化石大發現的前導

以往做化石大發現時的動機引起覺得薄弱，

今年由怪誕蟲著手，說明重建圖的變化有賴科學家的新發現：

1. 怪誕蟲化石發現
2. 微網蟲的發現：在《25種關鍵化石看生命的故事》這本書中只提及了因為化石保存相對完整，Lars Ramsköld 對照更多化石後提出了怪誕蟲是顛倒著狀況，書中描述不太確定是什麼資料導致翻案的結果，但論文上述及的是，僅確認了身體前後側的部分，以及其他相關化石的兩側骨片位置，書中編排後續的圖揭露其他的葉足動物爪子的部分，說明怪誕蟲復原圖的下方應該是有爪子的足，上面的刺或許是突變出來的一部分，而不是腳。
3. 怪誕蟲第二列爪子的影像發現：新的影像證據是使用不同的影像處理方式如紫外燈、加氯化銨來找到如同爪子的影像才有這樣的翻案。
   

為了讓學生可以感受猜測的感受，給學生看某化石圖片猜可能是動物界的哪個類別，因為構造學生猜多是螺、菊石這類的軟體動物，大致討論後再放上當初對於重現圖也有多種版本，順帶提及有關軟骨魚形成化石的不易，前面都是為了要讓學生知道科學家也都是在猜，但必須是有根據地猜。順帶一題的說某動畫把怪誕蟲拉進來詮釋是巨人由來的部分，把足化成肋骨的部分，就是把它當成脊椎動物了的想像力延伸了。

到此再進行化石大發現的活動，並於活動前說明仿製化石課程實施端看學生這節的表現，整體感受起來，動機相對滿點。

參考資料：

1. 25種關鍵化石看生命的故事：化石獵人與35億年的演化奇蹟。唐納‧波瑟羅（Donald R. Prothero ）。ISBN：9789862355442。
   線上部分英文版就有相關的圖可上課用。https://books.google.com.tw/books?id=QjkjBQAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=zh-TW#v=onepage&q&f=false
2. The second leg row of Hallucigenia discovered. (1992: Lars Ramskold. Lethaia, vol. 25, pp. 221-224)
   https://www.academia.edu/1781263/The_second_leg_row_of_Hallucigenia_discovered_1992_Lars_Ramskold_Lethaia_vol_25_pp_221_224_
3. The Cambrian Lobopodian Microdictyon sinicum 1995
   https://libknowledge.nmns.edu.tw/nmns/upload/bulletin/000000052/209000c/199506-1.pdf
4. 旋齒鯊相關  https://fossil.fandom.com/wiki/Helicoprion

化石模型製作

製作石膏化石可讓學生體驗化石挖掘的過程，並能說出印痕化石形成過程。

材料：陶土（500g/人）、石膏粉（25 kg/袋，供四個班級使用）、化石

請學生帶的物品：

• 雕刻刀（塑膠製，挖去多餘陶土用）
• 塑膠袋、厚紙板（平鋪於桌面使用，避免化石來不及乾掉可以帶回去）
• 咖啡粉、墨汁、顏料，可以讓石膏更接近化石的顏色
• 小容器（讓化石成品形狀比較漂亮，可用紙杯、牛奶盒，帶越多可做越多唷）
• 葉子枝條（如果有銀杏、壓扁的植物美麗枝條、乾燥壓花都很棒），模擬植物化石
• 魚骨頭（越完整越好，記得先冰冰箱再拿來），模擬魚類化石
• 古生物的骨頭模型，模擬古生物化石

教學流程：

1. 講解石膏硬化條件、大概與水比例3:1固化
2. 講解陰模、陽模、坊間立體模型如何灌模。印痕化石即陰模。
3. 建議學生先進行陰模（直接壓印在石膏上）、再做陽模（壓印在陶土上，再翻模至石膏），立體模型因時間不夠（課程預設兩節課），不建議進行。
4. 攪拌石膏、於石膏攪拌後加顏料和墨汁，墨汁於最後再加，拉花一下，會有紋理感。
5. 灌石膏，倒的時候緩慢且用類似塗抹的方式灌入，避免氣泡產生。
6. 學生多半會問石膏可否翻開，當沒有明顯濕氣，手指不會壓出指紋時可能就可以（厚度不等有差異）
7. 額外上色。

使用陶土的好處：

1. 好塑型
2. 石膏硬時，陶土尚未硬化，好剝離，甚至可重複利用
3. 石膏表面留下點陶土，顏色較擬真

之前化石大發現活動中有優勝組，

準備一些化石材料給他們拓模，

三葉蟲

獸腳類腳印翻模化石縮小仿製版

如恐龍腳印、三葉蟲，

缺點是脫膜剝下陶土後，會有部分沾留，得用刷子清刷（嗚）。

學生說這人死前相當驚恐，我說這應是猿人

完整的一具

三角龍頭骨

劍齒虎

有咖啡的味道...

魚骨頭，中間還有拔不起來的脊椎數節

翻模矽膠成品，細紋清楚

為避免化石壓模過程中損害，

也有使用翻模矽膠進行翻模工作，

困難的地方在接下來石膏灌進去時容易有氣泡，

其他的仿品，來自Denver

這個形狀細長，相當不好灌

最終目標希望可仿出一個！當不求人！

不拆模還能完整獲得成品的方式尚待克服。

化石大發現 經驗版

此課程原為http://www.indiana.edu/~ensiweb/lessons/gr.fs.fd.html所研發，

阿簡學長也發過這篇文，

大學時期我寫過這個教案進行同儕試教，

之後帶科展訓練學生時也用過，目的是要學生學會

• 有一分證據說一分話
• 查資料的重要性
• 團隊合作

爾後進行多次教學操作後，提出以下操作流程作為教學經驗參考，

給予情境：

課程開始，描述化石在自然界中找尋不易、藉科學家真實發現化石的過程（可參考蘇賓的《我們的身體裡有一條魚》中，魚類演化到兩生類關鍵化石 Tiktaalik 魚的發現）表達就算是專家也有瞎猜、迷惘的時候（蘇賓一開始也不會看哪些是化石、哪些是石頭），並提示真實環境下化石的發現有幾個關鍵前置作業：

• 正確的地點（舉鳥的祖先為例，要學生判斷爬蟲類於古生代出現、鳥類於新生代出現，要找鳥的始祖應該要找哪個地質年代？以及現今可使用衛星空照圖分析岩層、以及必須去沒人挖掘的好地點，如沙漠）
• 正確的岩石種類（沈積岩與火成岩、變質岩哪些可以、哪些不行）。
• 岩層需露出地表（運氣很重要、但經驗增加辨別能力就會上升）。

要學生卯起來作，需予充足動機，使用

• 「教育部為了培養學生結合所學與鼓勵青年海外研究」的名義，針對國中生進行課程訓練以及篩選，學生有夠認真，且不開莫名其妙的玩笑，效果好，學生根據現有骨頭進行邏輯推理，課程結束後，告訴他們這只是鼓勵性質才這樣說，將課程目標想要學生獲得的再進行表達，學生難掩失望。（這是個不好的方式）
• 提示下回上課將教導學生製作化石模型，今日評鑑成果第一名者可使用最厲害化石（端看教師個人財力，例如恐龍腳印化石、三葉蟲、骨骼模型玩具依序排列等級，於課程最後根據學生表現再揭示有哪些！）製作模型。

提示學生評鑑方式：

• 過程推理與學習單撰寫
• 討論秩序與小組合作程度
• 上台報告內容

進行課程：

1. 將各組化石紙片模型置入不同紙袋，標上組別，教師將紙片以不同顏色列印，方便收拾再利用。



分好紙袋

2. 準備不同物種化石紙片（恐鳥、長毛象，來自BBC，也可以Google搜圖"skeleton"），製作時依學生程度分等級：
• 紙片數量少，剪裁成可以拼圖。拼圖法對於不懂骨骼結構學生有相當協助，但有骨頭手冊（附件中的 Skeletal Resource Manual）幫忙，七年級學生可依骨頭手冊拼湊出，此方式偏易。
• 裁剪時大時小，不照邊緣剪、不同組相同骨頭有的聯合有的分開，在後面的小組間討論可增加對其他組化石發現的驚奇度。剪成二十塊以上。
• 安排化石組別給予學生時，不讓相同骨頭組在附近，可避免學生看到對方組別自己沒有的關鍵化石。
3. 共五次填寫學習單：
• 前三次請各組不同同學出來抽取化石，予各次不同情境，推舉同學時輔以正向化石挖掘特質方便同學推舉，如：「到加拿大化石區的第一天晚上非常疲累，但就是有對科學相當有激情的同學為了把握時間連夜挖掘，請同學推舉出最像科學家的出列」、「第二天為了敢進度，請能扛大塊化石、體力好或體格健壯的同學出列」、「最後一天請做事細心的同學出列」。
• 請學生摸化石時要搓開，避免護貝後的靜電相黏，第一天學生自己摸時會到摸較大塊的化石，第二天才提示學生，骨頭可以摸大塊的，就像拼圖時挑重要好辨別的下手。第三天再告訴他們，有些骨頭大塊不一定有用（因為真實情況的化石可能小塊部位再大岩層中），原則上，在教學時都會先提理論上應如何如何，之後再自打嘴巴講實際情形有可能如何如何。
• 過程中提示學生，此物種可能尚未被發現、也可能是已知、查閱資料時不一定有此種生物。
• 請同學保護好骨頭，每次抽取及排列時不讓其他同學看到，這會導致他們可能被搶先知道答案。
• 請同學排出可能生物，並作記錄填寫學習單，教師分別拍下各組可能生物作為後續各組報告用。
• 第四次填寫時，情境營造回國後翻閱參考資料，用以比對化石，並根據骨頭手冊做出判斷。我有另外增加脊椎動物脊椎、附肢骨骼和頭骨的參考資料如《我們的身體裡有一條魚》的 P.50、216、以及《 Comparative Anatomy 》的P.153, 164~180 ,206~225。
• 第五次則安排相同骨骼組的同學帶著自己的骨頭組盡可能合併出一隻完整化石，並做出最後結論，教師拍照，供學生報告用。

學生成果與教師評鑑：

• 讓學生依次報告三天拍的、聯合組別的照片，敘述推演過程以及結論，過程像是：
• 翼龍組學生依據參考資料找出爬蟲類的下顎形式而判斷出該化石應為爬蟲類，排除了蝙蝠可能性。教師於評鑑時鼓勵此為參考資料重要性。

• 也有學生自行將未補齊的部份畫出。

• 恐鳥組學生第一次及第二次判斷為鳥類，後續卻因為骨頭手冊而翻案變成哺乳類，教師於最後評鑑時提及參考資料的擷取應如何判斷。

教師活動：隨後公布答案、介紹該物種、宣布得獎組別、補充資料、提示下次化石製作應帶物品。

恐龍的毛色

畫出過去恐龍長什麼顏色不用再瞎猜了，
電子顯微鏡下研究melanosomes（黑色素細胞顆粒體）的排列方式可以推出過往恐龍身上的顏色！
melanosomes結構穩定，是細胞當中的胞器，外觀形狀像細菌一樣，
過去在電子顯微鏡底下還誤以為是細菌，經過研究後，
不是細菌的原因有三：矩陣狀排列、帶狀分布、如現存鳥羽當中而非細菌的超結構包覆。

在這篇報告中報導小盜龍的毛髮顏色例用電子顯微鏡比對現存鳥禽身上的melanosomes排列方式輔以統計分析，

得到他在過往的顏色應該可能長這樣：

參考資料：
如何得到色素呈現的樣子
有關黑色素體不是細菌的三個原因