2011年5月30日

南洋杉結雌毬果

這一篇要跟兩年前的今年,南洋杉大結毬,一起對照才比較有趣。

本來期待一年後的南洋杉會結毬,結果沒想到去年沒消沒息,直到兩年後的5月底,學校裡的這些小葉南洋杉才又結毬果了,不過這次結的都是雌毬果。


天天巴望著那些綠毬果哪天可以完整掉下來,但似乎有點困難。後來季瑾帶了一些從師大分部帶來的毬果鱗片給我。我想這應該是肯氏南洋杉的鱗片吧,因為師大分部進門那幾棵就是肯氏南洋杉啊。




這種子雖然有兩片翅膀,但是不要期待它會像小鳥、蝴蝶一樣拍翅膀飛走。這種子不像松樹種子那樣可以旋轉,但兩片翅膀似乎是可以延長一些滯空時間吧。不過可以增加多少時間呢?我想可以讓學生做些簡單的研究看看答案是什麼。


學校的南洋杉一直以來都是喜鵲的最愛,牠們已經在全校最高的兩棵南洋杉上面築了好幾年的巢了,而且會重複使用。可惜距離那巢的距離太遠了,可能要用到長鏡頭才有機會拍得更仔細。







我還蠻好奇這南洋杉上面的巢事。像是喜鵲怎麼讓這些枯枝組合起來的巢,能夠在強風吹襲的時候,卻也不會掉下來。沒有手的喜鵲,光靠嘴巴怎麼做到這些固定和組合的事情呢?

2011年5月24日

讓學生繪圖來講解生態學概念

先前我作過讓學生畫過生態系月鈴老師也曾經作過,此外瑪莉老師在講演化的時候,也曾經讓學生在黑板上畫出未來人類的樣子。看到這些例子,各位應該同意讓學生上台畫圖來協助授課或評量,其實是件有趣也很有效的教學方法。

這次教生態的一些名詞如族群、群集、生態系的時候,本來我是打算用電腦投影這樣的圖片來講這些名詞。
 from http://www.ika.ethz.ch/nathaz/glossary/

可是後來在上課的時候,就覺得如果這個部份也讓學生畫圖,應該也是個不錯的方法。於是我就抽籤抽了五個人上台,告訴他們我要他們在黑板的限定區域中畫圖,每個人只畫一種生物,可是要畫很多個。

本來是想讓他們自己想要畫什麼,不過後來他們都想不出來,所以我就提供物種,讓他們挑選。有人就分配畫樹,有人畫草,有人畫鳥...,每種生物都畫個五個以上
IMAG0572.jpg

然後我就開始利用學生在黑板上完成的大圖來講解個體、族群、群集和生態系的概念。一邊講解,我也一邊加上棲地的各項環境,像是加上河川、石頭、山脈等。

這張圖不只是可以講名詞解釋,還可以繼續講到生態系的角色。我說,生物學家在這個環境裡,不只關心著這有多少族群,也想知道這些物種吃什麼。原本黑板上就有畫了幾條蛇,所以我就問,那蛇在這裡要吃什麼?學生說會吃老鼠,於是我就畫了老鼠,再來老鼠要吃什麼?要吃種子,我就畫了種子。用這樣的方式不斷加上各種相關聯的物種,於是食物鏈也成形了,用這張擁有各種生物的黑板大圖,開始可以講解生產者、消費者和分解者。

再繼續聊下去,這個圖裡的各種族群有多大,我們怎麼知道?蛇有幾隻?樹有幾棵?用這張圖可以繼續講到影響族群大小的因素,也可以講到利用樣區法或捉放法來調查族群大小的方式。

其實,如果這張圖能夠維持更多節的時間,甚至連生物間的交互關係、生物多樣性等,都可以用同樣一張大圖來展示呢!

以下同場加映,當我講到消費者的時候,有學生問起捕蠅草算哪種,我正要回答的時候,心想應該畫個圖讓他們了解一下,不過我畫得又不太像,於是就要那個學生上台畫,畫完我再講,結果學生畫啊畫啊,就畫出這樣的生物繪圖啦!帥吧!
IMAG0571.jpg

生物分類的教學心得2011

「生物的分類」這個部份是國中生學得很辛苦的單元,因為這個章節介紹的生物種類很多,而且也有很多新的專有名詞。

不只學生學得辛苦,老師教也很辛苦啊。生物老師蒐集的標本大多數都是用在這個單元,因為我們知道,光是看文字敘述是沒有辦法讓學生認識那些生物的(雖然實際看到也未必就真的認識啦)。

教了一些年之後,對這個單元的教學感想就是「有圖有真相」啊,光只有文字敘述怎麼可能讓學生知道這些生物的樣貌和特徵呢。


雖然現在的生物教科書的圖片很豐富,但是許多在課文裡提到的名詞,都沒有圖片輔助說明,實在很可惜啊,像是
  • 雄雌毬果內的花粉和胚珠
  • 刺絲胞和動物的相對關係
  • 烏賊藏在身體裡的殼
  • 魚鰾
  • 骨板
  • 骨質中空的鳥骨
  • 鳥的氣囊
  • 卵生哺乳類的卵

 所以教這個單元的時候,真的得花許多備課的時間



概念澄清教分類
我建議這單元的教學策略,可以從概念的澄清來著手。我在上學期開學的時候,曾經作過一項調查。在分類這邊,我問過這些問題,都是一些學生在學完之後,過幾年又會全部忘記的問題:
  • 鴨嘴獸是卵胎生?
  • 彈塗魚是兩生類?
  • 企鵝是哺乳類?
  • 香菇會行光合作用?
  • 雞是鳥類?
  • 魚有脊椎骨?
  • 蛇有脊椎骨?
  • 烏龜是兩生類?
  • 鱷魚是兩生類?
  • 烏龜的殼可以脫下來?
  • 蝸牛的殼可以脫下來?
  • 珊瑚是植物?
  • 蜘蛛是昆蟲?
  • 壁虎是昆蟲?
  • 松果是松樹的果實?
  • 海馬是哺乳類?
  • 海豚是魚類?
  • 鯨魚是魚類?
光只有用文字問這些問題,學生會答錯,其實是預料中的事,因為很多都是因為學生沒有機會仔細看過牠們的特徵,所以才會產生誤會。




教學實例:兩生類
舉個例子來說,我在教兩生類這個部份的時候,因為我事先知道學生容易將彈塗魚、鱷魚、海龜當作兩生類,所以我在以電腦投影教學時,就會將以下幾種生物的圖片都放在同一頁,牠們分別是彈塗魚、青蛙、蟾蜍、山椒魚、蠑螈、海龜、鱷魚、蜥蜴。


然後我會告訴學生,「這些動物中有些不是兩生類,可是你們很容易把牠們誤會成兩生類,這些動物中,只有這幾種是兩生類,請各位仔細看這幾種動物(指青蛙、蟾蜍、山椒魚、蠑螈),看看牠們有什麼共同特徵」

這裡我給學生做的就是先觀察並且歸納出兩生類的特徵,而且我不會先告訴學生那些兩生類動物的名字,除了歸納以外,我還會讓學生作比較。

我會再問學生「這裡是另外一群生物(爬蟲類那群),請看看這群和兩生類這群,在外型上有什麼不同」。只要提供的圖片夠明顯,學生是有能力把課本上所講的特徵用自己的話說出來的。

因為學生有能力自己歸納比較出兩類生物的異同,所以我就不會先說明兩生類的特徵,而是讓學生自己歸納出來。此外像是魚類、兩生類、爬蟲類的水分適應問題,我也會特別將這三類生物的卵的照片放在同一頁,也就是有卵殼和沒卵殼的差別,或是將牠們的交配或受精的照片都列出來,讓學生透過圖片來觀察、歸納、比較。

其實仔細想想,這種觀察、歸納、比較的事情,早在這個章節的一開始講命名與分類的時候,就開始了啊。


商店裡學分類
講分類時,我用的了生物趴辣客3裡,謝老大提供的超市分類來作為教學的例子。

我告訴學生,分類在生活周遭屢見不鮮,像是你的衣櫃裡不會有醬油,廚房的櫃子裡不會有襪子,其實這就是善用分類,讓同類的事物歸為同一群。就好像你現在要去便利商店買綠茶,你會怎麼找XX園綠茶?你的搜尋方式應該是:飲料區-->冷飲-->茶飲

你能夠這樣順利找到綠茶,就是因為工作人員按照規則去分類放置,所以即使你從來沒去過這個便利商店,你也能夠順利找到你要的東西。

然後我就會帶學生看課本裡講分類階層的部份,那些生物是怎麼被分成同類的。不過像K版,在這個分類階層的部份,就只有用文字列表,例如圖上寫著食肉目分成熊科、犬科、貓科等,像這樣只有文字的,要讓學生用觀察歸納的方式來了解分類,就有點困難了。



檢索表怎麼教
接下來講到檢索表製作時,我參考月鈴老師講的抓鬼遊戲,一開始先請一位同學在教室外面等待,然後在教室裡指定一個同學當鬼之後全班起立,再讓外面的同學進來抓鬼。

抓鬼的同學可以提問特徵,例如是男生還是女生,那麼我就會告訴他鬼是男的還是女的,如果鬼是男的,那麼在場的女同學就可以坐下,接著鬼再提問一個特徵,逐漸把鬼的候選名單範圍縮小來抓到鬼。我會告訴同學這就是一種搜尋方式,利用一些共同特徵把事物不斷分成兩類,藉此來找到目標。

接著進入檢索表的製作,我用學生來當材料,抽六位同學上台,我在黑板上示範怎麼作這六位同學的檢索表,而分類的特徵則是學生提供。學生提供的特徵可能會有衣服的顏色,頭髮的長度、高矮等,我會提示,我希望我作好的檢索表使用期限可以長一點,至少可以用個幾個月,如果是用衣服的顏色,那麼同學如果把衣服換掉,那這個檢索表就失效了。其實這個目的就是告訴學生,分類要用穩定的特徵。再者,學生也會用體重比較重和比較輕來作分類,那我就會告訴同學,「比較」會出現的問題,就是如果沒有人可以跟他比,那怎麼知道比較重還是比較輕,所以這個時候就要改用量化的特徵,例如實際的體重、高度等。

雖然課本提供的活動像是蝴蝶、甲蟲、葉子等,也許不需要穩定和量化的特徵,不過這種原理原則,其實還是可以在教學的過程中來傳遞。




2011年5月15日

仁醫2的古代驗血技術

最近緯來日本台播的「仁醫2」真是一部好看的日劇,劇情簡單的說就是一個現代的醫生-南方仁,莫名其妙跑到江戶時代去所發生的種種事情。

昨天看到第四話,劇情演到南方仁居然在100多年前,用簡單的器材就發展出驗血和輸血的技術。

要做到驗血,首先得弄出一台離心機,不過那個時代哪裡買離心機呢?於是南方仁就做出了一台手搖式離心機,那個樣子根本就是一台蔬菜脫水機啊。(有意願購買者,請洽各大購物網站)


把血液離心之後怎麼做驗血呢?劇情演到驗血的時候,我忍不住抱怨說「拜託,他們江戶時代哪來的A抗體和B抗體的血清啊」。如果是現在的大學或高中要學習如何驗血,都是去向醫材行買那些血清,他們是古代耶,哪裡買啊?

仁醫就是仁醫,還真的可以解決呢!剛剛做出來的蔬菜脫水機,ㄟ..不是,是血液離心機,就是用來做驗血前準備的。

主角南方仁的血型是A型,把他的血液拿去離心之後,就可以分出血球和血漿。他的血球有A抗原,血漿有B抗體,所以光是靠他的血就可以幫大家驗血了耶。

把需要驗血的人的血抽出來之後去離心,也分出了血球和血漿,再把待驗血者的血球加到南方仁的血漿裡,血漿加到南方仁的血球裡。然後就看這兩組是否發生凝集反應,這樣就知道待驗血者的血型囉。

看起來很複雜,光用想的也很複雜,所以就畫個表吧,這樣看會簡單得多。紅色圈圈代表該組處理有凝集反應,X代表沒有。

驗血

以O型的待驗血者來說,他的血漿裡有A抗體和B抗體,可是血球上沒有A抗原也沒有B抗原,所以當他的血球和血漿和南方仁的血漿和血球交互混合之後,兩組處理就會像上圖一樣,一個有凝集,一個沒有凝集。

沒想到,主角血型的設定也是很重要的啊!如果主角是O型或是AB型,還可以這樣玩嗎?以後說不定高中的生物考題就會出這種題目哩。

2011年5月8日

苗栗有個牛蛙池

2011年5月5日,苗栗縣政府的網站上發佈了一則新聞
(現在這則新聞已經移除了,不過沒關係,本人最厲害的就是備份)

本府農業處為增加生態資源,於本(5月5日)日於經國路旁文化觀光局旅遊服務中心生態池(330斤)及銅鑼鄉桐花公園生態池(370斤),辦理青蛙放流,由於蛙類對環境污染非常敏感,因此蛙類可以作為生態環境的指標生物,同時蛙類的主食又是蚊蟲等生物,因此對環境有正面之貢獻,本府放流青蛙除可增加生態資源,民眾來旅遊服務中心及桐花公園不但可享受久未聽聞的蛙鳴,又不會受蚊蟲滋擾,可謂一舉數得,縣府特別呼籲民眾愛護我們的環境,不要用農藥、化學藥劑等來污染我們的環境,讓我們共同努力留給後代子孫一個生態資源豐富、無污染的環境
苗栗生態池

本來新聞稿是沒什麼啦,不過把圖配上去之後,就把大家給嚇傻了!

他們放養的本土蛙類是牛蛙耶!牛蛙耶!牛蛙耶!牛蛙耶!牛蛙耶!
而且有330斤+370斤的牛蛙耶

哇!700斤的牛蛙耶!

記得以前曾經看過一個給國中生的生物考題,考的概念是,放養外來種可以增加該地的生物多樣性,這是對還是錯?嗯,國中生都知道那是錯的,不過苗栗縣政府....。

昨天看到噗浪上大家都在轉這篇新聞,我盤算了一下時間,5/5發的新聞稿,經過週末的輿論,大概週一上班就會開始有動作要清除牛蛙了吧?所以我一定要在週末去體驗一下生態池放養300多斤牛蛙的壯觀場面!

周日早上到了觀光局的旅遊服務中心,才剛想找生態池在哪,沒想到找都不用找,光用聽的就可以找到了,好多牛叫聲啊,哞~哞~哞,此起彼落的,在池邊的石縫裡棲息了好多好多牛蛙,真是太厲害了!




繞了這個生態池一圈之後,恍然大悟!雖然大家都抨擊苗栗縣政府放養牛蛙這件事,但是我們一定是錯怪他們了。

這個生態池裡有錦鯉、布袋蓮、巴西龜、330斤的牛蛙,池邊還有一堆假花。其實這個池應該是外來種展示池啦,人家只是沒有立公告咩,大家都錯怪他們了啦。
外來種展示池

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苗縣府放流外來入侵種牛蛙七百斤 大開生態倒車 

2011年5月5日

用紫錦草觀察活體氣孔

在生物實驗室裡,紫錦草算是一個必備的盆栽,非常好種,只要插枝就可以長出一大盆。可以看質壁分離,還可以看氣孔。

一般看氣孔,我們都是要撕下它們的下表皮來看,看到的保衛細胞就是透明透明的。




可是有次我就很想試試看,能不能在不撕皮的情況下直接看氣孔,於是我就拿了顯微鏡放在紫錦草旁邊,直接把連在枝條上的葉子翻面放在載物台上,沒想到居然可以直接看到氣孔耶!
紫錦草氣孔



紫錦草氣孔

對我來說,這是一個很特別的經驗,因為我一直很想看看氣孔開閉的週期變化,如果都要撕皮才能看的話,那就有點可惜,因為就不是在原植株上的情況了。現在既然發現可以直接把紫錦草放在顯微鏡下觀察氣孔,那麼以後我就可以試試看,加上這篇提到的定時拍照功能來看看它們這些氣孔的變化囉。

用紫錦草的雄蕊毛觀察質壁分離(plasmolysis)

觀察質壁分離,以前我用過水蘊草來做過。除了水蘊草之外,也可以用紫背萬年青的表皮組織來做,不過那就要動手撕皮了。前一陣子,我看日本的課程,居然還看到一個特別的材料,就是某些鴨跖草科植物的雄蕊的毛。(日文google連結)


我看到這樣的資訊的時候,就很想自己試試看。實驗室裡種了很多紫錦草,所以我一直在等著它們開花然後下手。
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今天早上帶完實驗關窗戶的時候,正好看到它們開了幾朵花,於是我就快快樂樂地拔了一些花,花了幾分鐘的時間觀察了一下。

材料呢,就是雄蕊上面那個白白的毛。
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它們在顯微鏡底下,就長這個樣子耶,還挺可愛的呢,一根毛是由10多個細胞像串項鍊一樣串在一起,不用染色,就可以看見細胞核的樣子了,在400倍下,還可以看見裡頭原生質從這個細胞流到另外一個細胞的樣子耶,而且還可以看到雙向的流動方向。
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我在玻片旁邊滴了一些鹽水,過沒幾分鐘,就開始可以觀察到質壁分離的現象了。
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觀察起來還蠻清楚的
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相對於用水蘊草或是表皮組織來做實驗,我覺得用雄蕊毛的優點,就是可以很清楚看到一個個細胞。如果是水蘊草,有時會比較難分辨細胞是在哪一層,而表皮有時候會因為折疊,所以有時候也不太清楚分辨個別細胞。因此,如果實驗裡要精算發生改變的細胞數量時,我覺得用這個雄蕊毛還蠻方便的。

蕨類觀察繪圖(改了真愉快啊)

改活動紀錄本真是一件很矛盾的事情,坦白說,每次改到那種亂亂寫的,都會覺得自己也在浪費時間。不過偶而改到這樣棒的作業,真的會心曠神怡啊!

超美蕨圖

2011年5月1日

要像看自己胸部一樣的美好

昨晚,看到學生幽秀在自己的噗浪上寫著「書法字帖上的形容好妙,寶蓋的鈎要像鳥類看自己胸部一樣美妙
鳥胸部
我看到她這樣寫,也覺得很奇妙啊!


她想了很久,領悟出來了,應該是轉90度吧,我看到她貼了一張轉90度的圖之後,立刻頓悟,這字帖作者一定是看過BB鳥啦,根本就是一樣的東西嘛!

鳥胸部2

原來中國古老的書法藝術中,隱藏了一隻會看自己胸部的BB鳥,很美好!





BB鳥的原型其實是 Greater Roadrunner (Geococcyx californicus),看了wikipedia才知道原來這部卡通居然是1949年就出現了(嗯,那時候台灣...)



圖片來源:http://nestbox.com/blog/2009/06/26/wiley-e-coyote/



黏菌孢子飛啊

週六帶了兩個學弟妹去芎林採黏菌,因為最近課程也上到這邊了。不過去的時候有點忐忑不安,因為最近都沒什麼下雨,實在沒把握能像之前那樣看到那麼多變形體

果不其然啊,找了好久真的沒看到變形體哩,子實體的時期倒是看到不少,最多的還是髮網菌。



也許要再等一陣子,梅雨之後,再去找找看,才比較有機會吧

從龜山蘋果拳到抗凍劑

台灣的連續劇莫名其妙突然出現好多水果拳,像是北斗爆橘拳麗雲爆莓拳、龜山蘋果拳。

看了這些拳之後,我覺得龜山蘋果拳最有生物梗啊!來讓我們複習一下這個龜山蘋果拳要怎麼使出來。

要怎麼樣才能把硬梆梆的蘋果捏爆呢?

來,再看個影片,5分鐘送小孩上學,請注意 2分07秒 的時候那個媽媽也做了蘋果拳啊,原來關鍵就是先把蘋果冷凍,然後再退冰。


莉芳老師在 zfang の 科學小玩意 裡寫過一篇 破壞細胞壁~徒手擠蘋果汁?
就是在做這樣一件事,結凍後,細胞裡頭形成冰晶插破細胞,然後就可以簡單破壞細胞了。


等等!如果細胞裡頭這麼容易結冰,然後就被插爆,那麼那些住在冰天雪地的生物可怎麼辦好呢?豈不是一天到晚被爆細胞?

原來細胞裡頭有天然的抗凍劑!
陳偉民老師曾經寫過的 灰樹蛙的抗凍劑 一篇文章提到動物的抗凍劑有葡萄糖和甘油。而在這篇科學新聞『鮮知先贏/自製抗凍劑 動物過冬免大衣』裡也提到了甘油、乙醇、抗凍蛋白或是某些多醣體,都可以讓動物避免在低溫的環境下爆細胞。



動物怎麼抗凍,我覺得最神氣的就是這種北美林蛙(Rana sylvatica),變成冰棍之後,還可以甦醒過來。





此外,2011年4月份的國家地理雜誌也才剛介紹了一種歐洲林蛙( Rana temporaria)



他們是可以在天寒地凍的地方生存呢!看到牠們的名字,讓我想到我曾經寫過一篇蛤?雪蛤?,雪蛤的主角-中國林蛙,可是歐洲林蛙的中國亞種呢 (Rana temporaria chensinensis)。

(我居然只能放這種屍體照)

沒想到這些生物就這樣被蘋果拳串起來了。

到底歐洲林蛙或中國林蛙怎麼抵抗天寒地凍的爆細胞危機呢?可以想見的是,一定有抗凍物質,不過我剛不是很認真的搜尋結果,還沒找到相關的研究。

看完動物之後,再回頭想想植物,其實植物也有抗凍物質呢,而且跟動物的也很像呢!

我在周昌弘老師的《植物生態學》p .312看到了這段

植物對寒冷的適應
植物體的組織間隙或液胞裡常含有抗凍的代謝物質如未飽和脂肪酸、松烯類化合物,乙烯乙醇(ethylene glycol)。類似此物質常用來做冬天時汽車引擎的抗凍劑。在植物中抗寒冷的醣類化合物如葡萄糖、果糖、及蔗糖,又其他醣類如木蜜醇(mannitol),山梨醇( sorbitol),及甘油(glycerol) 都能作為抗凍劑。一些寒帶的果樹及針葉林常含有 40% 以上的甘油、山梨醇及木蜜醇,這些醣類物質可轉化為多氫醇 (polyhydric alcohol) 或更複雜的化合物


醣類不僅是植物的存糧,而且還是最大的防禦工具啊!

寫到這邊,不禁想起那些種在冷吱吱地方的高冷蔬菜,據稱甜度比平地蔬菜還來得高,不知道是不是也和抗凍物質牽上關係呢?

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