血液循環系統的學習

血液循環系統在生物學上是一個複雜的單元，亦是一個整合性高的主題（涂 志銘， 民 94）。雖然血液循環系統與生活息息相關，但因系統藏於體內，無法 用肉眼直接觀察，國內外的學者都指出要理解此單元的概念是有難度的，且容易 產生迷思概念 (Arnaudin & Mintzes, 1985；Chi, de Leeuw, Chiu & Lavancher, 1994；

Sungur, Tekkaya & Geban, 2001；邱耀德、耿正屏，民 83；許朝貴、耿正屏，民 84；劉寶元，民 92；楊涵瑜，民 93；陳明鈺，民 96)。

台灣科學學習研究（Science Learning Study，簡稱 SLS）於 2003 年進行中小 學生物概念的研究，共為十大主題，分別循環概念包含在由動物與植物的運輸概 念主題內。從研究結果發現概念發展狀況如下：

(1) 循環系統、呼吸系統和消化系統間的關係，學生並不清楚。

(2) 對於心臟才是人類血液在血管內流動的原動力，學生常有混淆。

(3) 有些名詞如雙循環被學生詮釋成血液在血管中雙方向或單方向流動。

(4) 對於生物體整體物質和能量的概念以及其與各系統間的關聯是生物教 學上要努力突破之處。

除了以上四點，從教育現場老師的教學經驗亦得知，學生確實在學習血液循 環時，遇到比較多的問題與挑戰，像是有學生反應對老師的教學內容背不起來之 類的問題（蔡銘珂，民 99）。

Arnaudin & Mintzes (1985)進行跨年級的研究，分別找了五年級與八年級的 學生。研究發現，國小產生的迷思概念若在求學過程未被修改，仍會隨著學生保 留到國中，甚至大學階段。

Sungur, Tekkaya, & Geban (2001)以概念圖的方式調查十年級學生對於血液 循環概念改變的情形，研究發現雖然學生曾在九年級時學過血壓與血流速度等概

念，但在學習壓力與流速這兩個單元時，學生依然存在迷思概念，因為教師和課 程內容沒有強調這些部份。

邱耀德和耿正屏（民 83）以半開放式的紙筆測驗及晤談對國二學生進行調 查，調查結果發現學生較共通的迷思概念如下：(1)以紅血球與血紅素為人體運 輸的主角；(2)以白血球為人體防衛系統的中心；(3)以血管的厚薄粗細來評斷血 管彈性的大小；(4)認定血液方向沒有一定的規範，不受循環構造（如瓣膜）的 限制；(5)以血管類別，決定所帶血液新鮮與否為基本原則，再推演其他循環系 統概念的架構。

許朝貴和耿正屏（民 84）以紙筆測驗與問卷訪談的方式探討國一學生學習 人體血液循環路徑單元的概況與困難，研究結果發現學生在學習上有以下困境：

(1)學生在血液循環的學習成效是最差的；(2) 62%學生認為學習血液循環有困難，

並且存在許多迷思概念。

劉寶元（民 92）探究國一學生學習人體血液循環概念之心智模式類型及心 智模式精鍊的變化歷程，證明在教學中提供適當的表徵模式，可以協助學生學習 抽象的概念。研究亦發現，學習者在學習心臟、血管、血液與循環過程四個部份 的概念中，循環過程對學習者的難度是最高的，其次是心臟、血管及血液。

黃柏蒼（民 92）認為是因為血液循環系統所涵蓋的概念包括細胞、組織、

器官等微觀層次的組成外，也包含各組織層次彼此錯綜複雜的關係，是需要整合 的概念學習，因此對學生學習血液循環系統是困難的。

陳明鈺（民 96）使用概念測驗與半結構式晤談的方式，探討雙重情境學習 模式與傳統講述教學在循環系統概念診斷測驗之差異。研究發現，大部分的科學 概念成效與維持度皆良好，在心臟功能、養份運輸、血液組成與血液路徑等概念，

仍有迷思概念存在。

將以上文獻所探討的血液循環之迷思概念，整理分成血液組成與功能、心臟 構造與功能、循環途徑與功能及血管構造與功能等四個部分，如表 2-1 所示。

表 2-1

Arnaudin & Mintzes (1985)

Arnaudin & Mintzes (1985)

（續下頁）

體各處

二、血液循環概念教學的改進與相關研究

許朝貴和耿正屏（民 84）曾對現行教科書進行分析，並從研究結果得知，

造成學生在學習血液循環路徑有困難的原因為：(1)教材的呈現，忽略了強調血 液循環中各構造間的因果關係；(2)學生無法對圖形做適當的建構，或忽略圖形 中的某些訊息，使得圖形輔助理解概念的功效降低。劉寶元（民 92）、蔡佩貞（民 92）之研究中亦提出相同的看法，表示因課文文字敘述簡要，導致學生無法對課 文與圖形進行概念連結。余清水（民 100）提到學校因課程編排關係，在血液循 環課程部分顯得有些緊湊，且每間學校設備不同，每位老師的教法亦不太一樣，

大都是以課堂講述與圖片說明為主。

近年，國內有學者利用的不同教學策略進行研究，以改善學生學習血液循環 的效率及提升學習成效。莊崑泉和耿正屏（民 84）以學習環來幫助學生學習血 液循環概念，研究結果發現學生在抗體與血液運輸功能方面的概念發展良好，但 對於血液循環概念改變的影響並不大。黃柏蒼（民 92）使用類比教材與傳統教 學做比較，發現使用類比教材有助於學生對課文概念的理解以及基模的建構。張 宗婷（民 97）使用互動式歷史小故事與科學寫作活動，企圖提升學生的科學本 質並增進其在血液循環概念的學習成就，幫助學生澄清血液循環相關的迷思概念，

結果發現特別是對於低分組的學生影響最為顯著。亦有使用實體解剖（余翠娟，

民 94）、改進圖形與提問的教學策略（蔡佩貞，民 92）、合作學習教學（蔡銘珂，

民 99）等教學策略。

因科技的普及開始有學者將其融入教學，如張梅鳳（民 92）自行開發 CAI 教學軟體，製作大小循環之 Flash 模擬動畫及線上測驗，並結合兩種不同的資訊 融入教學策略 (單槍投影、網路平台)，引起學生注意與提高其學習興趣。李恒 嘉（民 99）利用 K12 數位學校資訊融入教學，探討其對國中生物科的教學歷程 和學習成效。本研究將血液循環概念教學相關研究整理如表 2-2。

表 2-2

民 97 張宗婷 國二 互動式歷史小故事

第二節 數位科學學習遊戲