2010年12月19日 星期日

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

11 則留言:

  1. 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青色。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黃色。這就是文章一開始時,你做的那個實驗的原理。(摘錄)

    月鈴老師,我在看這段時一直無法理解哪!藍光訊息減弱,紅綠混合不是黃色嗎?可是你寫青色耶,是筆誤嗎?還有藍綠混合應該是青色吧!不曉得我有沒有想錯

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  2. 貝貝拉
    哎呀!真是的那個地方真的寫錯了(後面總結是對的),我寫完PO出後沒有再校對檢查,出現這麼大的錯誤,真是....謝謝你提醒!抱歉害你困擾了!再次謝謝你!

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  3. 月鈴老師您好:
    非常抱歉打擾了,我是個理化科老師但今年下來教生物,敝人不才,從許多前輩高手老師中看到您及許多老師非常用心的教學,不知我能不能使用您的教材及影片呢?我會加註來源,我是中壢市新明國中的賴妙宣,最近要上神經及內分泌系統,看到你的內分泌學習單很精采,搭配了很多許多影片,不知能否寄給我借我使用呢? 真的很謝謝您,......我是一個很想教好生物讓學生上課有趣有收穫,如果可以我的email 是 hmhm0@yahoo.com.tw hmhm後面是數字“0“

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    1. 慘了!!!我很久沒注意這個部落格~~~我有回你信嗎?當然是歡迎使用的!

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  4. ㄟ,顏色除了純粹紅黃藍綠黑白,其他夾在中間的顏色我有時候會很難形容那是什麼顏色,再加上視覺疲勞的後像其實有點朦朧,所以紅蘋果綠葉的後像,看起來到底是靑蘋果粉紅葉,還是靑綠色洋紅葉,我覺得都可以接受吔

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  5. 請問互補色與對比色有相同嗎?

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    1. 在色彩學--(減法混合)互補色=對比色!但在色光上不知應如何表示?好問題這就可以來做跨科學習了!我去找理化老師來討論!!!

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  6. 月鈴老師您好,
    請問一下目前有沒有在眼睛對單一顏色疲勞後能快速恢復敏感度的方式?如在嗅覺疲勞下,可以透過聞咖啡豆等方法在短時間內快速恢復嗅覺靈敏程度,而味覺也是如此。因而想要冒昧的請教老師是否有相關的見解可以分享討論

    我的email是boss0801@hotmail.com


    謝謝

    Jack

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  7. 建佑老師好:

    你提出很有意思也值得探討的問題!我以前沒做過不過應該可以試試!!我順便來臉書問問看大家的想法好了!!

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  8. 豈止生物和理化!連美術也一錯幾十年!!請看國一美術課本裡的色彩學,唉!

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