水生植物在教學上的應用.doc

水生植物在教學上的應用 李松柏/新竹市陽光國民小學一、前言地球上有70%以上的地區(qū)被水所覆蓋，水和生物的生活有著密切的關係，有水的地方就有生物聚集。陸地上的生物，需要從環(huán)境中獲取水分來維持生活；水中也有相當多的生物，他們更無法離開水域的環(huán)境生活。在過去農(nóng)業(yè)社會時期，人們接觸水中生物的機會相當多，四時水稻的耕種，提供許多水生生物的生存空間。臺灣的水生植物在過去很多，尤其是在六年代之前，隨著環(huán)境的變遷，水中生物生活的環(huán)境隨著減少，八年代之後臺灣的水生植物就逐漸減少、消失，人們越來越少或無法去接觸水中生物，只能從水族箱或園庭的水池中，才能看到水中的動物和植物。然而對兒童而言，水族箱和池塘就足以引發(fā)他們的好奇心。二、什麼是水生植物從演化的觀點來看，最早的植物都來自水中，再逐漸登陸到陸地上生活。水生植物是一群原本生長在陸地上的植物，後來由於環(huán)境的變遷，使得其再度回到水中的環(huán)境，為了適應水中的生活環(huán)境，水生植物演化出適合水中生活的特殊構造和形態(tài)，當然也有部分還保留其祖先在陸地上生活時的特徵。然而，水生植物的界定至今仍不清楚(李松柏, 1999)，它們是一群在生態(tài)上與水有著密切關係的植物。水在環(huán)境中並非呈兩極端的分佈在水域和陸地，而是在兩者之間呈現(xiàn)一種梯度性的變化，植物就在這些地區(qū)生長，因此要從哪一個點去切分出水生植物來，實在是不容易。最為大家所熟悉的水生植物，就是那些完全需要水才能生長的沉水植物(如金魚藻、水蘊草)、漂浮水面的浮葉植物(如睡蓮)及自由漂浮的植物(如布袋蓮、浮萍類)；對於生長在潮濕土壤的植物，就是界於陸地和水中的一群，歷年來國內外許多學者，對於這一部分的觀點都不同(李松柏, 1999)。三、水生植物教材的演變(一)六十四年課程標準之教材(國立編譯館)有關水生植物的課程，在64年的課程標準中，並沒有明文記載，不過在國立編譯館所編輯的教材，三年級有一個水生植物單元的課程，這個單元被使用至86年，期間總共有三次較大的翻版(甘漢銧, 1992)，不過內容都差不多，主要以探討水生植物沉水、挺水、漂浮等生長的方式，及水生植物身體適應水中環(huán)境的特殊構造。不過我們發(fā)現(xiàn)，由於水生植物取得不易(楊冠政, 1987; 賴慶三, 1993; 臺灣省國民學校教師研習會, 1991)，使得教學的成效不是很理想，而且許多教學和評量太注重其沉水、挺水、漂浮等三種生長型式或記憶植物的名稱(臺灣省國民學校教師研習會, 1983; 鍾聖校, 1992、1993)，以致教學僵化，兒童失去學習的興趣。表一、水生植物單元在六十四年課程標準中三次版本教材內容分析69年初版76年修訂版80年改編版概 念1.水生植物的構造適於水中生活。2.水生植物的葉柄和莖中空，內有空氣。1.水生植物的構造適於水中生活。2.水生植物的葉柄和莖中空，內有空氣。1.水生植物的構造適於水中生活。2.水生植物的葉柄和莖中空，內有空氣。法則(原理)生物的構造的構造和供能是互相配合的。生物的構造的構造和供能是互相配合的。生物的構造的構造與供能是互相配合的。方 法推理推理推理態(tài) 度細心細心細心活動一觀察水生植物的外形和生活環(huán)境 觀察三類型的水生植物。 觀察葉子的形狀。 試驗水生與陸生植物互換生長環(huán)境。觀察水生植物的外形和生活環(huán)境 觀察水生植物的外形。 以根是否固定分成二大類。水生植物是怎麼長的 觀察水生植物的外形。 以根是否固定分成二大類。 以葉子是否伸出水面再分成三類?；顒佣参锏奶匦?觀察水位變化對植物體的影響。觀察水生植物的葉和莖的外形 觀察水生植物葉和莖的外形有膨大的現(xiàn)象。 觀察莖或葉中有許多空隙。水生植物如何適應環(huán)境 觀察水位變化對植物體的影響。 觀察水生植物莖葉中空隙?；顒尤参锶~柄或莖的特點 擠壓莖或葉柄。 觀察沉水植物離開水中後的情形。水生植物的適應 觀察水位變化對植物體的影響。 觀察布袋蓮適應環(huán)境的情形。佈置水生植物的家 根據(jù)水生植物生長的方式，把觀察後的植物栽植起來?；顒铀乃参锏娜~片 觀察三類型水生植物葉片形狀和水面的關係。(二)八二年課程標準各出版社之教材在82年課程標準中，四年級的目標中就明確指出水中的生物會隨環(huán)境的變化而增減，可顯示生物與環(huán)境有密切的關係。在其綱要項目中更詳細列出內容：水中生物(動物與植物)的生態(tài)。水生植物的特殊構造。水生動物具有適合水中生活的特殊構造。水生植物有適合水中生活的特殊構造。在這次的教材中，教材主題為水裡的生物，水中動物和植物一起呈現(xiàn)在教材中，其內容還是受六十四年課程標準的教材的影響很大，有些版本還是將其教材區(qū)分成水生植物和水生動物。不過整體而言，教材內容已經(jīng)改變方向，其重點已偏向水中生物如何生活在水中環(huán)境的變化，例如：水族箱的佈置，就是提供兒童一個整體且長期觀察的學習體裁。表二、水裡的生物單元在八二年課程標準中各出版社教材內容分析國立編譯館南一書局牛頓出版社康軒出版社單元目標1. 察覺水中與陸地上不同的環(huán)境蘊育不同的生物。2. 察覺水中生物有特殊的構造以適應水中生活。3. 察覺水中生物的生存會受陽光、溫度、水和空氣的影響。1.觀察水中生物及其生長的環(huán)境，察覺不同的環(huán)境適合不同的生物生長。2.從實驗觀察推論水中植物和水中動物之間的關係。3.由觀察推論水中生物有其適合水中生活的特殊構造。4.應用對水中生物與鬟境的學習所得，細心的設計一個水族箱。1.觀察水生植物會生長在不同的位置。2.觀察不同類型的水生植物，各有特殊的根莖葉，以適應不同的環(huán)境。3.觀察培養(yǎng)浮萍，了解光對植物生長的影響。4.觀察不同種類的水生動物，發(fā)覺牠們的活動範圍有所不同，這與牠們的外形構造、運動方式有關。5.觀察不同類型的水生動物，了解牠們都須要空氣，而且身體都具有特殊的構造以適應水中的生活。6.觀察水生動、植物的生活，發(fā)覺它們之間的相互依存觀係。1.水生植物有適合水中生活的特殊構造。2.水生動物有適合水中生活的特殊構造。3.動物生活需要氧。4.不同的水生生物適合生長在不同的生態(tài)環(huán)境中，生態(tài)環(huán)境改變，水生生物的生長狀況也會跟著改變。活動一看水裡有什麼生物觀察水裡有什麼生物。討論水中生物生活的環(huán)境。討論水生植物在水中生長方式。水中的生物與環(huán)境觀察生活在水域的生物。探討水中動物和植物之間的關係。生活在水裡的植物觀察生植物在水中生長的位置。觀察水生植物的身體構造。觀察浮萍生長的情形。水裡有哪些生物觀察水族箱的生物，並分成植物和動物。探討自然界中的水生環(huán)境。活動二設計一個水族箱佈置一個水族箱。試驗水位變化對水生植物的影響。觀察水生植物的外形特徵。觀察布袋蓮的葉柄。水中生物的觀察探討水生植物適應水中生活的特殊構造。探討水生動物適應水中生活的特殊構造。生活在水裡的動物觀察魚的適合水中生活的特徵。觀察水生動物適合水中生活的構造。常見的水生植物探討水生植物再水中的生長方式。試驗水位變化對水生植物的影響。觀察水生植物能生活在水中的身體特徵。活動三水族箱裡的世界探討水族箱中的環(huán)境。觀察魚適合生活在水中的特徵。設計一個水族箱根據(jù)水中生物的生活條件設計一個水族箱。水生動物和水生植物的關係探討水中生物之間的關係。生活在水裡的動物觀察魚適合生活在水中的特徵?；顒铀乃锖铜h(huán)境的關係探討環(huán)境的變化對水中生物的影響。(三)九年一貫課程暫行綱要中的教材九年一貫課程暫行綱要(2000)自然與生活科技領域的綱要中並沒有任何能力指標與水生植物有關，只在其附錄二教材內容細目中有一個細目：知道植物有根、莖、葉、花、果實、種子，水生植物有特殊構造。，不過這條細目的內容，並沒有強制性，只提供參考，而且前半段知道植物有根、莖、葉、花、果實、種子，是屬於第三學習階段的內容，非第二學習階段，出現(xiàn)的時段顯然有矛盾之處。其相關的教材如何，目前各出版社的教材都還沒有出現(xiàn)，尚不得而知。從以上六十四年課程標準至九年一貫課程綱要，我們不難看出教材的演變過程。其中六十四年課程標準中，和水生植物有關的教材綱要內容植物的構造與功能是在二年級，但是在更早期的課程規(guī)畫(魏明通等, 1975)，水生植物這個教材是放在生物與環(huán)境不斷交互作用這個概念之下，而非植物的構造與功能，不論是以哪一個概念為基準，其所呈現(xiàn)的教材調整在三年級以上，似乎是較適當?shù)淖鞣?。以此一例子來看，根?jù)六十四年課程標準所編的教材，似乎並沒有完全按照最早所規(guī)畫的教材綱要內容來編寫教材，經(jīng)過76年及80年教材適切化、合理化所改編的教材，更與原先的課程標準有很多的差距，然而這樣的過程，更能反映教材的適切性。再回過頭來看水生植物這個主題，以植物的構造與功能或生物與環(huán)境不斷交互作用的概念來呈現(xiàn)教材，似乎有許多討論的空間，如果從這裡來看佈置一個水族箱這個教材，可能更接近生物與環(huán)境不斷交互作用這個概念。八二年課程標準之教材，由於需要審查，所以各出版社所編的教材，均能在課程標準所規(guī)範的範圍之內。在八二年的課程標準中水中生物單元均是在四年級進行教學，有些教材列在上學期，有些則是在下學期。九年一貫課程中雖然沒有任何一條能力指標和水生植物有直接的關係，但是如果要把這一個教材列入課程之中，可以考慮規(guī)畫於中年級或高年級的課程，例如中年級的綱要中就有：知道陸生(或水生)動物外形特徵、運動方式，注意到如何去改善生活環(huán)境、調節(jié)飲食，來維護牠的健康。這一條能力指標就可以使用到水生植物，以佈置一個水族箱為主題，觀察水族箱中動物的形態(tài)、運動方式、長期維持一個水族箱的穩(wěn)定。透過這樣的學習活動，水生植物在整個活動中成為一個配角，甚至不需要，其決擇全在於兒童規(guī)劃水族箱時的考量。在高年級的綱要中則有一條：照光、溫度、溼度、土壤影響植物的生活，不同棲息地適應下來的植物也各不相同。在探討有關生物在不同生活環(huán)境中的生長時，生態(tài)環(huán)境的變化，使得植物選擇在陸域或水域等不同的環(huán)境中棲習生長。至於其附錄二教材內容細目知道植物有根、莖、葉、花、果實、種子，水生植物有特殊構造。，這一項安排，可能受六十四年及八二年課程標準之教材的影響；在九年一貫課程中，如果把它規(guī)畫在中年級的課程中，似乎不妥，反而在高年級的課程中，規(guī)畫水生植物的教材，較能符合九年一貫課程綱要的設計。不過，相較於九年一貫課程綱要，六十四年課程標準中的各項教材綱要內容更簡要，而九年一貫課程綱要的能力指標則相當繁瑣。四、水生植物在教材中的地位從教材概念的發(fā)展來看，對於植物的觀察，應先對一般性的概念(例如：植物的生長及根、莖、葉等構造)做探討，再來討論特殊的例子(例如：水生植物)。對於水生植物而言，分哪些生長類型本來就不是重點，況且其變化可能也不只三、四種(李松柏, 1999)，但由於不同生長類型的適應方式不太相同，才有探討的必要。因此應該先認識正常植物的生長方式，但是探討時有個很重要的因素，也就是水生植物所需面對的最大挑戰(zhàn)水中缺少空氣，這個問題卻不容易討論，使得長久以來的教材，都只在探討布袋蓮怎麼會浮起來這類的問題，這樣的問題同樣也出現(xiàn)在水生動物的探討活動。其次，植物在生態(tài)系中所扮演的是生產(chǎn)者的角色，同時植物光合作用，也會釋放氧氣到生態(tài)系中；在探討水中生態(tài)時，水中動物和植物在食物鏈中也各有其角色，兒童在觀察水中環(huán)境的變化時，必然會探討到這些問題，當兒童觀察到水中生物之間所發(fā)生的各種現(xiàn)象時，也是激發(fā)兒童好奇心及繼續(xù)探究的開始。過去我們都把這樣的活動安排在中年級，如果考慮其概念的發(fā)展，怎樣利用水生植物這個素材？還有適合安排在哪一個階段？才能符合兒童學習的發(fā)展，以及學科概念難易的程度，就需要教學設計者加以思索了。五、佈置一個水族箱對於大多數(shù)地區(qū)來說，水生植物實在是不容易發(fā)現(xiàn)，因此對於教學上有很大的影響，只透過圖片教學的效果又不佳(賴慶三, 1993)，雖然許多學校都花費龐大的金額，建有水生植物池，可是管理及運用上都不佳，甚至用欄干或網(wǎng)架圍住，最後荒廢，這樣的情況勢必影響教師教學及兒童的學習成效。因此個人不太鼓勵學校興建水生植物池，我們所要思考的是如何利用水生植物在教學之中，一味地炫耀學校中建有水生植物池，並有很多的水生植物，但卻不能把這樣的題材好好利用在教學之中，實在可惜。去年(2000)及今年(2001)筆者與同仁在進行這樣的教學時，是以讓兒童使用家中不用的容器，例如：透明塑膠海苔罐或玻璃罐，讓兒童從實際佈置一個水族箱的過程中，去觀察學習。兒童在他們的生活中既然找不到水生植物，而且這種題材實在與兒童的生活距離太遠，無法引起兒童的學習興趣。相對地，水族箱卻是今日大家所熟悉的設施，許多兒童家中就有這個裝置，讓兒童自己管理一個水族箱，就如同過去我們脫下鞋子，挽起衣袖，到水中抓魚的情景，這樣一來兒童開始有興趣。從這裡出發(fā)，再讓他們去觀察水族箱中動物和植物的生長與變化，水生植物不再是一個很嚴肅的主角，整個水族箱中的每一個材料都是兒童規(guī)劃中的角色，有沒有水生植物或認不認識水生植物都不重要，從這樣的設計、佈置及長時間的照顧水族箱的過程中，兒童可以很自然的觀察到水中的生物及其變化，我們不期望兒童在這樣的活動中得到多少知識概念，最重要的是兒童在此一過程中所展現(xiàn)欣賞美的事物及關懷生命的作為。佈置一個水族箱觀察水中生物觀察水中生物的形態(tài)特徵。觀察水生動物的運動方式。設計一個水族箱討論如何佈置一個水族箱。實際佈置水族箱。水族箱中的世界長期維持水族箱中生物的生活。探討如何改善水生動物在水中的生活。圖一、水中生物教材設計架構示例六、參考文獻甘漢銧(1992)國小自然科學教材縱貫分析研究，臺灣省國民學校教師研習會。李松柏(1999)臺中縣的濕地與水生植物，臺中縣自然生態(tài)保育協(xié)會。教育部( 1975)國民小學課程標準，正中書局。教育部(1993)國民小學課程標準，教育部。教育部(2000)國民中小學九年一貫課程暫行綱要，教育部。楊冠政(1987)國民小學科學教育環(huán)境調查研究報告第一期，臺灣省國民