用包含關係與行動關係連接詞繪製概念圖

學生選用連接詞繪製神經系統概念圖時,使用比例最高的是包 含關係連接詞,其次是行動關係連接詞,這樣的連結詞使用結果,

與神經系統單元概念的屬性一致,包含關係可以描述神經系統的結 構,行動關係描述神經系統的功能,但神經系統概念間其實還存有 許多特徵關係,而學生使用特徵關係連接詞的比例很低。

第二節 建議

以下,根據研究的結果,針對神經系統概念教學與神經系統課 程設計分別提出一些建議。

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一、神經系統概念教學上的建議

由 CDIN 與概念圖分析的結果可以知道,學生對於日常生活曾 經使用的概念或與生活經驗相關的概念,表現較高的理解程度,例 如:「神經系統控制四肢活動」或「跑步接球的神經傳導路徑」兩個 概念,與生活經驗相關度較高,學生表現較佳的理解程度,而「大 腦」、「神經系統」或「腦」等概念,日常生活經常使用,不論在回 答CDIN 理由或繪製概念圖時,學生都能提出較多的想法,因此,

生物教師進行神經系統單元教學時,可以多運用與日常生活結合的 例子,幫助學生建構科學概念。例如:讓學生實際體驗由光亮處進 入黑暗處的視覺變化,藉此解釋瞳孔調節與神經系統的關係。

除了「神經系統」、「大腦」、「神經」、「腦」和「脊髓」這幾個 概念較常出現在日常生活中,其餘神經系統的概念對學生而言都十 分陌生,因此生物教師應該設法幫助學生建構這些陌生的神經系統 概念,建議可以採用名詞聯想的方法,讓學生透過討論的方式先就 字面上的意思解釋神經系統概念,透過比對正確科學概念,釐清學 生的概念與科學概念的差異,再由教師講解正確科學概念,如此,

學生可以釐清自己的想法,也可以經由比對自己想法與科學概念的 差異,理解神經系統概念,對於增進概念的建構有正面的幫助。

由CDIN 理由分析與概念圖的結果發現學生對於神經系統概念

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的階層有許多另有概念,對於神經系統器官間的關係缺乏明確的認 識,因而產生「大腦控制神經系統」或「大腦和神經系統共同控制 反射作用」等另有概念。生物教師進行神經系統單元教學時,除了 運用解剖學的圖形說明神經系統器官的關係外,也可以採用概念圖 的方式,幫助學生逐步建構神經系統概念,促進學生形成完整的神 經系統概念網絡,其中,應該特別重視「中樞神經」和「周圍神 經」兩個概念,因為中樞神經和周圍神經分別負責訊息整合和訊息 傳遞,學生若能瞭解這兩個概念的內涵,就能建構正確的神經系統 概念階層,釐清神經系統與腦、大腦、小腦、腦幹的組織關係,避 免產生大腦控制神經系統或大腦命令神經系統控制四肢活動……等 另有概念的出現。

神經系統的概念有許多概念都有「神經」這個名詞,如:「神 經」元、中樞「神經」、周圍「神經」、腦「神經」、脊「神經」、感 覺「神經」和運動「神經」,從概念圖結果得知,有些學生無法使用 這些概念繪製概念圖,而許多學生無法正確連結這幾個概念,其 實,這幾個具有「神經」名詞的概念,分別以不同的功能、解剖構 造和訊息傳遞方向來定義,如「中樞神經」和「周圍神經」以功能 區分;「腦神經」和「脊神經」是以解剖學區分;「感覺神經」和

「運動神經」則是以訊息傳遞方向定義。生物教師在進行教學時,

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應該詳細說明不同概念的定義方式,透過神經系統的解剖圖形加強 說明,並適當的建構比較表格幫助學生建構概念,或者利用日常生 活的姓名與稱謂的經驗加以解釋,例如:一個人的姓名是陳大明,

但同時也可以是爸爸、丈夫或陳經理,隨著不同的情境有不同的稱 呼,就如同一束神經纖維可以因為不同的功能或位置,有不同的名 稱。學生能清楚瞭解這幾個有「神經」名詞的概念,對於建構正確 的神經傳導路徑,以及形成完整神經系統概念網絡,一定有正面的 幫助。

概念圖連接詞分析的結果得知,學生較缺乏使用特徵關係類連 接詞形成命題,生物教師教學時,若能多強調屬性、特徵或位 置……等特徵關係的連接詞,應該可以幫助學生更完整理解神經系 統的結構與功能。另外,學生雖然使用了許多包含關係與行動關係 的連接詞,但是有些學生使用較為模糊的連接詞,生物教師在解釋 神經系統概念時,應該使用精準的連接詞,幫助學生習慣使用科學 語言建構概念。

二、生物課程設計上的建議

從研究結果得知,學生習慣使用日常生活的經驗理解神經系統 概念,日常生活曾經體驗過的生理行為,通常能表現較高的理解,

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存有較多的想法。因此,在設計神經系統課程時,應該多多增加日 常生活的例子,利用學生能感受體會的生理活動說明神經系統的功 能,可以增進學生建構正確的科學概念。另外,因為神經系統控制 人體多數的生理活動,所以在教材內容上增加神經系統與其他系統 或生理活動的說明,讓學生更全面的瞭解神經系統在生理學的角 色,而非僅侷限在單一生理系統的知識。例如:可以設計圖形或表 格說明神經系統與呼吸系統、消化系統、骨骼系統或循環系統……

等生理系統的關係,一方面可以讓學生更瞭解神經系統的作用,另 一方面也可以幫助學生整合不同生理系統的知識,形成較為全面廣 泛的知識架構。

不論是 CDIN 或概念圖的結果皆顯示學生對神經系統概念的階 層組織缺乏深入的認識,也就是不清楚「神經系統分為中樞神經和 周圍神經」,或「中樞神經包括腦和脊髓」、「周圍神經包括腦神經和 脊神經」等概念。目前的生物教材皆是採用文字說明配合人體神經 系統示意圖的方式介紹神經系統的階層組織,將中樞神經和周圍神 經分別標示在示意圖的對應位置上,再進一步標示腦、脊髓、腦神 經和脊神經,或許在教材的編寫上,再加上概念圖或神經系統組織 圖,直接以文字圖形的方式呈現神經系統概念間的關係,或許更能 幫助學生建構正確的概念。

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幫助學生理解「中樞神經」和「周圍神經」的內涵,應該是幫 助學生建構正確神經系統概念階層組織很重要的部分,目前的生物 教材使用「中樞神經」和「周圍神經」,而教材的內容還有「腦神 經」、「脊神經」、「感覺神經」、「運動神經」、「神經細胞」、「神經 元」、「神經纖維」幾個都包含「神經」的概念,若仔細檢視這些概 念發現,除了「中樞神經」和「周圍神經」外,其他包含「神經」

的概念所指的「神經」都是代表神經元或神經纖維,但中樞神經和 周圍神經的神經可以再區分為腦、脊髓或腦神經、脊神經,這兩個 概念所稱的「神經」內涵較廣,建議可以如同高中教材使用「中樞 神經系統」和「周圍神經系統」來取代,一方面方便銜接高中教 材,另一方面更能幫助學生理解中樞神經和周圍神經是涵蓋範圍較 廣的上位概念。

如前段的建議所提到,神經系統單元的許多概念都具有「神 經」這個名詞,但因為功能、解剖學或訊息傳導方向的區別,分別 有不同的概念名稱,因此在神經系統教材的編寫上,若能適時的增 加一個表格或圖形詳細說明整理這些具有「神經」的概念,或許能 更有效幫助學生理解神經系統的概念。

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