和孩子在大自然中學習生物核心概念

文.圖/戴欣怡

現今都市化的生活讓多數的孩子不再像從前一樣隨著自然作息、鎮日徜徉在大自然裡。美國多年前還出現了一個名詞叫大自然缺失症(nature-deficit disorder),解釋當代兒童因為減少了大量在自然裡挑戰體力和腦力的機會,而引發許多身心問題。

雖然接觸機會不若從前,我還是儘量利用各種機會帶著孩子認識各種生物,希望引發孩子多一點的興趣和了解。我們生於用於這個環境,大自然裡蘊含著許多寶貴的禮物,有實質生活中所有使用的物品和食物,也有提供人類精神的寄託與無限的想像。

當父母的我們希望孩子在大自然裡習得甚麼呢?我終極冀望的是孩子在自然中感到自在和平靜,可以尋得在天地間的安身心之所。人本是自然的一部分,有這樣的連結與包容,人的身心才能獲得完整。目光放遠了,既不是要顯現在課業成績上,也非要孩子將來一定成為生物研究者,那過程中又要怎麼既有趣又貼近孩子的生活呢?有機會就帶孩子在自然裡悠遊吧!讓那些活教材做最自然的老師!

但是除了生活型態的限制,有自覺或興趣的父母可能因為對動植物生態的相關知識不全而覺得綁手綁腳,其實再專業的生物學家也不可能叫得出各種動植物的名稱、習性,但是在生物學裡有些通行的核心概念是有理可循的,並不需要死背。當孩子比較有系統性地了解時,觀念變得比較有具體意義,而不再只是繞口難記又遠離日常的名詞堆疊。在孩子的兒童時期,家長可以以介紹這些觀念為主軸,透過親子在戶外的探索、提問、分享來引發動機與興趣,進而讓孩子去觀察、推理、思考,回到家還可以用閱讀或影片及其他資訊為輔,加強觀念的建立。

甚麼是生物核心概念呢?回想在學校教育裡好幾年的基礎生物課,我們至今還記得的知識有那些?我也是在高中生物老師的教導下,才漸漸領悟到生物學的脈絡,她教我們了解並熟記觀念性的原則,先理解觀念,再以原則去判斷細節,不但記憶深刻,更開啟了我對生物學的喜愛。這與新的課綱不謀而合,現在的孩子培養的是核心素養,以因應多變不可預知的未來,況且現今資訊取得容易,有了良好的基礎知識和架構,較容易在這上面依個人需求與興趣添枝增葉。

生物學的核心概念是甚麼呢?我求學時的生物史教授就認為,整個生物學都可以用物競天擇的生物演化為軸心,其他的知識理論則可作為輔助來學習生物學。另外,像是在《自私的基因》(The Selfish Gene)一書中闡釋的概念,作者認為生物一切都是為了延續自己基因的存在做為遠程目的,因此不論是藉由維持生命或繁衍後代的各種行為或產生的各種功能,都是為了達到這個目的。

像這樣的闡述都讓生物學成了一個有主軸概念的學科,那些觀念是生物學很重要、最基本又可以介紹給孩子的核心主軸概念呢?我認為對年幼的孩子最重要的就是讓她們在大自然中自由探索,打開五感,熟悉動植物,建立連結;再來就是讓他們了解生物的形態及行為都是為了生存以及繁殖,人們為更容易了解生物所以有一定分類的方式。時間軸上,生物跟隨著這種時序的變化運轉著自己的生活週期,拉長時間尺度的演化概念則對小孩來說可能較抽象,但是可以分享人類也隨著時間的演變而與生物關係的世代變化;空間地理的軸上,可著重在生態裡生物與環境的交互關係以及生物多樣性的概念。畫出了經緯的大方向,父母可以抱著開放的心,跟他們討論你的觀察和推想脈絡,貼近孩童的生活經驗及理解程度,用問答的方式帶入這些主軸概念。

 打開五感,自然沉浸


教生物最好的老師還是大自然本身,孩子天生的好奇心也會開發他們探究周遭生物的本能,透過觀察與探究,可能根本不用等你提問,孩子就有一萬個為什麼要問。父母一定有經驗孩子連珠砲般的問題,一問問了十幾二十個,然後可能第二天同樣的問題又再問一輪,孩子是否就是經由一個接著一個的為什麼來追尋這個世界運作的方式呢?

孩子還小的時候,我們住在四季分明的國度,每天出去晃蕩是一天中的必要,女兒從剛學會走路就常領著我前進,漫無目的進行她的「探索」,我也跟著放慢腳步,打開感官。她總是有許多「可以忙」的事,剛開始看到甚麼顏色鮮豔的、會動的,都好奇的不得了,張著嘴吱吱哇哇的指給你看(圖1左),後來比較敢動手了,草拔起來(圖右),樹枝石頭撿回來。你會問,這樣有學到甚麼生態的概念嗎?不得而知。



圖1. 孩子的探索:上--媽,地上怎麼了?小朋友發現地上看起來不一樣,覺得很疑惑;下--妹妹跟著姊姊拔草,又轉身把草撒在馬路上,兩人咯咯地笑個不停,大概是拔草的手感讓人覺得新鮮好玩吧!


這樣的自然沉浸,孩子的五感被打開了,藉由這樣的探索嗅到了土壤、花朵的氣味;聽到了鳥蟲鳴叫還有風在葉間舞動的聲音;皮膚感受到不同的溫溼度和質地(圖2);看到繽紛的色彩和變化萬千的線條。藉由這樣的探險,小朋友自己可以發掘出很多樂趣,我總是很享受看著孩子一點一滴地了解這個世界。


圖2. 孩子路過灌木叢,刻意用臉去掃葉子,這是甚麼感覺呢?

父母一定有這種經驗,當你跟著孩子忘我的玩沙玩土或是觀察野外的動植物時,自己的內心也回到了很單純平靜的狀態,時間一下子就過去了。更奇妙的是我發現在大自然裡玩耍的孩子們比較少有紛爭,因為自然無限可以任你玩。

五感打開了,父母有各種機會可以跟孩子「聊」自然。除了閒聊,家長也可以讓話題圍繞本篇提到的幾個核心概念。因為從前住在非常「自然」、四周全是樹木的鄉間,晚上各種蟲子百發齊唱,女兒睡前總愛問:那是甚麼聲音啊?外面各種蟲鳴吵得她睡不著,我說蟲蟲在聊天呢;她問牠們在聊甚麼,為什麼不睡覺。媽媽說就像我們一樣在黑夜中看不到對方,所以用講話讓別人聽到。牠們聊甚麼? 牠們為什麼需要聊天? 牠們為什麼用聲音溝通而不用其他方式?在談天的過程中,我們可能會發現動物生存的原則比較容易經由類比人類的角度去讓孩子理解。

 時間的循環/時序/規律性


和孩子在戶外的過程中,你們的對話討論也可以引導他們注意生物在不同規模上的時序性,像是四季的流轉在年復一年中,我們規律的感受到大自然不斷地循環,許多生命週期也是這樣在地球上周而復始。植物的葉花果,動物的繁殖或是遷徙,或是我們所見周遭地貌、日常飲食、節日節氣,都是可以跟孩子觀察討論的題材。

像在台灣的春天,雖然比較少觀察到禿枝冒出新葉,但常可以看到深綠色的樹梢長出了顏色淺綠的新芽。在溫帶地區更難忽略春天的到來,原本只見藍天前的樹枝剪影,上頭突然都冒出了嫩芽。以前在家後院發現冒出來的紫色半透明小花(圖3),就知道春天來了,接著鋪天蓋地的各色花種接踵而至,慢慢地花謝了,長齊了樹葉,然後接著結實累累,伴著橘紅色的秋色,各種相關季節性美食都出爐了,像是熱騰騰的蘋果肉桂茶和南瓜派。


圖3. 春天已經悄悄的來了!後頭的樹枝還光禿禿的,卻驚喜的發現後院開了朵朵紫色小花

現在孩子在台灣也一季一季地期待著他們喜歡的各式水果,這也是人跟著生態時序的一種律動。水果是植物的那個部分呢?水果裡面常常看到種子,種子是做甚麼的呢?為什麼每個地方每個季節盛產的蔬果都不一樣呢(圖4上、下)?除了溫度,濕度和地形會不會影響作物的種植呢?

燕子也是呢! 住家巷口的中藥行,每到了春天就在店前屋簷倒掛一個傘,準備接來築巢的燕子糞便,老闆說等燕子長大飛走了,傘就可以收起來了。燕子為什麼要選春天育雛呢?是因為溫度嗎?溫度還影響甚麼呢?食物嗎?當然也有規模比較小的時序,像是有些昆蟲的成蟲生命可能只是以天計算,但是每一個生命階段都不容跳過,是那些機制推著動植物步步依序走過完整的生活史呢?



圖4. 餐桌上、陽台、超市裡、菜園果園都是學習時序的機會


 分類


很多父母可能糾結在自己也不清楚分類或是動植物的名稱,哺乳類?爬蟲類?兩棲類?植物可能更是不熟悉。我們一樣可以著重在比較核心的論述,像是為什麼要分類?依據甚麼分類?那些人需要熟悉分類,或是分類有甚麼功用?同類物種間有沒有共同點?是以我們眼睛看到的特徵來分類嗎?還是其他看不到的特徵?

例如,和我們一樣在出生時需要喝奶長大的就是哺乳類,故事書中我們熟知的動物也很多都是哺乳動物,為什麼哺乳動物餵奶呢?為什麼不吃其他食物?哺乳的母親在其中犧牲的是甚麼呢?好處又是甚麼?他們照顧寶寶的時間比較長,一胎也生的比較少;有些動物則產生大量後代,照顧後代時間短,以量制勝,家長可以針對這些比較觀念性的問題去發揮。

還有像比較容易分辨的針葉林和闊葉林(圖5),家長也可以多利用去爬山時看到的地貌加以解釋,或是在冬天比較容易看到落葉枯枝時指出兩者的不同,兩者較適應的天候為何?植物如何吸收陽光?如何減少水分蒸發?為什麼葉子要細細長長的?又為什麼葉片要大大的?

其實這些都是孩子在日常生活裡問我的問題,許多可能是我沒有想過的問題,卻在和他們一起碰到時才開始一邊推想一邊歸納理解,讓他們知道這樣的分類,可以幫我們了解並記錄生物,推測牠們的習性或構造,甚或是串連各物種在演化上的關係。


圖5. 秋天到來,空氣和景觀都變了。孩子手上撿滿了落葉,腳下跑起來也有好多聲音,圖畫中左邊闊葉樹的樹葉都變紅掉落了,右邊的針葉樹卻依舊是綠色的

 適應/交互作用/形成生態系


所有生物為了存活和繁衍後代,個體或群體發展出可以適應環境的構造與行為,有的可以保暖或散熱,有的可以吸引或追捕獵物,有的可以防禦避免天敵;為了繁殖,生物也都有他們各自獨特的方式吸引異性,無法移動的植物吸引動物來幫忙傳播種子、傳花粉,育養後代。動物除了「食」,「住」的方面也是很重要,那種棲地可以提供食物,提供隱蔽,擋風遮雨,或是保溫、散熱,都是有跡可循的。植物一樣為了生存需要適應不同的棲地,創造出最佳的生存策略。各種動植物與牠們的環境緊密連結,又與其他生物有各種交互關係,形成了複雜的網絡生態系。

有一次我們在鄰居後院看到松鼠,竟然可以用小小的掌和嘴撕開滿是刺的栗子果實。我們也回家拿手套去撿了一顆,讓孩子用指尖戳戳看栗子果實,然後放在陽台上等它乾了裂開露出我們熟知的棕色栗子。為什麼松鼠可以吃栗子,我們卻沒辦法徒手吃?栗子果實為什麼都是刺?為什麼栗子要等乾了才裂開露出好吃的栗子?松鼠怎麼知道綠色栗子刺刺的果實裡有好吃的東西?松鼠為什麼有些果實不直接吃掉,而是整顆帶走?牠如果把種子藏起來忘記吃會發生甚麼事?除了觀察之外,這些對話都可以讓孩子去認識或推想,行為與形態背後為了延續生命上的意義。

如果把討論範圍擴大,生物在沙漠的生存策略和森林有甚麼不一樣(圖6)?極地的生物需要那些適應上的特殊條件呢?生態系裡少了一兩樣生物會發生甚麼事?多了一種外來種會怎麼樣呢?台灣是屬於那種氣候、在地形上的甚麼特徵讓台灣有多樣棲地?現在的大型動物都跑去那裡了?為什麼台灣盛產這麼多種蔬果? 孩子逐漸建立了因果關係的概念後,可以拋出這種生態系裡比較複雜的問題。


圖6. 小時候就盡情地這樣玩沙吧!孩子長大一點可以問為什麼在這裡沒有看到甚麼動植物呢?如果要在這種地方存活,生物需要有甚麼特殊的能力呢?

 生物多樣性


我們在描述和觀察周遭生物時很容易發現:哇!怎麼有這麼多種昆蟲!怎麼有這麼多種美麗的花!我們可能不認識它們,可能叫不出名字,但是又隱約地感受到生活在同一塊土地的各種生物都互相依存。

在生態議題中,生物多樣性是很重要的概念,介紹學理上的解釋前,我們可以用比較簡單好懂的引導點出「生物的多樣性」。例如,孩子們可以經由在大自然裡分辨葉子有各式各樣的形狀,單是綠色就分很多種綠,更不用說各種其他顏色的葉子(圖7)。


圖7. 小朋友用各種葉子花瓣排出的蝴蝶,領略花草多樣的顏色、尺寸、質地、形狀

大一點的孩子可以去體會,甚麼樣的環境生物多樣性比較高?如何維持一個地方的生物多樣性?世界上千千萬萬種的動植物跟我們有甚麼關係?保有生物的多樣性又對我們和其他生物有甚麼好處?牠提供了我們美感、各種食物、原料、藥物,以及生物間複雜的交互關係與平衡。

 世代的記憶和傳承


相信現代的父母或多或少都聽過上一輩提過孩提時課後就在外面自由玩耍的年代,嚮往孩子可以有這樣無拘束地自由探索童年,可惜現在的環境已經大不同了。

最近孩子在學校和同學學了玩酢醬草比角力的遊戲,回家後也在陽台採了一大堆酢醬草跟媽媽練習增強「戰鬥力」,這個遊戲從我們自己小時候的童年玩到下一代。另一孩子則剛好在養自然老師讓他們自己選擇飼養的麵包蟲,不但藉以觀察昆蟲生活史,也可以聽聽爸媽講古。親子討論起爸媽以前養蠶寶寶去那裡找桑葉,有沒有化成蟬(蠶寶寶是蛾的寶寶不是蟬的寶寶喔)。媽媽也問:麵包蟲為什麼總是躲到葉片下面(圖8)?我們又不會吃牠,為什麼要躲我們?牠有在吃麵包嗎還是比較愛吃麵粉?除了觀察,父母可以不時和孩子討論這些生物生存必要考量的問題。


圖8. 在清理麵包蟲的飼養箱前要先把麵包蟲一隻一隻從樹葉和衛生紙下找出來,為什麼大家都要躲起來呢?

孩子們的祖父母輩也偶爾會在野外傳授他們小時候把不同植物當玩具的經驗,像是把構樹的葉子黏在衣服上,因為葉子後面有小絨毛,為什麼要長這些毛呢?植物也需要抵抗外來入侵者嗎?生物有其特殊各種構造來面對生活中的各種困境,防止病菌入侵或是獵食者,有些植物身上有針也些有毛,很多植物也跟我們動物一樣,有表皮保護防止外來物的入侵,若是受了傷一樣會有身體機制讓傷口癒合。

爸爸媽媽可以把自己的親身經驗融入親子對話,小朋友一定印象深刻。你曾經看過甚麼有趣的動物?小時候夏天吃甚麼特別的水果?抓過甚麼小動物?為什麼到現在還記得?為什麼這些經驗現在已經很難得了?......都會讓孩子感受到我們與自然的關聯是代代相傳的,卻也會因為時空的不同而有所改變。

 小結


以上幾個核心的概念其實也都是相互纏繞在一起、環環相扣的,生物不管是為了避天敵、覓食、儲能、散熱、繁殖,都有牠們適應環境生存下去的方式,我們可以透過各種生活中的機會,由孩子的眼光去觀察探究生物與我們的異同和關係,以及各種生物之間的關係,在有限的接觸中,建構基本的生物學核心概念,做為將來孩子需要時的基墊。




戴欣怡
科學教育博士 / 家長