愛你入骨──骨骼大探索

文∕李弘善

小時候,我討厭骨頭,覺得很噁心!因為在恐怖電影,骨頭就代表妖魔鬼怪。我想到骨頭,會想到死後的模樣,很可怕。

這是兩年前班上四年級學生的想法—骨頭象徵死亡,是死亡的代言。如果透過適當的教學活動,學生會以怎樣的態度看待骨頭呢?教師又如何詮釋其中的轉變?以下是筆者在偏遠小學實施的骨頭教學,參加的學生有15位。童言童語當中,卻也透露出耐人尋味的教育意義。

 為什麼要認識骨頭


根據美國「國家科學教師協會」(NSTA)於2004年舉辦研習的經驗,71位科學教師在研習前總共畫出人體的19種器官,而提到骨骼的繪圖僅有18%,排名倒數第五(第一名是肺臟,佔88%) (註1);由此可見,骨骼可能不是美國教師常利用的教學議題。而筆者搜尋國外教育研究資料,描述骨骼教學的文獻也是寥寥可數,可見相關的研究相當稀少。不過,學生接觸演化以及分類議題時,骨骼結構是相當重要的概念,掌握骨骼結構才能進一步解釋分類關係,例如鯨豚的骨骼結構類似哺乳動物,且是不同於魚類的重要證據。

另外,骨頭的結構決定了動物體型,而體型又與其運動、環境適應有關;頭骨與牙齒的結構,則決定了食性。由此可知,讓學生了解骨骼的結構,不但會對動物有深層的認識,更能夠據此分析動物的生物特性。

 骨頭怎麼教


掌握骨骼結構對生物的學習有相當的助益,然而可供參考的教育前例稀少,如何在資源有限的情況下引導學生認識骨骼?這是教學者的一大挑戰。筆者尚未教學時,先請學生畫出人體骨骼,當作前測。英國教育學者曾經調查175名、6個年齡層的骨骼繪畫,發展成7個等級的表現(註2) 。但是這篇論文只著墨於學生的骨骼繪畫,並沒有提出教學策略以提升等級。筆者以此為課程的分析量表,且根據課程需要調整成9個等級(圖一、圖二、圖三),期望學生接受教學介入後能夠提升等級:

等級1 沒有畫骨頭
等級2 以簡單線條或圓圈表示骨頭
等級3 以「狗骨頭」形狀表示骨頭,且骨頭呈現散亂或分佈於全身

等級4 有一類型骨頭出現在適當位置
等級5 至少兩類型骨頭(例如脊椎和肋骨)出現在適當位置
等級6 定義出脊椎骨骼組織(例如定義出脊椎、頭骨、肢體或肋骨)

等級7 畫出完整的骨骼(例如定義出脊椎、頭骨、肢體以及肋骨之間的關連)
等級8 畫出完整的骨骼且寫出一個肢體細部骨骼名稱
等級9 畫出完整的骨骼且寫出兩個以上肢體細部骨骼名稱
等級10 畫出完整的骨骼與肢體細部骨骼名稱



圖1. 前測二級:以簡單線條表現骨骼


圖2. 前測三級:狗骨頭類型


圖3. 前測四級:有一類型骨頭出現在適當位置(肱骨與股骨)

所謂細部肢體骨骼構造,包括上肢的肩胛骨與肱骨、尺骨、橈骨、腕骨、掌骨、指骨等;下肢骨則包括大腿骨、脛骨、腓骨、跟骨、蹠骨、跖骨、趾骨。這些細部名稱,都將在課程中呈現(圖四),以下為本次課程的實施步驟:

一、以人骨當成溝通工具
課程起初,筆者以人類骨骼當主要教學對象,讓學生背誦上肢骨、下肢骨細部構造。筆者認為:學生懂得骨骼細部構造,往後上課時才方便與人溝通,並與其他動物骨骼做精確的比較與記錄。


圖4. 學生必須背誦人骨名稱並且比較其他哺乳類的骨骼

二、學習骨骼畫法
其後,為了讓學生能夠以專業方式記錄骨骼,筆者從自然教室找來兔子與虎鯨骨骼模型,請美勞老師利用任課時間指導骨骼素描。素描的對象還包括北極熊、雲豹、梅花鹿、河狸、狗等哺乳動物的頭骨(圖五、圖六)。


圖5. 正在描繪梅花鹿頭骨的學生


圖6. 學生畫出的梅花鹿頭骨素描

三、藉由骨骼學習科學閱讀與寫作
除此之外,教室內也擺放骨骼模型、書籍,隨時讓學生觸摸與查閱(圖七、圖八);筆者也提供自己創作骨骼科普文章讓學生閱讀。素描課程過後,筆者請學生記錄心情感想,最後寫成作文,希望透過跨領域學習方式,讓閱讀與探究能力同時增長。


圖7. 教室內隨時擺放骨骼書籍以及教具


圖8. 下課時間操作教具的學生

四、 實際描繪大型骨骼標本
筆者確定學生對骨骼結構有了基本認識後,與自然老師、學務主任規劃了戶外教學,讓學生到國立臺灣博物館的土銀展館,實際觀察大象與鯨豚的骨架(圖九)。這樣的用意是:讓學生根據課堂習得的人骨知識,解讀其他動物的骨骼。學生必須當場畫下動物的骨骼,並且在不依賴筆者的前提下,獨力標示出骨骼的細部名稱。如果學生能夠自行運用人骨的知識來標示其他動物的骨頭,則表示具備相當的探究能力。


圖9. 學生在博物館描繪大象骨骼並標出骨骼名稱

五、 運用骨骼的知識與繪圖技巧來詮釋化石
本課程的最後驗收,是讓學生觀察始祖鳥以及孔子鳥(註3)的化石模型(圖十),同樣運用先前的骨骼經驗,嘗試標示化石的骨骼名稱。
學生受過這樣專業的訓練,可望於課程後測描繪骨骼的表現,提升到等級7以上的表現。


圖10. 觀察並觸摸始祖鳥化石模型

 「露骨」的表現


整個骨骼教學過程,歷時兩個半月。關於人類骨骼繪圖表現等級,上課的前測表現是:第二級4位、第三級2位、第四級5位、第五級4位(圖十一)。上完課的後測表現則是:第四級1位、第六級4位、第七級3位、第九級7位(圖十二)。由此可見,學生在接受教學介入後,至少都能指出一項骨頭的正確位置,而能畫出完整的骨骼(包括骨頭之間的關連),且寫出兩個以上肢體細部骨骼名稱者,則將近一半(7位)。


圖11. 2號學生前測表現五級


圖12. 2號學生後測表現九級

此次骨骼教學的另一個目的,則是期望學生能夠參照課室習得的人骨構造,畫出並標示展場動物的骨骼。筆者分析博物館的骨骼素描,能夠完整畫出肢體細部骨骼的,有12位(圖十三);畫出粗略的骨骼構造,則有2位;有1位則是畫出細部骨骼構造,但是沒有標示名稱。可見,大多數學生在置身展場之際,都能獨力將人骨識別技能遷移到其他動物。至於化石探索方面,能夠參照人類骨骼,完整畫出模型化石(始祖鳥與孔子鳥)軀幹以及肢體細部骨骼的學生,有6位,能夠畫出部分肢體細部骨骼的學生,有4位(圖十四);畫出籠統骨骼的學生(通稱為「腳骨」或「手骨」),有4位;有1位則是畫出精細的骨骼,並沒有標示名稱。由於模型化石的骨骼較為散亂,必須先細心觀察並揣摩哪些骨骼移位或缺失,與博物館的骨骼標本相較,難度明顯提高不少。雖然如此,大多數學生仍可以指出大塊的骨骼名稱。


圖13. 完整呈現博物館骨骼結構的作品


圖14. 完整呈現始祖鳥骨骼構造的作品

學生在觀察與素描的過程,也掌握了記錄生物圖象的技巧,有位學生是這樣分享繪畫的步驟:

我想出畫骨頭的三個方式:第一個,先把輪廓畫好再畫骨頭;第二個,先畫大骨頭,再畫小骨頭;第三個,依照頭、身體和腳的順序來畫。

學生在觀察、思考、操作與閱讀的過程,原先對骨頭的恐懼一掃而空,並且理解骨頭的功用大矣!課程還沒開始的時候,認為骨頭是「妖魔鬼怪」象徵的學生,課程結束後是這樣寫的:

骨頭是身體裡專業的保鑣,無時無刻都在保護身體的器官;骨頭是鋼鐵,肌肉就是引擎,搭配其他器官,就是一輛活動自如的車子了。骨頭很酷!

其他學生則在日記或作文中,以個別創意詮釋骨頭的妙用:

本來我覺得骨頭是「死」的象徵,但是漸漸覺得不會害怕;原來四肢像車胎、車子的外殼跟骨頭一樣。

骨架,是身體裡的大力士,當他們一個一個接起來,就是支撐身體和保護心肺和其他內臟的大鷹架。

本來我看到骨頭就想到「死」,現在學過骨頭,就會認為沒有骨頭會「死」。骨頭會給我們血液,也是生命的大股東。

除此之外,也有學生認為可以從骨骼推測動物的食性以及棲息環境:

學會了骨頭,就可以推測動物大概長怎麼樣,吃葷還是吃素,生活在海上還是陸上。

還有動物的運動方式:

我認識了橈骨、肱骨、腕骨、肩胛骨等等,我也發現人的手骨和狗的前肢不同—原來狗一直是踮著腳尖行走的。

 結語


由學生表現得知,大部分參與課程的學生,都能在博物館或探索化石的時候,實際運用人骨的知識並且展現科學繪圖的技巧;先前對於骨骼的刻板印象(恐怖嚇人、妖魔鬼怪),也有了顯著的變化,幾位學生還能指出:骨骼除了支撐身體之外,還有造血以及運動的功能,並舉出有趣的譬喻。

目前教育的氛圍,往往以學習者角度出發,「讓孩子自己決定」。適度尊重學習者的意願,當然無可厚非;正因如此,學生少了許多背誦的訓練。但是在教學的關鍵時刻,教師引導學生背誦重要名詞(人體的骨骼名稱),不但有助於檢視自己的學習成效(掌握骨骼學習的成果),也方便和他人溝通(欣賞別人的骨骼素描、閱讀骨骼課外書),更可能造就日後深刻的學習(實際運用骨骼知識)。小學生的大腦正處於發育的黃金期,適度引導背誦重要名詞,筆者相信是值得的。
 

 謝辭
骨骼標本與模型,往往所費不貲,感謝以下善心人士贊助橫山國小—

臺北市立建國中學第39屆校友會(狂社)彭嘉陵、林子健兩位先生贊助骨骼、模型與課外書籍經費,詹兆源先生贊助儀器與參考書籍;橫山國小王蘭芝主任以及張溫瑜組長協助申請經費與規劃戶外教學,旅居美國加州的化石專家高健為先生長期提供專業諮詢,還有其他婉謝列名的善心人士,在此一併致謝。


 註釋
註1 Patrick, P. G., & Tunnicliffe, S. D. (2010). Science teachers' drawings of what is inside the human body. Journal of Biological Education, 44(2), 81-87.
註2 Tunnicliffe, S. D., & Reiss, M. J. (1999). Students' understandings about animal skeletons. International Journal of Science Education, 21(11), 1187-1200.
註3 屬名Confuciusornis,產於中國大陸遼寧省北票市的熱河組。




李弘善
新北市橫山國小教師