生物的演變

今天教到生物的演變這個章節
過去我會發學習單讓學生填空
今年我則是在黑板畫一條長長的線
請學生先回憶地球是在何時形成？
首先在最左側的時間軸起點寫上地球形成、46億年前
最初地球形成後有生物出現嗎？有或無？為什麼有或無？
環境花了好多的時間才逐漸穩定下來
接下來，科學家推測最早的生物是出現在海洋或陸地？
而這又是11億年後的事情了
科學家找丫找的，不斷地挖掘生物到底在何時出現
後來科學家發現生物從某個年代開始出現多采多姿的生物
我請學生找找？
從5.4億年之後，科學家將地質年代區分成三大區塊
分別是古生代、中生代、新生代
請學生看著地質年代表，
去釐清古生代是幾億年到幾億年？
我希望學生會閱讀圖表，
並學習轉換單位
例如課本上寫著古生代是543百萬年到245百萬年
那我就要學生學會轉換成億年為單位
我接著問，科學家如何將這些地質年代作切割
如何定義一個年代的開始和一個年代的結束
--生物的大滅絕或出現
接著，我再繼續問：那古生代的結束和中生代的開始是發生了什麼事情？
中生代的結束和新生代的開始和結束分別發生的什麼事情最為切割

有了這大方向的概念後，
接著我才進入到各個地質年代中生物出現的先後順序討論
古生代的生物出現先後順序討論
我請學生先閱讀課本
我接著會問的是，你覺得陸地上先有生物還是海洋中先有生物？說說理由？
接著，是先有無脊椎動物還是脊椎動物？
是植物先登陸還是動物先登陸？為什麼？
找出幾個關鍵生物：蘚苔、藻類、蕨類、兩生類、昆蟲、爬蟲類、魚類、無脊椎動物
我請學生排列一下，這幾類生物先出現的是誰？依序是什麼生物出現
接著我們在逐步討論到中生代及新生代的優勢動植物分別是誰？

最後我會請同學整理能行光合作用的生物出現的先後順序以及動物的出現先後順序
最後就會開始問孩子們爬蟲類的祖先最早出現在何地質年代？以及他最興盛的年代為何？
爬蟲類可以替換成：鳥類、哺乳類、裸子植物、被子植物、藻類、無脊椎動物等等
這個章節，我想教會學生的是學習閱讀課本
並學習整理課本當中的重點
如此討論完，我把黑板寫的滿滿的
學生也跟著我，一同閱讀、一同思考課本的內容
很有意思的一堂課
學生彷彿也走了一趟地質年代

學鷽鳥捕食

我今年又帶了一次『學鷽鳥捕食』的實驗，改進了去年的活動，今年帶的更有心得了，也可以帶領更多的討論。這一次準備器材又更清省了，我改成請學生自行帶餐具及筷子，只有布丁湯匙、擺放食物的盤子我字形準備，這樣就不用浪費太多免洗筷子及紙杯。此外，我有一個班只帶了兩包小包MM巧克力及兩包小包鱈魚香絲，這樣其實就夠了！！

我請大家務必要一塊討論，有些孩子的工作是把格子圖滿，有些則是幫忙算

此外，由於已經帶領了快一學年的小組合作，學生也被訓練的比較有規矩，一開始我會先確認是否大家都有帶工具，沒帶捕食工具（餐具及筷子的），我會先扣小組的分數，這些沒帶筷子的孩子，我會直接給他們布丁湯匙，可以簡短我分配湯匙和筷子的時間，若是什麼都沒帶的同學，我會請他們當糾察員，負責看是否有同學違規捕食，記錄下號碼，會扣該組的分數。

兩大區黑板上，各寫著MM巧克力棲地、鱈魚香絲棲地，此外都要寫第一代、第二代、第三代、第四代、第五代湯匙、筷子人數。

六組的桌子，我只使用四桌，兩桌屬於MM巧克力棲地，兩桌屬於屬於鱈魚香絲棲地，將兩盤鱈魚香絲及兩盤MM巧克力放置於那四桌，我會請沒擺放食物的人，分配到有食物的區域去，接下來我會想辦法讓兩大塊棲地中的使用湯匙和筷子的人數相同，這樣筷子和湯匙初始的人數百分比就各是50%，第一代的人數就是各50%，接下來的捕食就會看到兩種捕食工具的消長。

進行第一輪的捕食，15秒後喊停，接著我直接在講台上問捕到0顆、1顆、2顆、3顆的請舉手，我大概會淘汰3-5個人左右，接下來我就會把剩下來的湯匙及筷子的人數記錄在黑板上，這就是第二代的人數。不管淘汰掉或存留下來的鷽鳥，都要把捕食到的食物擺放回去（這樣就可以節省很多的食物，也不必帶太多食物來）

PS：淘汰掉的人，我會請他們帶著餐具到教室後方的座位坐著，不要去干擾認真捕食的同學。

接下來再進行一次15秒捕食，再淘汰一次人數後，我記錄下來了第三代人數。

在此時，我跟大家宣布一件事情，就是要請大家做一件很神聖的事情，那就是交配，相同捕食工具的人，要進行交配，請到教室後方拉一個與你們這一對擁有相同捕食工具的人回來。
這時候，有些組別會發生一件好玩的事情，就是鱈魚香絲棲地只剩下一個湯匙人，他會大喊著：『那我要跟誰交配？？？？』，我會說：很抱歉，你必須孤單終老了。。。
這樣的現象出現，便會讓學生瞭解到，較不具競爭能力的捕食者，甚至到最後會連交配的對象都沒有，注定會滅亡。

交配完又生下小孩之後，我便會開始清點這兩塊棲地的各種捕食類型的人數，這便是第四代。

接下來進行最後一輪捕食，我告訴孩子，這一輪你捕到多少，你就可以帶多少食物回去吃，若有剩下來的食物，我便會給予糾察員或記錄員吃，依舊淘汰掉捕食能力最差的最後幾個，接著，剩下來的人數就是第五代。請同學回到原位。

學生的紀錄表格

接下來，我發給各組一張紀錄表格，我請他們將黑板上的人數換算成百分比，由於有些數字不好算，必須要團隊合作來完成，我請學生四捨五入到整數位，把這份表格畫完。依照組別完成的速度及正確性，我會給予加分。

學生討論表格的狀況（看看他們帶來的餐盤）

接著，我便開始帶領孩子討論幾個大問題：
1.MM巧克力棲地的兩種捕食工具百分比有何變化？
2. 造成兩種捕食工具在不同棲地的數量上升或下降的原因是什麼呢？
3. 剛開始兩種捕食工具數量都佔一半，後來到了第二、三代後，各種棲地有些捕食工具的數量下降了，為什麼？4.為何數量在第四代又上升呢？
5. 為什麼老師要限制捕食工具相同的才能交配，且要生下和親代相同的捕食工具呢？6. 生物學上有一個名詞叫做適存度（fitness），你覺得在這個活動中，要具有什麼樣的特質才叫做有好的適存度呢？適合度指的是存活的能力及產生後代的能力，特定的特徵讓生物得以適應不同的環境.7. 若這個實驗做了50次，你覺得結果會如何？



我接著問，你們有沒有想過為什麼長頸鹿的脖子這麼長？
我以PPT說明了達爾文的天擇說及拉馬克的用進廢退說
在說拉馬克的用進廢退說時，我問了孩子這學說的問題在哪？
以達爾文的天擇說來看，剛剛的實驗符合他的學說理論嗎？

如何由活動來教演化

這學期我捨棄活動紀錄本的灰白蛾數量比較，一方面是覺得無趣，一方面是覺得學生對這樣的討論沒什麼感覺，今年我用了幾個道具，效果很不錯，拖到今天才寫出來，是因為真得太忙了。。。
這個遊戲是從趴拉客1聽到小P老師的分享，他也是分享學校老師的教學，但這樣『口耳相傳』就可以弄出一個好玩的遊戲來讓學生參與其中又能帶討論，真是不錯哪！我還有參考美國的網站(網站一）(網站二）這裡頭的教學資料非常詳細，也讓我見識到國外的教學常藉助大學、研究所的力量來協同，搞出來的東西就是很有深度。

實驗器材：塑膠杯子30個（有些學生太激動會捏爛，所以要多準備一些），筷子15雙，塑膠小湯匙（布丁湯匙佳）15個，盤子4個，碼表1個，計算機2台魷魚絲一大包，MM巧克力8包（前一天便吩咐各班去準備，用班費支出，沒準備就沒得玩，大家都很用心準備）


先將實驗室的桌子排成兩行長桌，若能在黑板上寫上那些號碼坐哪一桌，將更減少混亂的時間，將全班學生分成兩大組，一組約十五個人比較剛好，一組使用兩大張實驗桌，一個實驗桌上有一個盤子。教師要有心理準備，這個活動的很歡樂，當然製造的噪音就很多，教師要能忍受，並隨時隨地將學生的注意力集中。


黃色區塊是兩大張長桌，上頭擺的食物數量及器材數量

一開始便和學生說好，秩序很重要，規則也一定要遵守，若有違規者，便無法參與遊戲。
從各組中選取清查員兩人（其工作包含記錄與清點）， 一個清查員觀察一個桌子，看有沒有同學違規，教師在此可以示範哪些動作違規（例如：一個湯匙或一雙筷子一次只能拿一個巧克力或一條魷魚絲，若拿一把魷魚絲則違規，或是承接食物的杯子靠在盤子旁拿取食物也違規，總而言之杯子必須是正立朝上，杯子若翻倒則沒得吃，捕食能力算零）

請各大組的清查人員先在黑板上繪製表格，每一次都要記錄不同捕食類型的人數，並計算出相對百分比。如湯匙有5人，筷子有10人，則湯匙佔的百分比為33%，筷子則是67%左右。（若老師有準備兩台計算機會讓學生算的更快）所以清查員必須數學能力不錯。


開始對各位飢餓的捕食者說明規則：嗨！各位早安，今天你們扮演的是鳥類，等下你會拿到不同的捕食工具（有些是筷子、有些拿湯匙），今天你便是用這樣的工具來捕食。此外你會拿到你的胃，等下就是把食物裝在胃中。若能拿到越多食物，就可以吃越多喔！（提醒學生筷子、湯匙不要碰到嘴巴，因為工具還要給下一班使用）。

每一次的捕食時間是15秒，剩三秒時我會倒數，時間到就請勿捕食，每次捕食完，會淘汰一些捕食能力差的人。每次有15秒鐘捕食，盡可能在時間內將食物放入杯子中，用工具而非用手，捕食完畢後有個口令～排排站好：學生要按照杯子中食物量由少到多來排列（代表胃中所含的數量）來排列。一大組排成一列，先告訴學生該排在哪裡。

接著老師便要告訴那些捕食能力較弱的學生：很抱歉，因為你吃的不足而被淘汰掉，第一輪我通常淘汰5個人，請各組被淘汰的人站在講台前方，接著恭喜那些捕食能力較強的鳥類，他們可以回到棲地先去享用食物，被淘汰的人也可以在此時吃掉杯子裡的食物。

接著，告訴回到棲地鳥類們：繁殖季到了，兩兩相同的捕食工具的鳥類可以繁殖了，前提必須是有相同捕食工具的捕食者才能交配，且生下來的一定是和原本相同的捕食工具，所以他們可以選擇台上的同學回到棲地中繼續捕食，那些回去的同學代表後代。繁殖完後，請清查員清點該棲地使用不同捕食工具的數量各有多少後，將數據記錄在黑板上。

如此重複五次後，便請所有人回到座位，開始帶領同學討論黑板上的圖表數據。

討論題目：
1. 在剛剛的活動中，你有沒有看到什麼特殊有趣的現象，可否舉例說明
2. 推擠、搶先、佔地盤所代表的含意是？
3. 你們各自的棲地中，捕食者有不同的捕食工具嗎？這代表什麼？
4. 可否解釋一下兩種棲地中，各種捕食工具的數量有何變化？
5. 造成兩種捕食工具在不同棲地的數量上升或下降的原因是什麼呢？
6. 剛開始兩種捕食工具數量都佔一半，後來到了第二、三代後，各種棲地有些捕食工具的數量下降了，為什麼？
7. 為什麼老師要限制捕食工具相同的才能交配，且要生下和親代相同的捕食工具呢？
8. 生物學上有一個名詞叫做適存度（fitness），你覺得在這個活動中，要具有什麼樣的特質才叫做有好的適存度呢？適合度指的是存活的能力及產生後代的能力，特定的特徵讓生物得以適應不同的環境.
9. 若這個實驗做了50次，你覺得結果會如何？
10. 這個實驗和達爾文的天擇說有沒有關係呢？


那天我請班上同學聯絡簿的生活點滴寫下你今天生物課的收穫、學習及領悟，學生的回饋很有趣，當把遊戲與學習連結，除了活動後的討論外，還需要後頭這個功夫，就是深化到內心，當然有些孩子寫的比較表層、表面，但都沒有關係，除了讓學生自己去體會之外，老師也需要被鼓勵哪！

生物的演化樹

在帶完認識五界的活動，以及簡單、粗略地介紹完五大界後，我設計了份作業要給學生週末做，其實是受到黑胡桃學生作品的感召，好希望我的孩子也能夠產出那樣賞心悅目的作業出來，於是我著手設計了這份含有引導的作業，我告訴孩子這棵演化樹最小不能小於空白之處，最大不限，此外還有一個要求，就是一定要是彩色的。以下就是學生的作業，每一班都有許多讓我驚豔的作品，改這樣的作業真是讓我開心得不得了
誰說看似硬梆梆的科學不能和藝術結合呢？


這孩子的巧思在圖上俯拾即是



學生真的好會畫畫喔！真的很佩服


試著把每個列出的生物都畫出來，真不簡單



我好喜歡這張樸實簡約又柔和的畫風



我很期待這孩子的作品，他的作品總充滿驚喜，這棵樹上竟然長了那麼多水果哪








相當華麗的樹


具有樸實美感的樹


這孩子超愛畫圖，這份作業他竟然畫了兩份交上來



很中規中矩的樹但配色很漂亮


好Q的演化樹喔！很青春洋溢哪

達爾文特展

圖片來源：http://botany.si.edu/events/sbsarchives/sbs2008/

星期六在家悶了一整天
星期天終於可以出去走一走了
這個週末我們跑到了台中科博館看達爾文特展
已經說了好久想來看的展覽
終於如願以償
今年是達爾文誕辰兩百年紀念
科博館特別辦了個展覽
讓台灣的子民能夠更瞭解這演化學之父

其實早在六月初，我就已經看到達爾文特展的木箱子擺在倉庫了
上頭印著DARWIN，我才知道之後會再科博館辦特展
由於我是老師，所以門票全免
相當鼓勵性質，科博館也期待老師們能夠帶著孩子們來到此一同參觀吧

展場內展示了許多達爾文的手稿
看著這位博物學家所採集回來的標本及記錄
不禁欽佩起這位完美先生達爾文
鉅細靡遺地記錄小獵犬號上所見所聞所觀察
之後在唐屋的實驗記錄更是詳細
真的讓我看到一個科學家該有的認真與努力


其中最讓我瞠目結舌的櫥窗就是彗星蘭（comet orchid）與馬達加斯加天蛾的共演化了
此蘭花的花托大約30公分，蜜源就在花托底部
想要吸到花蜜必定有一個生物能夠想辦法吸到
達爾文當時沒有觀察到任何協助蘭花傳粉的生物
但他推測一定有這類的生物存在
後來真的有科學家發現了馬達加斯加天蛾(Xanthopan morganii praedicta)
牠的口器近30公分長
便是可以協助彗星蘭傳粉的昆蟲
這兩者的共演化實在是奇妙的不得了啊
我還蠻喜歡這個特展的
感覺和達爾文更貼近一些了

想要看看這大天蛾的圖片，可以連結此：
http://www.orchidsonline.com.au/node/7231