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2026-03-02

從演化切回遺傳的教學流程

經典的達爾文天擇遊戲Who Wants to Live a Million Years透過 Raffle 的方式可以遊玩,因為無性生殖和有性生殖的比較最後通常會帶環境變動時較無優勢,透過說明和玩遊戲,學生比較能感受到環境變動時應該要有能適應的性狀比較能生存,玩這個遊戲因為時間因素,學生通常只能感受到即刻突變帶來的好處,所以2026年的生殖遺傳教學流程改成:

  1. 無性生殖
  2. 達爾文生存小遊戲
  3. 突變、人擇
  4. 有性生殖
  5. 細胞分裂、減數分裂
  6. 遺傳

遺傳

遺傳單元中透過 Geniventure,可以讓學生練習遺傳法則,但不需要每個都玩,只要挑重點即可

  • 3.1調整基因型以符合性狀
  • 4.2選擇雙親基因型,生出小孩
  • 5.1透過雜合出的子代和母親基因型,推論父親基因型
    為了精簡操作和介面調整,完成遺傳法則這小遊戲,抓三個關卡核心概念,發展單基因的三個關卡,並有雙基因連鎖的三關卡,這三個關卡簡介如下
  • 1-1 匹配性狀
    • 透過調整「你的小獸」的基因,使其外型與「目標外型」完全一致。
    • 點擊畫面左側小獸下方的染色體,切換大寫(顯性)或小寫(隱性)基因。
  • 1-2 雜交觀察
    • 學習雜交過程,觀察親代基因如何組合並傳遞給子代。
    • 可自由調整母本與父本的基因。點擊「執行雜交」,系統會隨機從雙親各取一條染色體組合成「最新寶寶」。
    • 試著點出 Ee x Ee 的組合,看看是不是真的會出現垂耳(ee)的小獸。
  • 1-3 猜測親代
    • 根據子代的性狀比例,反推神祕父親的基因型。
    • 畫面右側的父親是神祕的(?)。點擊「雜交 +20」大量產出寶寶,觀察統計資訊(如尖耳 15:垂耳 5)。
    • 比例約 3:1 代表雙親都是異型合子 (Ee);比例 1:1 代表一方是 Ee 一方是 ee。
  • 2-1 聯鎖匹配
    • 適應聯鎖基因的操作,將小獸調整成目標樣子。
    • 染色體上現在有兩個位置:耳朵 (E/e) 與 尾巴 (T/t)。
    • 尖耳(E)、垂耳(e);有尾(T,橘色尾)、無尾(t,沒有尾)。
  • 2-2 雙基因雜交
    • 觀察聯鎖遺傳與獨立分配律的差異。
    • 調整雙親基因。例如將一條染色體設為 ET,另一條設為 et。
    • 觀察子代,你會發現 E 和 T 傾向於一起出現,這就是聯鎖。
  • 2-3 終極挑戰
    • 在「聯鎖遺傳」的前提下,推論神祕父親的基因型排列。
    • 擊「雜交 +20」,看子代的分佈。數量要多,觀察比例
    • 更動母本基因型(例如從 ET/et 改成 Et/eT),這會引發新的雜交數據。
    • 觀察不同母本組合下,子代表現型的變化
    • 猜測區設定好你認為的父親基因型,點擊「提交答案」

想能否將達爾文演化小遊戲搭配養龍,生出一個混合版,名稱叫做人擇,預設有環境變動,並且有各自對應的優勢基因,在有限的能量分配以及生殖能源消耗規則下,可人擇決定生出符合遺傳定律數量的基因型搭配,讓該族群有適應下去的機會,遊戲的主視窗畫面上下則是相關的資料,包括

  • 族群數(population)資料
  • 年份(year)
  • 折線圖:人口、基因頻率、性狀比例
  • 結束畫面呈現人口變化資料

在災難和性狀的互動關係中,可參照下面表格:

災害名稱

圖示

畫面

重創性狀

避難性狀

邏輯說明

超級寒流

❄️

全銀幕白霜粒子

無毛皮 [ff] + 嬌小 [rr]

毛皮巨大 [F-R-]

大體積保溫且長毛隔絕寒冷

烈日風暴

☀️

熱浪扭曲抖動

有毛皮 [F-] + 巨大 [R-]

無毛嬌小 [ffrr]

小體積散熱快且無毛避免中暑

基因病毒

🦠

紫色孢子雲霧

有花紋 [C-] + 巨大 [R-]

無紋嬌小 [ccrr]

病毒攻擊大型細胞與特定花紋蛋白

伽瑪射線

☢️

螢光綠雜訊閃爍

無花紋 [cc] + 快速 [S-]

花紋緩慢 [C-ss]

斑紋提供色素保護且慢速代謝減少變異

泥流噴發

🌋

震動灰泥氣泡

緩慢 [ss] + 巨大 [R-]

快速嬌小 [S-rr]

巨型生物下沉快且快而輕可逃脫

狹縫地震

🕳️

畫面裂痕震盪

巨大 [R-] + 快速 [S-]

嬌小緩慢 [rrss]

地震時巨大與衝撞易造成物理受傷

能量黑洞

🌑

藍黑螺旋食物減產

快速 [S-] + 巨大 [R-]

嬌小緩慢 [rrss]

環境食物消失且唯有最低耗能者能撐過

捕食入侵

🐆

畫面邊緣紅痕利爪

無花紋 [cc] + 緩慢 [ss]

花紋快速 [C-S-]

偽裝保護色加上逃跑速度逃離獵食


2017-04-05

用積木演示演化篩選歷程


故事是亂編的,主要呈現篩選過程發生:

很久很久以前,這世界上有許多不同形狀和顏色的積木,
但是好景不常,積木們歷經好幾次的災難,
首先罹難的是黃色星星形狀的積木,他塞不進去紅色的圓形、正方形、三角形門,沒辦法生存下去跳海了,
陸續罹難的包含所有黃色的積木,
紅色災難結束後,剩下的積木又陸續遭遇到綠色、黃色、以及橘色劫難,
從此以後只留下一種形狀的積木,他就是五邊形積木。

往後當五邊形發展出自己的族群和高科技後,
他們不斷地挖掘出過往的積木們,
並且永遠猜不透到底是發生了什麼事情才導致那些長得像現代積木的傢伙們全部滅絕了。

演化拉霸機

利用演化骰訓練學生述說兩種演化模式,
骰子做起來花時間,改成拉霸機修改增加項目就快速許多,
我做了兩個版本,一個是四個變數、一個是部位和變化互相搭配的版本,

平常上課沒使用電腦與投影片,是以電視播放隨身碟內的圖片和影片,
所以就利用螢幕錄製試算表的隨機變化,如下兩個影片:


不過其實改成三變數的話,就用拉霸機就可以了。

人特別愛找原因,好似找到原因問題就解決了,
經過這樣的練習之後最怕學生以為找到原因就找到了答案,
尤其學生認為的答案通常是唯一答案,
演化是複雜的交互作用結果,
須提醒學生即使重頭再來一次也不一定會有一樣結果。

2016-04-20

演化骰

今年演化先從化石、然後地質年代生物的演變,最後再回來演化論述,
使用數個例子說明達爾文天擇說,
如掠食者、獵物的保護色、海馬的尾巴橫切面是方形的、烏龜龜殼的變化、然後也說明一兩個共演化的例子。

為了解學生能否說出達爾文與拉馬克論述法的不同,
我做了組骰子,四顆骰子上面分別有生物類別、生物部位、災難事件以及發生的變化,

若骰出的圖示如下:

則需根據「兔子的甲狀腺經過冰河時期後變大了」的命題寫出兩方論述如:

說明時,可以跟學生說抽中心臟,不一定要就心臟的本身來發揮,像是血壓變化、心跳速率也是可以的,又如甲狀腺也不一定是變大變小,也可以是代謝率差異,災難的部份學生可以自由延伸,舉例來說火山爆發也可以延伸為食物來源因而短缺,因為災難引發的其他事件若能被融入,對於學生合理化過程會相對容易。

教學過程發現:
  • 骰子骰出事件難以想像串連、缺乏連結的關鍵事件:建議進行時,可以跟學生說明主要為練習兩者的論述方式有何不同,這遊戲是在編故事,中間的細節常因年代久遠不可考而難以捉摸,但就是這些想像力提供了我們基本假設的可能,要讓學生知道,中間發生的事件可能是非常多偶然的結果,若能就學過的知識以及科學原則上合理化,就更加有趣且很有可能協助解決某些問題。也借此說明考古學界之所以難以認定演化歷程的發生是因為證據必須要充分,而大家遇到演化常會問的問題很多都沒有解答的,例如「藍腳鰹鳥的異性為什麼喜歡藍的?」這類問題。
  • 當學生難以論述來尋求協助討論時,我發現拉馬克的有時候也蠻難描述的。
  • 教學現場不用那麼多骰子,可印出、裁減、信封裝袋,讓學生抽出各一張,貼在筆記本做描述即可。以下是幾個學生的例子:
    生物、部位、災難、變化裝入信封袋
  • 用社會行為來論述
    以移動部位來描述變化
    以骨骼強度進而影響生殖率來決定生存與否
  • 可減少骰子面:不用那麼多種,典型生物類別代表、重要部位即可。
  • 去掉變化的骰子:讓學生描述更合理化,不受強制變化限制難以論述,重點著重在演化論的比較上。
  • 說明時需要更有效率一點:學生容易兩種論述太相像,再強化兩者差異的例子說明、學生明明抽到變小結果後來的結論卻變大、把達爾文論述中「有...也有....」分成兩地後來其中一地發生災難另一地安全(嚴格說來也不算錯哇,這不就是地理隔離造成種化的一種類型?怎麼去協助修正這個得在想一想呀....)
檔案在這裡:骰子檔、給學生版

2015-05-29

可以在水下看清楚的眼睛

Moken族是一群被稱為作海上吉普賽人位於泰國以及緬甸地區的原住民,
他們有一種特殊能力可以在裸視的狀態下清楚地對水中的影像聚焦,
研究人員利用紅外線影片拍攝發現Moken小孩比對於歐洲小孩在水下時有比較小的瞳孔,
A為Moken小孩,B為歐洲小孩在紅外線拍攝下(比例尺為4mm)
所以可能會有較佳的聚焦能力。

相當令人好奇的是Moken人的身體怎麼會知道自己處在水底下啊?
是因為水壓變化引發生理現象改變嗎?
如果把這樣的能力擺到大氣壓很大的狀況下是否也會發生一樣的事情呢?
那又可能有什麼行為上的意義呢?

圖片來源論文

2015-04-08

紙飛機上演化

段考結束,檢討完考卷後請學生回家預習演化課程,
剛上課會重新分組,這次分組改成以發言程度來分組,
由學生彼此認定發言頻率,大致上同學的感受和我是一致的,
會說「大致」是因同學有時會認定愛講話 = 發言踴躍,
我會補充說明是只有自然課發言的部份來看。

之前學生發言我都有記錄,實在手忙不過來就停止了這動作,
過去上杜銘章老師脊椎課的時,他會記錄各位同學的發言次數,
我覺得那樣子很好,或許該重新啟動所謂「有效」發言次數的記錄才能在換組別後凸顯出分組方式的差異是否讓同學發言率提高。
這次小組分數計算改以發言少的角色加分多,
且這比例是浮動的,端看問題種類和回答內涵程度。

結束分組,學生開始預習後的發問,
問了一些關鍵問題著實令人很開心啊,像是
「什麼時候會演化、什麼時候會退化?」
「怎麼知道這個性狀是好還是不好?」

通常學生剛預習後的問題沒法按照劇本來,
所以這階段的問與答都很片面,
像是
「什麼是演化?」我提到課本提到兩個模式,隨後會比較。
「進化都是好的嗎?」只能快速的說不習慣說進化,問他們是否記得之前講過的突變好壞應該是由環境決定。
「沒有演化生物會不會死掉?」這學生要問的包含兩個問題,她認為她自己不會演化,也覺得自己會掛掉是因為不能演化。所以我楞住了好一陣子,後來才意識到學生前面演化是什麼可能是要下演化的定義為何,我才又接著問了變態、青春期前後是否算一種演化?後來我發現我沒有解決原本這位學生的問題。
「無性生殖的生物會演化嗎?」也是提到的前面的突變來暫時收尾。

接下來利用紙飛機作為比較拉馬克和達爾文演化模式的活動:
1.一人發一張便條紙或A4廢紙裁切,廢紙裁切比較好,紙的大小磅數不同作為個體差異來源
2.任意摺紙飛機,也是個體差異來源。通常每班學生都有「我不會折」的例子,只要請他模仿同學就好。

  • 給予情境來篩選飛機:折了一隻紅色飛機代表雌蛾,訴說放出費洛蒙吸引能各位手中的雄蛾
  • 丟入紙筒,能最直接雌蛾
  • 移動的紙筒,能追到移動的雌蛾
  • 能卡在吊扇,具有隱匿能力
  • 能轉向,躲過鳥類攻擊
3.一次要成功不容易,挑最接近達成目標的,請同學把飛機撿回,全班模仿該成功者再折一次飛機,視為大量繁殖
4.完成飛機後再給不同情境請同學再丟擲。
5.比較兩代通過考驗的機型、討論下一代可能的飛機形式,以及教師先給情境跟後給情境的差異。
6.將「先給情境」引導至拉馬克為有目的改變,「後給情境」引導至達爾文環境篩選(其實進行第二代製作時,學生有既定以為情境不變而作改良的動作,拉馬克先給情境的狀況也可以不用另外作,直接以問答討論方式進行即可)

2013-12-19

演化課程、喇叭教學實作:八代市立千丁中学校(熊本県 第50回 授業研究大会)

10/29 上午參訪行程是進行教學觀摩呈現,一開始的開幕邀請到教育局內以及學區內重要的長官們講話,參與前,如章教授告訴我們這種大型的授夜研究大會舉辦時會有很多老師來參訪,如果進到會場有資料可以拿的要手腳快一點,因為數量有限,不是每個人都能拿到。
相當正式的開場,這一切都是由教師們自行編撰的題本收入作為活動的經費來源

果真在到會場之後,剛進到他們會場時就有三間書商擺攤子出來,我們的台灣代表一擁而上,拿好了好多資料的感覺,當中其實有的只是一些海報,有的是一些書籍,當然書籍是不能拿走的,只有薄薄的資料冊是可以帶走的,當局還有幫我們準備來自臺灣的代表名牌,以及會場內安排的鐵椅後面都有貼,還是在最前方的位置,有種被隆重看待的感受。

長官們講話之後,我們要觀察四堂課,化學、物理、生物和地科都有。
我負責的是生物還有物理的部份。

生物課程

本堂課所上的是演化,所使用的材料是脊索動物前肢的骨骼標本,動物有兔子、蝙蝠、鯨魚、鳥、海龜和人。

活動展開前教師使用圖片要學生比較猩猩和人類在骨骼上的差異為何,
不知是否老師很正的關係,學生回答問題氣氛超熱烈啊
開放式的問答最後聚焦在前肢的部份,前肢的異同讓學生比較之後展開活動,組別總共有三大組,三大組之中又分為九組,組合是3,2,4,因為所有的骨骼全部都集中在教室中央前半部,所以第二大組只有兩小組。
教師開始讓學生觀察前發放所有動物前肢骨骼的照片,然後再依序讓學生以大組為單位來到教室中央觀察。
表情也太期待了一點
提供所有素材給學生
在學習單的課題上只問兩個課題,
一、動物前肢骨骼比較,共通點有哪些?
二、生物們演化所導致的原因有哪些?

在第一個課題當中,預想學生的答案有手的關節、前臂有兩根、指頭有五個、骨骼越來越細、骨骼的數量很相似、彎曲方向等等。

在學生討論完後,讓學生有發表的機會,然後再把這些回答聚焦在前臂上,藉由前臂很相似這一點來問到第二的問題,問到為什麼會有這樣的演化,學生在進行第二個問題的探討,把小組討論的答案寫在小白板上,每個學生先在自己的學習單上撰寫3分鐘,然後再小組討論7分鐘。教師把重點focus在環境改變上。

學生的表現則有種和種的交配、大的吃掉小的、捕食方式的改變、食物和運動方式的改變、環境的改變如火山噴發,某些組別集中在生殖行為上,如何解釋可能是表達時比較難的,

學生呈現出白板後,教師相當快速的在各組的白板上面用紅筆畫出學生需要補充說明的重點所在,然後他就請各組就紅筆底線的部份做補充說明。
教師用紅筆快速提點出學生需要說明部份來點出教學方向
忽略掉可能錯誤的,而不是嚴厲指正「錯誤」
得到結論後教師在黑板上寫出演化的歷程可能包含了哪些步驟來帶出達爾文演化的模式,但過程當中應該只是著重在骨骼證據帶來的事實,至於如何競爭、生存應當是下節課才會呈現。

教師在利用螢幕上的生物呈現出喜瑪拉雅兔毛色的變化、孔雀和鴛鴦性擇的照片、食蟻獸明顯的吻部讓學生口頭表達為什麼會有這樣的改變,還有一些有毒生物如蜂、箭毒蛙等。

有演化支序圖的出現。

評鑑的部份皆分為兩階層,只要學生有回答出問題的答案就有基本的B的成績,如果有針對答案說出更加詳盡的理由,則可以得到A。

物理課程

物理課教學的是電與磁,老師利用拆解的喇叭作為開頭,讓學生猜測裡面的構造為何作為課程的開端,拆開後裡頭有線圈、磁鐵,於是教師利用ipod接音訊出來,將音訊接到線圈兩端,此一線圈黏在一塑膠瓦楞板上,然後把塑膠瓦楞板貼在黑板上,打開音訊,沒有聲音。
教師隨後又把一塊大磁鐵貼上黑板上的瓦楞板,忽近忽離,靠近時有聲音,遠離時沒聲音,他要學生利用手邊的模擬工具:包含了假的線圈和黑色磁鐵進行模擬在各組的小白板上畫出為何會有聲音。


學生需要解決的兩個問題:
一、解釋為何會有聲音,聲音的來源視線圈的震動還是磁鐵的震動?
二、請實作出喇叭,並證明導線出來的電流為交流電

在第一個問題當中,學生利用老師給的白板作圖,畫出了電流從何而來,並且到講台前方利用模擬的線圈和磁鐵說明力量如何產生,學生討論過程可以看出有學生以手勢比出電流、磁場與力量的手勢,所以有某些組別學生有寫道線圈的N和S極,有互斥或吸引的現象,學生應當在這裡可以發現視線圈在震動而不是磁石。

第二個問題當中,請學生實作時,使用兩個塑膠免洗杯,兩個套在一起,外面那一個上端有線圈,裡面那一個則是磁石,學生在打開音源後,可以利用杯子的靠近或遠離感受聲音的大小變化,因而證實是線圈的因素。

在證明是交流電的部份則是利用檢流計以及LED燈,LED燈則使用並聯但是+-反接,然後再接到音源線上,利用交流電正負正負變化的交替可以看出LED燈會交替閃動,為了觀察交替閃動現象,老師和學生說可以甩動,可能會比較明顯。使用檢流計(µA)則是可以看到指針左右搖晃的狀況,在選擇檢驗材料時不是每一組都有檢流器和LED燈,

因為安排時間的關係,無法參與下午的課後討論著實可惜。

最後給學生報告時間不足,課程有點太趕,可能主要是第一個課題學生花了太久的時間,而老師沒有適時給予相關的提示,這也是在進行小組活動時我的疑慮:「教師要提示到什麼地步?」
如果分組進行活動有些學生動作比較快的,是否就應該協助其他組跟上他們的腳步?
我想答案應該是肯定的,畢竟這就是學習的意義和目的,而不是要「分出高下」,自然就不會有「老師怎麼可以給他們那麼多提示」等學生以為「不公平」的想法產生,一直以來進行小組活動時習慣給予學生分數來分出高低,並認為這樣可以促進稍微落後的同學有一點想要奮發的動機在,但卻會使整體學習少了點更多組和組之間互相學習前進的機會,因此所謂分出高下,可能一點都變得不重要,但並不是代表不能這樣操作,或許在進行學生搶答引起動機的時候還是可以參雜著使用。而每次只丟兩個課題讓學生「完全」地解決問題,並且並且教師能更在過程當中製造出學生的奮發動機,在兩個課題之間要能夠構築出一道高潮的橋,將會是成為精采課程中的一個關鍵。
如何評鑑出學生表現,並且鼓勵大家都可以達到目標,

傍晚,如章老師告訴我們他有拿到一份熊本縣中學校教育研究會資金運作的狀況,我拍了幾張照片下來,內容大概是指出像這樣子的授業研究大會預算不是由政府支應,而是由會內自行營運的結果,而當中收入一個很大的來源就是他們縣內教師自行編撰的理科問題集,這種經由教師自行編撰問題集並將收入來源當做教師精進研修的方式很值得學習。

陳涌講評
教學設備好用,白板好用、電子秤是否能每組都一件。

回國後我就買了好幾個便宜的電子秤,希望秤取藥品時不要再排隊很遙遠。

2012-05-19

掠食者和獵物的關係

我記得以前生態學實驗搞死了,
尤其是第二部分,豆豆算很久,
為了給國中生用,簡化步驟和計算過程。

活動分為兩堂課,
第一節課利用亂數表進行捕食策略模擬,
第二節課進行環境發生改變時,獵物存活率和掠食者適應環境模擬。
步驟可參考台灣師大生態學實驗講義或阿簡學長的用亂數表玩捕食者與被捕食者的活動。
教師將相關計算函式打在Excel上,利用圖表教導學生看圖說故事。

學生準備(一)鉛筆畫記和紅筆做終止符號以及驗算誤差、(二)一個小罐子。
教師需準備(一)講義、亂數表(二)花豆、黃豆、綠豆、湯匙、叉子、鑷子、綠色腳踏墊用以模擬環境改變。

第一節課,學生辛苦的地方是驗算誤差,
為了控制時間,原本四個小實驗可精簡為:

  1. 個人單打:同樣測三次,目的是使學生熟練。
    • 挑各組單一成績最高者提報數據,教師講解熟練過程當中攝食數增加、誤差降低的過程。
    • 或者登記全組數據,以excel計算平均,提供全班各組成績資料,作為後續預測資訊。
  2. 食用數量差異,只測一次,進行前讓各組學生預測誰會吃最多,有猜只吃一個的,也有猜吃最多個的,也有根據實驗一結果猜測的,請他們寫下來,後待結果出來比較。
  3. 只測一次,請學生使用鉛筆劃記,並且提醒學生要誠實作註記,求真求實是模擬實驗的要素。並於開始前同樣請學生預測。
  4. 第四部分直接利用實驗三結果即可,可於實驗三開始前說明,學生進行實驗三後一併將實驗四的能量數據輸入。當然也是請學生事先預測誰的能量最多。
下為學習單範例及上課說明PPT:

Predator & Prey PPT
第二節課的部份使用花豆、黃豆、綠豆作為獵物,湯匙、叉子、鑷子模擬掠食者,
為快速課程進行,花豆、黃豆、綠豆準備各100顆,湯匙、叉子、鑷子先為2把。

進行步驟如下:
  1. 請學生各計算100顆,混合,平均分攤在30 cm 平方綠色平面踏墊。
  2. 預設六位學生一組,每人扮演一種掠食者,共三種。注意湯匙不要使用太大,會將豆子全部掃光。計時一分鐘(可縮短到30秒,因為學生都吃很快,可憐的花豆甚至黃豆都沒有F2的機會就絕種了)請學生利用手邊工具將豆子舀起放入杯子(不可以杯子靠近撥入),當獵物滾出去綠踏墊時不得捕捉,需以手將之抓回才能行捕捉,外圍為獵物安全遮蔽區。
  3. 分別計算個掠食者吃的各獵物數量。
    第1次
    花豆
    黃豆
    綠豆
    湯匙
    53
    49
    34
    叉子
    22
    24
    24
    鑷子
    16
    10
    19
  4. 依照所剩獵物比例補回總量300顆豆子,計算分配獵物應增殖數量。若第一回合結束花豆剩下10顆、黃豆20顆、綠豆30顆,則花豆需補充為(10/(10+20+30))×300,此時請學生將原有豆子加入,只要額外補入差額就好,不用重算。
    若有豆子滅絕,則下一代將該豆完全除去。
  5. 掠食者亦為依攝食數量比例調整。
  6. 只進行三次,F1→F2、F2→F3使用腳踏墊光滑面,而F2→F3使用刺刺的那面,模擬環境改變。
以下為實驗結果,最後引導學生判讀曲線變化,討論環境變化以及生物適應情形。
掠食者-演化關係
以上可在兩節課內結束。


2012-04-08

化石大發現 經驗版


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。
  2. 分好紙袋
  3. 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。
  4. 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。

2009-03-31

Darwin's game

演化的遊戲

蠻有趣的小遊戲,
主要是要讓遊戲的該種生物存活一百萬年,
一開始有個體差異:可選擇三種性狀搭配,主要有八種性狀可以改變,
畫面接下來會大量繁殖
然後是會隨機出現抉擇的事件,
有掠食者的出現、需要身長比較高的食物來源、隕石、天氣太冷、或太熱
有兩次隨時喊暫停的機會以突變改變性狀,

你成功了嗎?