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高中數理科學習成就優異學生輔導實驗計畫---生物科(高雄區)A Developmental Program for Guiding High School Students with Biological Talent in Southern Taiwan

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Academic year: 2021

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(1)

行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告

九十年度高中數、理科學習成就優異學生輔導實驗計畫-生物科(高雄區)

計畫編號:NSC 89-2514-S-110-005

執行期限:89 年 10 月 1 日至 90 年 9 月 30 日

主持人:趙大衛

執行機構及單位名稱:國立中山大學生物科學系

一、中文摘要 為配合未來國家建設,儲備基礎科學 人才,反應南部地區高中師生多年來之需 求,本計畫甄選部分高中生物學習成就優 異學生,於課外時間施予適當的輔導,以 激發其潛力朝生命科學研究,使其有正確 的認識和濃厚的興趣,並積極訓練、培養, 使其成為未來能持久從事基礎科學研究之 優秀人才。由本研究之前測所得結果顯 示,參與本計畫課程的學生在課程進行之 前,自認為其基礎的生物學知識完備者佔 29%,尚可者佔 57 %,仍需努力者佔 14 %。 在每單元結束後發給問卷,使學生能表達 自己的意見,做為本班改進的依據;整體 統計結果顯示,學生對課程的安排覺得適 中者佔 59%,覺得有挑戰性者佔 31 %,覺 得艱深佔 3 %,覺得過淺佔 5%;而對本課 程的教學方式整體來看,覺得教學方式活 潑者佔 55 %,較不能適應者只有 1 %;對 課程之教學內容覺得適當者佔 83 %;對本 課程的學習興趣高者佔 78 %,較不感興趣 者只佔 1 % ;修習本課程後認為受益良多 的佔 84 %。研究結果示本計畫之課程確實 能提供對生物學習成就優異學生一個優良 的學習環境,並且藉著中山大學生物科學 系的圖書、儀器設備、學者專家所提供之 課程,激發學生的思考及創造能力,提升 學生對現代生命科學、分子生物及環境生 物科學的認識,進而培養學生從事基礎科 學研究的心志。 (關鍵詞:生物資賦、資優生教育) Abstr act

They attended lectures and laboratory studies designed by the professors to enhance their interests and knowledge in life sciences. The following objectives were fulfilled: (1)These gifted students from senior high schools were assessed to expand their knowledge in life sciences; (2)The elite student’s determination to devote themselves to science were improved; and (3)Their ability to handle the laboratory instruments were improved. After the whole year’s study, 25 and 15 students were selected by the department to participate the Year Two and Year Three Program, respecitively. 二、緣由與目的

高中自然科學習成就優異學生輔導 實驗計畫,由國家科學委員會主辦,旨在 建立高中學生對基礎自然科學研究的興趣 ,並儲備科技人才從事基礎科學研究。國 立中山大學生科系自民國八十六年起首次 受邀負責區高中生物資優學生的輔導計畫 。本研究主要目的為針對南區在生物科學 習上有潛力、成就優異的高中學生予以適 當之輔導及培育,培養其對科學研究的正 確認識。藉著有趣的課程內容,及實作學 習的經驗,鼓勵並導引資優學生從事基礎 生物研究,造就未來優秀的基礎科學人才 。除此之外並長期追蹤學生在生物研究上 的生涯發展,以建立起人才培育等相關資 料。 三、執行方式 高二學生及高三學生:就本研習班

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原有高一升高二學生及高二升高三學 生中,依據其出席率、平時作業成績、 測驗成績等評分方式分別遴選最優者 25 及 15 人,經家長同意後,繼續參 加輔導。 (二) 輔導方式: 集體輔導為主,個別輔導為助, 彼此交互運用,並視學生實際需求, 酌予安排課後輔導。例行輔導利用週 日進行,其方式包括演講、分組實驗、 室外生態研究、專題研究等,期能建 立學生之基本概念。並加強實驗技 巧,注重實驗安全,結合學術理論與 實驗技術。 本學年高二班共上十六次課及十 二次實驗,每次實驗皆分組,期使每 一個人都有充分的時間和空間,及與 教授、助教討論,藉此學習從事生物 研究之方法;讓學生在生物學中發掘 出其最有興趣之領域,而在高中階段 作有系統且較深入之瞭解與研究。 課程內容除多樣化外並兼顧高中 課程與學生能力。上午以老師講解該 單元主要重點及在科學上的原理及應 用使學生有正確的概念或以觀看錄影 帶教學方式提高學生的學習興趣;下 午以實驗課程為主,針對各實驗之目 的、操作方式等加以講解,並使學生 親自演練,並採取分組方式及增加助 教人數。使學生能有足夠的操作空間 及可以一人單獨使用一組儀器,而且 老師及助教皆能兼顧每位學生的需 要,而學生也能充分與老師溝通。每 次實驗皆由一位教授帶一或二名助教 分組指導學生,訓練學生正確的實驗 態度及純熟的實驗技巧,並使每位學 生皆有直接操作實驗儀器的機會。課 後輔導由本校助教或研究生擔任,學 生如有課業上的問題,可與助教們約 訂時間,進行個別的、一對一的輔導。 高二班的輔導教材內容,首先介 紹研究領域及其應用範疇,由各單元 輔導教授就該單元範圍自訂內容,編 寫講義經影印後上課使用,並配合相 關實驗,使學生確實瞭解。 高三班的學生主要進入各教授的 實驗室,進行為期一年的研究。針對 較深的實驗內容和指導教授討論實驗 題目,在學期終止時面對所有教授、 同學與學弟妹做口頭報告及繳交實驗 論文,待所有教授出席人數 4/5 同意 後方授予畢業証書。 除了智育的加強與培養之外,我 們並關心學生的心理發展,除了一般 科學相關書籍外,更購買了勵志圖書 與心理叢書,幫助學生在人際關係的 溝通及青春期的心理調適。 另外,我們也注重與家長、學生 間的互動,在學期初始業式時,舉辦 師生家長座談會,可在學生進來的同 時使學生與家長了解舉辦此研習班之 宗旨,亦能了解家長及學生對本班的 期望。上課期間我們歡迎學生家長在 教室後旁聽,親自感受學生上課的情 形;並在每一堂課後針對本計畫所安 排的課程及師資是否能適應或有任何 建議發給問卷,使其有參與感並能真 正掌握學生的感受,並做為以後師資 聘任及課程改進的參考依據。 四、重要結果與討論 今 年 高二 學生出席率狀況相當不錯 ( 見圖一 ),除了第十次佔 64%,第十一次 的 72%外,其餘皆達 80 % 以上。少數後 期流失的學生有部分是因學校學業壓力的 關係,造成學生有倦勤的心理;除此之外, 最重要的因素為本計劃被迫中止,高二的 同學沒有辦法升上高三,故造成學生的失 望心理等原因。 本班針對去年學生問卷結果對課程的 一些建議予以改進,並對任課教師的教法 不適應的情形加以溝通或尋求較佳教法的 教師。除刪除、合併一些太過簡單或太過 艱深的課程,使學生接觸更多元化的課 程,今年學生對課程的內容及教師教法不 適應的情形已大為減少 。 由表二與表三我們可以發現在原本高

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一班升高二班以高雄中學為佔大多數,其 次為高雄女中,高二升到高三班則仍以高 雄中學佔大多數,但雄女的人數則有降低 的趨勢。 高三班今年畢業的學生有一名為奧林 匹亞保送清大生命科學系,且大多數學生 在推甄或由本班推薦時以基礎生物為第一 志願(80%)(見表四),只有二名選擇醫科, 另一名則因聯考成績所限;顯示生物學科 已逐漸為學生及家長所重視。 表五為高三學生畢業時所交之論文題 目,論文則由本班收藏。 生物科學畢竟是一門花費較為龐大的 學科,實驗所需的藥品器材動輒上千萬 元,尤其在生物化學及分子生物學上更是 如此;本研習班以教育高中資優學生為宗 旨,由衷希望能提供學生更好的學習,勉 力而行,但實驗經費卻是更加捉襟見肘, 實在無法給予學生更為深入的實驗課程。 加上計劃在今年被劃上句號,許多家長紛 紛陳情,希望能使原本高二的學生接受三 年完整地的生物基礎訓練。 以下圖表(圖二-八)是本班課程及學生 針對該課程所作問卷的調查結果: 表一 重點課程 一、植物激素 二、生物科技簡介 三、生質能源的開發與應用 四、微生物在工業上的應用 五、寄生蟲與寄生蟲病 六、免疫學原理 七、蛋白質的結構與功能 八、認識蛋白質與酵素 九、植物分類學簡介 十、淺談癌症之起因 十一、基因轉殖技術之介紹 十二、細胞生物學簡介 十三、重組 DNA 技術 十四、病毒學概論 十五、神經科學概論 十六、神經科學新知探討 表二 高二升高三錄取學校百分比 錄取學校 高一 高二 高三 人數 百分 比 人數 百分 比 人數 百分 比 雄中 21 46.67 15 60 9 60 雄女 7 15.56 5 20 2 13 旗美 1 2.22 0 0 0 0 道明 2 4.44 1 4 1 7 鳳山 1 2.22 0 0 0 0 南二中 1 2.22 1 4 0 0 嘉女 1 2.22 1 4 0 0 協同 1 2.22 0 0 0 0 南女 2 4.44 0 0 0 0 興國 1 2.22 0 0 0 0 瑞祥 2 4.44 1 4 1 7 高師附中 1 2.22 0 0 0 0 台東女中 1 2.22 1 4 1 7 屏東女中 1 2.22 0 0 0 0 屏東高中 1 2.22 0 0 0 0 鳳新 1 2.22 0 0 0 0 總計 45 100 25 100 15 100 表三 高一升高二錄取學校百分比 錄取學校 高一 高二 人數 百分比 人數 百分比 雄中 26 55.3 13 52 雄女 5 10.6 3 6 屏東女中 3 6.4 2 8 道明 2 4.3 2 8 南二中 2 4.3 2 8 新莊 1 2.1 1 4 屏東高中 1 2.1 1 4 南二中 1 2.1 1 4 嘉女 1 2.1 0 0 長榮 1 2.1 0 0

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鳳山 1 2.1 0 0 普門 1 2.1 0 0 旗美 1 2.1 0 0 鳳新 1 2.1 0 0 總計 47 100 25 100 表四第二屆高三應屆畢業生資料 姓名 就讀大學 備註 歐博翔 清大生科 奧林匹亞 陳秉鈺 陽明醫科 推甄 李政翰 台大醫科 申請 蔡騰寬 清大生科 推甄 黃敬雯 台中師院自 然科學系 推甄 黃郁玲 師大生物系 聯考 陳鼎文 成大生物 申請 林奕宇 台大動物 資保 黃子彥 交大生物技 術系 聯考 黃源明 清大生科 資保 謝任翔 政大心理 聯考 王孝慈 東海生物系 推甄 張峻睿 清大生科 資保 黃湘茹 師大生物系 資保 李侑道 清大生科 推甄 表五、高三期末報告題目 姓名 題目 歐博翔 DNA 損壞與細胞週期對誤配修 補系統的影響

陳秉鈺 偵測 Tumor Suppressor Gene P53 Dxon 在上尿路移形細胞癌(TCC) 組織之突變發生 李政翰 細菌 DNA 的快速萃取 蔡騰寬 耐輻射奇異球菌果糖雙磷酸醛 縮酵素基因之純化(1) 黃敬雯 萃取 Deinococuus radiodurans 之 DNA 黃郁玲 耐輻射奇異球菌果糖雙磷酸醛 縮酵素基因之純化(2) 陳鼎文 台灣馬陸腸道內的寄生性蔟蟲 及其冰凍保存法 林奕宇 大錐蝸牛體內發現之一種未被 描述過的吸蟲幼蟲

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黃子彥 TSG 101 與癌症的關係 黃源明 銅對蘿蔔組織內過氧化酵素活 性及蛋白質之影響 謝任翔 銅對蘿蔔組織內過氧化酵素活 性及蛋白質之影響 王孝慈 刺激腹迷走神經的膈神經放電 活動的影響 張峻睿 大鼠喉返神經以外科手術傷害 後,軸突及骨髓鞘的變化 黃湘茹 馬兜鈴酸對於青蛙皮膜上離子 通道的影響 高二出席率 0% 20% 40% 60% 80% 100% 第 二 次 第 三 次 單 元 競 試 第 四 次 第 五 次 第 六 次 單 元 競 試 第 七 次 第 八 次 第 九 次 單 元 競 試 人 數 ( 百 分 比 ) 100% 圖一、高二學生出席率 圖二 教學內容所需的基礎知識 已具備 29% 稍差 14% 普通 57%

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圖三 本課程之挑戰性 有挑戰性 31% 適中 59% 過淺 5% 艱難3% 無法判斷 2% 圖四 本課程之教學方式 活潑 55% 普通 44% 不適應 1% 圖五 任課教師之表達方式 普通 36% 難理解 1% 甚佳 63% 圖六 本課程之教學內容 適當 84% 太少 14% 太多 2% 圖七 對課程的學習興趣 高 78% 普通 21% 不感興趣 1% 圖八 修習本課程後受益程度 不多 5% 難評估 11% 良多 84% 參考文獻 (1) 國立台灣師範大學科學教育中心 (民 77),教育部高級中學科學資優學生教 學資料叢書:生物資賦優異教育。台 北:國立台灣師大科教中心。 (2) 行政院國家科學委員會 (民 83)。高 中數科學習成就優異學生輔導實驗計 畫成效訪視評鑑報告。台北:行政院 國家科學委員會。 (3) 教育部中教司 (民 85)。教育廳八十 四學年度高級中學數學及自然科資賦 優異學生輔導總報告。台北:台灣師 大科教中心。

(4) Pyrt, M. C. (1993). Helping the Scinetifically Gifted.

參考文獻

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