從骨骼認識鯨豚的奧秘──海洋教學紀實

文、圖──國立臺灣師範大學科學教育研究所博士、新北市橫山國小教師 李弘善

        「鯨魚是魚嗎？」很多孩子會不假思索回答「鯨魚是哺乳類」；但是問到「鯨魚為什麼是哺乳動物呢？」不少孩子就為之語塞了。

        其實早在古希臘時期，著名的哲學家亞里斯多德就已經確認鯨豚與魚類不同，也描述鯨豚具有乳房和毛髮、用肺呼吸、胎生，一如陸地四足的哺乳動物。此外，他也發現，鯨豚的骨骼與哺乳動物類似，並不像魚類（圖1）。亞里斯多德雖然身處資訊匱乏的古代，卻能運用探究能力看出鯨豚和魚類的差異。筆者推廣海洋教育二十餘年，也發現學生往往空有知識，卻無法提出證據支持知識。因此也特地規劃一堂以骨骼為教學架構，讓學生跟著哲人的腳步，來趟科學探究之旅。

圖1.鯨豚的前肢骨類似哺乳動物，與魚類大有不同。

        如要設計有效的教學法，必須先取得學習者的先備經驗，依此設計適當的教學流程，引發先後概念的衝突，引導學習者調整其先備經驗。又根據新課綱的目標，教師更需培養學生探究的技能，並增進其科學素養。本次教學對象為新北市偏鄉四年級學生，共計15名。筆者考慮學生繪圖能力差異、減少認知的負荷，因此提供虎鯨輪廓作為前測，請他們畫出虎鯨骨骼構造。藉由學生繳回的學習單發現，只有少數畫出胸鰭有類似骨骼的構造，多數學生皆畫成魚類的骨骼（圖2）。由此可知，就算學生知道鯨魚是哺乳類，但卻不太明白，哺乳類動物與魚類骨骼上的差異，對鯨豚的認知僅屬於片面的了解。

圖2.前測中，多數學生都將鯨豚骨骼畫出類似魚類骨骼的圖畫。

        為了快速引導學生進入狀況，筆者先從人類的骨架出發（圖3），讓學生熟悉並背誦骨骼名稱，特別是前肢的骨骼，例如肩胛骨、肱骨、尺骨、橈骨、掌骨與指骨，期望學生能夠精確類比鯨豚的前肢構造，看出相似之處。課程結束後，再請學生畫出同樣的虎鯨骨骼當作後測，並分析成效。在這過程中，筆者也準備虎鯨模型，讓學生觀察骨骼構造，並且比較其他哺乳動物的骨骼，找出相似處。

圖3.課程中藉由認識人類骨骼教導四年級學生了解哺乳類與魚類骨骼不同。

        為了讓學生掌握描繪骨骼的技巧，筆者還請校內的美勞教師顏老師協同教學（圖4），教導學生當場畫出虎鯨的外型與內部骨骼（圖5）。此外，教室內也擺放各類骨骼繪本與圖鑑，讓有興趣的學生可以隨時翻閱，同時提升閱讀與科學理解的能力。在課程進行期間，恰巧學校有戶外教學的機會，筆者便與校內自然科教師張老師規劃了臺灣博物館參觀行程，讓學生實際觀察齒鯨與鬚鯨的骨骼，並且當場素描加深印象。

圖4.課程中也請美術老師協同教學，讓學生能夠藉由臨摹，當場畫出虎鯨的外型與內部骨骼。

圖5.透過指導，學生已能當場畫出詳細的虎鯨骨骼圖。

        這場鯨豚骨骼教學活動為期共兩個半月，其間也在教室內擺放骨骼標本、模型以及書籍，方便學生主動學習。筆者分析後測，發現能夠畫出鯨魚前肢骨骼者，達到10人，將近67％；更有學生精確畫出前肢的肱骨、尺骨、橈骨、掌骨與指骨，以及頸椎、胸椎等細部構造。而魚骨般的構造（缺失胸鰭構造等），則在後測中不復出現。且即使在課程結束的兩年後，筆者再請他們畫出虎鯨的骨骼，也多能記錄骨骼的名稱，有些甚至能夠指出鯨豚有退化的骨盆，相當難得（圖6），且沒有學生把鯨豚骨骼畫成單純的魚骨模樣。

圖6.即使過了兩年再度測驗，仍有學生可以標示骨骼細部名稱。

這批學生即將進入國中就讀，而國中課本關於鯨豚的分類，也只有寥寥數語，直接說明鯨豚屬於哺乳動物，並沒有深入舉證理由為何。如此，「鯨豚屬於哺乳動物」的概念，很容易在課程緊繃以及應試壓力下，變成選擇題的選項，而非訓練學生探究科學，培養邏輯素養的利器，殊為可惜！這次的鯨豚教學，以符合科學認知的概念衝突方式設計課程，讓學生理解鯨豚的骨骼異於魚類骨骼，且透過探究、閱讀與繪圖，不但掌握骨骼細部名稱，也曉得鯨豚前肢骨骼構造與人類大體相同，只是大小比例有異。期望他們進入國中階段、接觸課本簡單扼要的敘述，能夠提取小學的認知，真正理解「鯨魚非魚」且能提出證據，以深層的方式了解生物的分類。

標本與模型，往往所費不貲，此次課程也特別感謝以下人士贊助本次課程—臺北市立建國中學第39屆校友會（狂社）彭嘉陵、林子健與詹兆源先生；本校顏瑛蘭與張溫瑜老師協助課程順利進行，特致謝忱。