藍綠不分---視覺疲勞教學省思

請你也來做遊戲---
請盯著圖一看20秒，接著盯著白紙看你看到什麼？什麼顏色？請以同樣的方法看圖二~圖四；你在白紙上看到的叫作「負片後像」，後像出現的顏色是原來的顏色的「補色」；所以紅色的補色是「 色」、藍色的補色是「 色」、綠色的補色是「 色」。


為什麼在白紙上會看到像？大家應該都知道是視覺暫留；為什麼看到像顏色會改變？這可就說來話長！
 
視覺疲勞與錐狀細胞
人的視覺和視網膜的感光細胞有關，顏色和視網膜上的錐狀細胞與感光色素有關：我們的視網膜包含三類錐狀細胞，分別對紅光（R）綠光（G）與藍光（B）等不同波長範圍的光有反應；藉由 紅，綠，藍 三種不同強弱的光線組合後，可產生多種的顏色（圖），所以紅光（R）、綠光（G）與藍光（B）稱為光的三原色。當不同波長的光線進入視網膜時，可引起相對應的錐狀細胞發生不同程度的興奮，于是在大腦產生相應的色覺，而使我們產生「看到某種顏色」的感覺；三種視錐細胞若受到同等程度的刺激，則產生白色色覺。



感覺疲勞
神經傳遞的有趣現象之一是：連續刺激後對原刺激的靈敏度會降低，稱為感覺疲勞(這可能和突觸所釋放的傳導物質來不及補充有關)。我們應該有嗅覺疲勞：入芝蘭之室久而不覺其香的經驗；也應該體驗過：吃糖果後再吃橘子，覺得橘子特別酸(因甜的味覺疲勞所以只分辨出橘子的酸味，使酸味特別突出)。這就是感覺疲勞。
 
視覺疲勞
同理，視覺也有視覺疲勞現象：眼睛凝視同樣一種顏色太久時，會造成對這種顏色的刺激產生較弱的感受。例如一直凝視著藍色的圖案，藍色錐狀細胞所傳的訊息降低，大腦對於藍色的感覺變弱。此時若是突然轉往注視白色背景時，因藍光訊息變弱，剩下的就是紅光和綠光錐狀細胞所傳的訊息，也就是你會看到紅光和綠光的混合色即黃色。同理：一直凝視著紅色的圖案，眼睛對於紅色的刺激變成比較弱，那麼剩下的就是藍光和綠光錐狀細胞所傳的訊息，也就是你會看到藍光和綠光的混合色即青色。這就是文章一開始時，你做的那個實驗的原理。
 
一錯20多年
這樣一個可以親自體驗、證實的活動，20多年來卻一直以訛傳訛，唬弄了多少老師及學生：從以前國編版時代即有視覺疲勞這個活動，而且一直都說：紅綠互補，黃紫互補，所有學生做過這個實驗後也都說：紅蘋果變綠蘋果，綠葉子變紅葉。但從視覺原理上及實際親身體驗來看，紅色視覺疲勞後看到的都是青色而不是綠色呀！這樣的錯誤到底是怎麼產生，而且能夠持續20多年，騙過無數師生呢？
 
有什麼樣的假設就到怎麼樣的結論
這次我利用噗浪將這個問題拋出（其實我幾年前就曾在部落格提出 這裡但沒有得到回應），理化老師多數都能很快反應到--對呀!紅光的互補色是青色才對（紅-青、藍-黃、綠-洋紅互補），實做之後的反應都是：為什麼我以前也有做，但是一直認為紅綠互補是對的？為什麼？因為老師會先告訴你紅色會變綠色，所以你已經有一個「假設」在心裡，所以看到青色時會解釋成「綠色」，色覺是一種知覺而非單純的感覺呀！而老師也因為已經有紅綠互補的假設，所以萬一有些學生說：藍色、水藍色、青色、藍綠色時，老師一律把他解讀：學生的個別差異、學生對顏色描述不精準…，接著發佈：考試時一律寫「綠色」的標準答案。於是這個錯誤就這樣一代傳一代永不終結…
 
只教現象不教原理
多數老師在做這個活動時著重讓學生「體驗」，但是多數並未讓學生了解「色覺」原理，所以活動有做、結果有記、考試寫對了…教學目標就達成了！這當然和課程設計有關：光的三原色是八年級物理科的內容，所以七年級只要講現象就好。多數老師因為不用講色覺原理，當然也不會去分辨色光與顏色(顏料)的不同，於是就算錯了也不自知。其實把光的三原色及錐狀細胞的關係(即色覺基本概念)教給七年級學生並不難，同時可以解決「色盲(或色弱)」的疑惑（這次我班上有一色弱的學生即因此而恍然大悟）。為什麼一對眼睛要分在：七年級上學期教視覺疲勞現象，下學期教色盲的遺傳，國二教三色光….結果是：20多年來全台灣的國中生都色盲…. 一個小小的活動，隱藏著台灣科學教育界多少弔詭之處，我們是否該正視這個問題了！