前幾天分享了類比教學-養分.酵素.光合作用,主要是配合適合的概念進行類比教學,希望學生能夠更了解概念的同時,也了解類比這種思考模式,而要進行三部曲的目的,更是希望學生在學習光合作用時能夠自己嘗試進行自發性類比。因此就來分享進行類比教學的過程以及製作繪本的過程囉!(學生的創作就等整理好後再分享了。)
首先要進入光合作用單元之前,我已經試圖要建立學生的粒子觀及能量觀念,一共出現過三次,第一次是在講自然世界時,分出物質和能量,以及物質是由粒子組成的,但是沒有說得很清楚;第二次在擴散與滲透時,用了擴散的粒子觀動畫以及用分子數量來說明滲透時所形成的濃度差(詳情可見概念改變-擴散與滲透(粒子觀));第三次就是在進入光合作用前,將一開始說的粒子分出分子、原子和離子,並且用一個簡單的類比來說明原子和離子的差異,因此學生就算不能十分了解這些名詞,但對於這些名詞相較熟悉許多。
所以前置作業必須接受粒子觀及能量的概念,以及了解類比的思考模式之後,才開始進行光合作用的類比教學。
教學的流程分為六個階段,首先進行一般的光合作用概念教學,簡單的生活經驗引導,介紹主概念,大約一節課的時間;第二部分發下繪本讓學生閱讀,介紹類比故事繪本;第三部分則發下學習單讓學生進行類比配對;第四部分則請學生從中挑出類比的毛病,目的是希望能夠破除學生的另有概念,第三及第四部分都是採用分組討論的方式,因此就算有較落後的學生至少也有答案可以參考(總是要和現實低頭......),這三部分約一節課的時間;第五部分則讓學生自己創作一個光合作用類比,不過我實際上並沒有強制一定要用類比創作,而是只要是創作都可以(我已經趴在現實面前了......);最後,若有用類比創作的同學,鼓勵他們製作一份類比的對應表,完成配對的過程,最後兩部分我是運用第八節的時間,而下星期都一時間收作業。(這個創作的發想過程,要謝謝小蔡的建議!可以參考自然小菜一盤-CH3光合作用創作)
接下來就分享光合作用的類比故事繪本了,在繪製的過程中,考慮到底要給學生哪些概念,因此我希望學生可以看懂分子的結構後,才能理解光反應的過程為何反應物是水,生成物卻是氧氣,如果只照課本教就只能死記了;此外,暗反應的過程反而變得十分難表達,因為涉及太多的化合物,即便葡萄糖的分子結構也過於複雜,為了不造成學生的額外的學習負擔,因此這部分的故事設計則和真正的暗反應有許多差異。但是國中的光合作用版本本來就和高中大學版的相差甚多,因此這部分就不細究正確性,此外,到底"光合作用的產物中有沒有水?"的問題,這部分也不討論,可以參考月鈴老師的部落格-水從哪裡來?光合作用產物中的水可能是這樣算出來的!。詳細的內容可以點下面的影片看繪本,學生看完繪本後,要將故事內容對應到實際的光合作用過程,對應的方式先以角色對應物質,再以故事對應反應,最後請學生根據剛剛的配對再進行劇本的對應,下面就分享了將繪本的影片、劇本與對應的光合作用流程,以及兩個對應表。
「綠之國度的故事」劇本
老鼠有一個大大的頭,兩個小小的耳朵
老鼠們旅行到了綠的國度
綠的國度居民和老鼠們有一些誤會
他們吸收光的能量,能量讓老鼠的耳朵和大頭分開來。
兩隻少了耳朵的老鼠手牽手,一起作伴。
他們離開了綠的國度,留下耳朵。
大鼻子帶著兩隻沒有耳朵的老鼠,來到綠的國度。
大鼻子對沒有耳朵的老鼠說:「這裡有你們需要的耳朵。」
他們一同找到被遺落的耳朵。
在修復工人的協助下,老鼠們又裝上新的耳朵。
告別了老鼠們後,大鼻子變得十分寂寞。
但是在綠的國度中,其實有很多幫助過老鼠的大鼻子。
在修復工人的推薦下,他們邀請大鼻子成為夥伴。
一起成為六個大鼻子的團隊,提供大家更多的協助。
對應的「光合作用」流程
水分子的結構是一個氧原子,與兩個氫原子,
水分子參與葉綠體中的光合作用的第一階段,
葉綠體中的葉綠素參與光合作用的第一階段,
葉綠素吸收光能,使水分子分解成氫離子和氧離子,
兩個氧離子會結合成一個氧分子(氧氣),
氧分子離開葉綠體。(第一階段結束)
二氧化碳是由一個碳原子和兩個氧原子所組成,參與光合作用的第二階段,
二氧化碳中的氧原子會和第一階段產生的氫離子結合,
透過酵素的協助,結合成新的水分子
剩下的碳原子會
在葉綠體中已經有五個碳為一組的分子,
並且透過酵素的協助,五個碳的分子和碳原子進行合成反應。
結合產生六個碳為主的葡萄糖,作為提供細胞產生能量的物質。
對應表
類比物 | 目標物 |
有兩個耳朵的老鼠 | 水分子 |
兩個一起作伴的老鼠 | 氧分子(氧氣) |
一個大鼻子帶著兩個沒有耳朵的老鼠 | 二氧化碳 |
綠的國度 | 葉綠體 |
綠國度的居民 | 葉綠素 |
綠國度的修復工人們 | 各種酵素 |
六個一組的大鼻子組合 | 葡萄糖 |
類比物 | 目標物 |
老鼠和警衛的故事 | 第一階段-光反應 |
大鼻子的故事 | 第二階段-暗反應 |
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