Transcript 數量 - 和美國中主題數位網

如何做生物科展
和美國中
生物教師 溫家男
2011/10/27
1
科展--就是科學實驗
生物科展—就是生物實驗
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2
科學實驗的方法為何?
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3
研究生物的方法







觀察
尋找主題
觀察
決定主題
觀察
提出問題
觀察










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假說
觀察
實驗
觀察
資料分析
觀察
結果
觀察
結論
……….
4
你想研究什麼主題~~
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5
主題--觀察的對象


適合的主題：
身邊常見、數量多、唾手可得
你卻不熟悉的生物
不適合的主題：
身邊不常見（招潮蟹）、
太熟悉（大肚魚、螞蟻）、
哺乳類、外來種
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6
你觀察到什麼~~
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7
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8
觀察的態度~~
積極認識新朋友
開放心胸：充滿好奇，想要知
道他們，跟他們做朋友的心！
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觀察要做的事



看！聽！聞！摸！比較！
多看！多聽！多聞！多摸！多比較！
一直看！一直聽！一直聞！一直摸！一直
比較
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10
觀察時要博大要精深


全面性：
越仔細、越多方面越好，
要看到別人忽略的部分
深入性：
針對特別的問題做深入的觀察
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11

沒有“不重要”的觀察：
任何不起眼的觀察都可能發展成重要
的研究問題

沒有“本來就是這樣”的觀察：
再普通的觀察都很重要
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觀察的重要性
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
所有的科學成就都來自觀察!

從觀察中發現問題，進而設法解
決問題這就是科學！
13
觀察的工具


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五官的觀察---聽鳥叫蟲鳴;聞花
香草味;嚐果實的酸甜苦辣;摸石
頭的滑嫩粗細…
使用儀器的觀察---顯微鏡,尺,天
平…
14
量化-以數值表示觀察的結果

定性與定量--這支粉筆很長－－定性
這支粉筆約10公分長：表示出粉筆長度的
大小－－定量
「大象可以長到很大,活到很老」這是定量觀察嗎?
試著用「數量」來表示這個觀察結果!
科學觀察要儘可能做到量化！
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紀錄的方法




文字
照片、影片
手繪圖
表格
記錄要力求完整、正確、有效、清晰、量化！
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仰泳蟲的照片紀錄
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仰泳蟲的定性觀察








※仰泳蟲的外觀：
※仰泳蟲的行為：
一、用尾端換氣
二、嘴巴勾勾的
三、停在水中，靠近頭的兩隻腳會動
………
六、無法持續游泳
七有些蟲換氣尾端只停一下，有些只停1－2秒
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仰泳蟲的量化觀察－初步
仰泳蟲的換氣時間：統計三次平均值約182秒
仰泳蟲體長約0.5cm
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仰泳蟲的量化觀察




換氣間隔時間
1、取出七隻仰泳蟲。
2、個別放入七個有水的寶特瓶內。
3、以肉眼觀察仰泳蟲換氣完一次到下一次
要換氣所需的時間，每隻觀察五次，紀錄
下來並取平均值。
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仰泳蟲的換氣間隔時間
編號
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
平均
標準差
A
172
198
218
190
223
200
20.9
B
135
210
197
206
152
180
34.2
C
200
205
196
174
159
187
15.9
D
158
176
201
149
235
184
34.8
E
223
209
157
189
229
201
29.2
F
177
142
152
130
208
162
31.1
G
166
175
214
224
188
193
24.9
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仰泳蟲最終報告






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觀察仰泳蟲的行為
觀察仰泳蟲的外觀構造
觀察仰泳蟲的換氣間隔時間
觀察仰泳蟲在不同溫度下的換氣間隔時
間
觀察仰泳蟲在不同生活環境下的換氣間
隔時間
觀察仰泳蟲是否能離水
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七里香的觀察

學校大門口的花圃，有一排.....「綠色圍
籬」，.....發現植物已經長出果實，有些
還成熟變成了紅色。我們好奇的拔了一顆
下來，並且把它剝開，突然覺得手黏黏的，
黏液
原來果實裡竟然有
。........於是
我們想進一步針對七里香進行研究。
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七里香的照片紀錄
數位相機免耗材，所以請盡可能的拍攝，不怕多，只怕不夠
任何角度、任何細節都不放過，同個角度多拍幾張
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七里香果實的長度、寬度、顏色、種子
的寬度和黏液的關係


取14顆長度、寬度、顏色、種子個數均
不同的七里香果實，分別測量它們的長
度、寬度、顏色、種子的個數並且觀察
是否具有黏液。
分析長度、寬度、顏色、種子個數與黏
液的關係。
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七里香果實的長度、寬度、顏色、種子
的寬度和黏液
編號
長度（cm）
寬度
顏色
格子
種子（個）
黏液有無
黏液的位置
A
0.81
0.55
綠
2
1
有
種子旁的裂縫裡
B
0.89
0.65
綠
2
1
有
種子旁的裂縫裡
C
0.95
0.99
綠
3
2
有
兩顆種子之間的裂縫
裡
D
1.01
0.82
綠
3
2
有
兩顆種子之間的裂縫
裡
E
1.03
0.72
綠
2
1
有
種子旁的裂縫裡
F
1.14
1.11
紅
2
2
無
無
G
1.25
0.85
紅
1
1
無
無
H
1.25
1.93
紅
2
1
無
無
I
1.29
1.09
紅
1
1
無
無
J
1.37
0.97
紅
1
1
無
無
K
1.25
1.11
綠
3
3
無
無
L
1.26
0.91
綠
2
1
有（較少）
種子旁的裂縫裡
M
1.26
0.83
綠
1
1
有（較少）
種子旁的裂縫裡
N
1.39
1.12
綠
2
2
無
無
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七里香最終報告




一、了解七里香葉片油點數量與光照的關
係。
二、了解七里香果實的長度、寬度、顏色、
種子的個數與黏液的關係。
三、了解黏液的成分與性質。
四、了解黏液的功能。
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36
紫背草冠毛照片紀錄
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37
紫背草冠毛的量化觀察

一朵紫背草與黃鵪菜的花所產生的瘦果數
目、每個瘦果上所含的冠毛數量、冠毛的
長度與冠毛的重量。
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38
紫背草的觀察

紫背草及黃鵪菜，這兩種植物皆具有協助
冠毛
種子傳播的
，於是我們針對紫背草
及黃鵪菜的冠毛進行一系列的研究
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39
紫背草的量化觀察－初步




取了十五個成熟的瘦果，瘦果最長的有2㎜，
最短的只有1㎜，
平均每個瘦果為1.38666……㎜，約1.4㎜。
取了十五個成熟的瘦果，冠毛最多21個，
最少只有0個，
平均每個瘦果有6.8個冠毛，約6~7
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紫背草冠毛數量的觀察結果
瘦果
編號
冠毛
數量
瘦果
編號
冠毛
數量
瘦果
編號
冠毛
數量
瘦果
編號
冠毛
數量
瘦果
編號
冠毛
數量
瘦果
編號
冠毛
數量
1
25
11
19
21
19
31
13
41
15
51
18
2
17
12
20
22
11
32
19
42
20
52
17
3
29
13
19
23
17
33
18
43
17
53
13
4
22
14
23
24
16
34
21
44
21
54
16
5
24
15
19
25
21
35
17
45
22
55
14
6
18
16
25
26
18
36
16
46
17
56
22
7
22
17
22
27
15
37
15
47
14
57
17
8
25
18
19
28
21
38
16
48
22
58
19
9
16
19
16
29
24
39
16
49
26
59
20
10
21
20
15
30
15
40
20
50
15
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41
不同冠毛數量的紫背草瘦果在高度
50公分落下所需的時間
冠毛
數量
第一次
第二次
第三次
第四次
第五次
平均
標準差
0
0.57
0.57
0.54
0.42
0.46
0.512
0.068
5
0.51
0.41
0.61
0.55
0.52
0.52
0.073
10
0.79
0.71
0.7
0.81
0.77
0.756
0.049
15
1.11
0.84
0.68
0.59
0.7
0.784
0.203
20
1.13
1
0.99
0.95
0.96
1.006
0.072
25
1
1.09
0.83
0.97
0.97
0.972
0.093
2011/10/27
42
紫背草最終報告



一、了解一朵紫背草的花產生多少瘦果？
瘦果又分別具有多少冠毛？冠毛的長度與
重量為何？
二、了解紫背草與黃鵪菜瘦果上的冠毛數
量是否影響瘦果飄落時間。
三、了解紫背草與黃鵪菜冠毛數量與瘦果
被風吹所移動的距離的關係。
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43
實例與練習
2011/10/27
44
2011/10/27
45
構樹的觀察

我們不小心弄斷它的枝條，發現流出白色
的乳汁，將乳汁蒐集，一天後居然發現它
變了色，因此引發我們研究的好奇心，並
且以另外一種教室旁汁液也會變色的植物
──血桐，作為比較，希望藉此了解影響
構樹和血桐汁液變色的因素，甚至推測出
它們變色的機制。
？
2011/10/27
46
量化觀察


構樹乳汁是切斷樹枝流出後才變色，因此
以有蓋無蓋作操縱變因，進行實驗。
有蓋子的乳汁，經過9分後變淺褐色；無蓋
子的乳汁，經過8分後變褐色
2011/10/27
47
2011/10/27
48
紋翅果實蠅

去年科展，我們以「種子的降落傘～紫背
草與黃鵪菜之冠毛研究」為題，發現，在
一堆白白的紫背草中冠毛及瘦果中，有一
隻乳黃色的蟲，用鑷子將牠夾出來，仔細
用放大鏡觀察，發現牠會吃瘦果，並且來
回蠕動，但不久後幼蟲卻死亡了。牠這麼
依賴紫背草嗎？紫背草對幼蟲而言這麼重
要呢？幼蟲有特殊的生存策略嗎？
？
2011/10/27
49
量化觀察


了解紋翅果實蠅幼蟲化蛹前蟲會吃掉幾顆
瘦果？
了解紋翅果實蠅溫度和水分是否會影響幼
蟲離開紫背草後的生存時間？
2011/10/27
50
？
2011/10/27
51
量化觀察
了解三葉酢漿草與四葉酢漿草有何異同？
主脈長度
葉柄長度
氣孔數目
 了解不同月份四葉酢漿草出現的機率。

2011/10/27
52
2011/10/27
53
橡皮筋

家裡有橡皮筋，大概沒有人會覺得意外。
但去年六月，我注意到桌子上的橡皮筋：
「咦！怎麼顏色變白了？」
？
2011/10/27
54
量化觀察



橡皮筋的伸長量
彈射能力
負重能力及遲滯現象為何
2011/10/27
55
2011/10/27
56
銅錢草

教室前的盆栽，每一盆都種在土壤裡，唯
獨它～銅錢草是種在水中，而且繁殖力驚
人，每隔一段時間，整個盆子就長滿了銅
錢草。銅錢草是一種莖細長，匍匐地面生
長的多年生草本植物。生物課上到無性生
殖當老師提到草莓利用匍匐莖繁殖時，我
的腦裡面立刻浮現銅錢草，對啊！銅錢草
也是利用匍匐莖繁殖後代的，這引發了我
們研究銅錢草的興趣，想了解有哪些因素
會影響銅錢草匍匐莖繁殖。
2011/10/27
？
57
了解銅錢草的生長情形。
一、芽的數目
二、葉柄長度
三、葉面直徑

2011/10/27
58
決定研究問題
瘋狂亂想
2011/10/27
59
第一步~~瘋狂亂想




請想一想，關於研究主題，你好奇什麼？
想知道什麼？
請回想你們對主題的觀察結果
請回想當初為什麼挑選這個主題
請個別思考（不要和別人討論）關於你們
主題的問題將想到的問題寫下來
2011/10/27
60
瘋狂亂想的時候






不要擔心問題不夠好
不要擔心問題會被笑
不要擔心別人可能會了
不要擔心。。。只管放鬆心情。。。一直
想。。想到什麼就寫下什麼？
任何不起眼或好笑的問題都可能是重要的
方向
越多越好
2011/10/27
61
不適合科學研究的問題

科學不適合研究why（為什麼）的問題，因
為這類的問題通常無法進行實驗？
例如：鳥為什麼會飛？
2011/10/27
62
適合科學研究的問題

科學適合研究
what（什麼）
how（如何）
yes or no（是或不是）
的問題，這類的問題才能進行科學研究
例如：什麼構造可以協助鳥類飛行？
鳥如何飛行？
是不是有羽毛才能飛行？
2011/10/27
63
小組討論


逐題討論，並刪除問題
（保留的問題，在題目之前打o，刪除的問題打Ｘ）
刪除題目的標準例如
~不是科學問題
~無法實驗
~實驗技術太難
~錯誤的問題
~和主題沒有關係
2011/10/27
64
將問題分類


將相關的問題歸在一類
並給予這一類問題，適當的名稱
2011/10/27
65
修改問題


請將剩下的問題修改—清楚.明白
最好為”yes”或”no”的問題
2011/10/27
66
紫背草的瘋狂亂想
2011/10/27
67
範例一：紫背草

一.了解此類植物在不同環境下的狀況

三.了解此種植物的飛行因素



1-1.在不同的溫度下，是否會影響種子的飄
行?
1-2.在密閉的環境下，種子是否會飄行?
1-3.在不同的氣體中，是否會影響種子飄行?
1-4.在不同的溼度下，會影響種子的飄行嗎?
1-5.在不同的光線下，是否影響種子的飄行?

二.了解這些植物的基本資料

3-1.一定要有與絨毛狀的構造才可以飛
起來嗎？
3-2.同樣一株植物的飛行路線為何會有
差異？
3-3.有哪些因素可以影響種子傳播的速
度?
3-4.種子飛行的速度和它的形狀有關嗎?

2-1.紫背草花長什麼樣子?
2-2 紫背草是由幾朵小花而組成的呢？
2-3.每朵花或果實平均可飄出幾顆種子?
2-4.紫背草的每株小花中都有夾帶一個種子
嗎？
2-5.它可以乘風飛行是因為植物中有什麼特
殊構造嗎？
2-6.靠風力傳播種子的植物構造有共同點嗎？
2-7.這種傳播方式的植物很多嗎?
2-8.這種傳播方式成功繁殖的機率有多大?
2-9.這種植物只能靠風力來繁殖嗎?

四.了解此種植物的飛行路線

4-1.花或果實在種子飄完後，是否還留
在母株上?
4-2. 紫背草是否會在種子還沒飄完就
落地?
4-3.有哪些植物的種子昰用”飛行”來
傳播?
4-4.這類植物在空中的飛行路線為何？











2011/10/27





68
仰泳蟲的瘋狂亂想
2011/10/27
69
範例二：仰泳蟲
跟傳宗接代有關
仰泳蟲是一夫多妻還是一夫一妻?
仰泳蟲如何產卵?
仰泳蟲如何交配?
仰泳蟲會求偶嗎?如果會，以什麼方式?

跟生活習性有關
仰泳蟲為什麼會仰泳?
為什麼牠可以跟同類一起生活，也會吃同
類?
如果成蟲和幼蟲生活在一起，幼蟲會被吃
光嗎?
把仰泳蟲翻過來會怎麼樣?
仰泳蟲睡覺時的姿態?
離開水，仰泳蟲會死嗎?
水太深，仰泳蟲會死嗎?
仰泳蟲可在中生活多久?
仰泳蟲為什麼不直接在水面游泳?這樣可以
比較省時

2011/10/27

跟外型有關
仰泳蟲呈什麼色?
以哪裡注射毒液?
台灣只有一種中華大仰泳椿，
難道他比別種仰泳蟲大?
他的口氣呈吸管狀嗎?
跟攻守有關
仰泳蟲可以攻擊比他大的獵
物嗎?
仰泳蟲遇到天敵如何逃生?
仰泳蟲如何捕捉在天空中的
獵物?
70
七里香的瘋狂亂想
2011/10/27
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範例三：七里香






七里香的莖有油點嗎?
了解七里香的
了解七里香雄蕊為什麼會5高5低?
外型
什麼是奇數羽狀複葉?
為什麼葉子是互生的?
花瓣什麼是覆瓦狀稀鑷合狀排列?
了解七里香的
繁殖
由哪一種昆蟲傳播花粉?
了解七里香的繁殖七里香的葉子可以繁殖嗎?
2011/10/27
72
叮嚀
2011/10/27
73
生物科展武功心法



找到一個好主題（好對象）
進行量化觀察（好的切入點）
將量化觀察放大。。。。
2011/10/27
74




生物研究的主題與研究問題相對容易
生物科展最需要的是時間，請提早準備
植物研究需要耐心
動物研究需要勇氣
想做科展需要你主動的心！
2011/10/27
75
接下來！看你的
2011/10/27
76