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阿梅的生物圈一號韓中梅製作,以創用CC 姓名標示 3.0 台灣 授權條款釋出。
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1.讓學生在需要時能有材料自學/預習/複習
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所以請求檔案分享時請您寫個信告訴我您是誰囉~

2014年6月15日 星期日

高中生物課程中的植物教學-分享心得

終於做完這個分享啦,其實跟種子教師們分享這麼多次的經驗中,就數這一次最緊張,大概因為這次要分享的內容中有我自己很得意的部分,卻又害怕老師們覺得不值一哂啊。

這次的分享分為四個部分,
第一個部分是在高中生物課程中的植物教學中已經提到的,從一個整體生存策略的角度來看植物。
除了已經提過的

  • 植物不會動-->植物可以無限生長-->植物可以用圍堵或放棄來處理感染。
  • 植物是零汙染太陽能化工廠-->超節能運輸及控溫


還加上了

  • 植物有細胞壁,所以對死細胞的應用比動物要來得多。以人為例,我們用死細胞來執行功能的好像只有角質層,其他都是活細胞。但植物可以用死細胞來運輸(導管)、貯存(心材)、支持(心材及厚壁細胞)。開玩笑,好不容易長個細胞出來多耗能,怎麼可以隨便丟掉。
  • 植物不用排泄含氮廢物,因為植物可以利用無機氮,而動物不行,所以我們必須消耗能量排掉寶貴的氮源。(我都哀傷起來了)
  • 植物的生長是分散式風險,每一片葉子都可以獨立運作。(而且可以時時換新!)

然後我竟然忘記了(因為沒有講到世代交替啦)
植物可以視情況在同一個生長點選擇長出營養構造或生殖構造。這超令人羨慕的好嗎~~
你看,時機恰當(歌舞昇平,溫暖又營養充分)就多長幾支雞雞,多好~~

以上都是我自己的胡思亂想,胡言亂語哈哈。
但可以讓教植物好玩一點就是了。

第二個部分主要是來自於劉東啓老師的「樹木的身體語言」,只是我選擇了與高中所教的東西直接相關的部分。簡報檔案的內容因為大多照片不是我自己的,就不分享啦。
請參考阿簡的文章

如果需要參考資料可以看Trees:Their Natural History(P.A. Thomas)
主要的設計方向是希望老師們回到學校可以解讀學校的樹木,讓植物單元的教學更貼近學生。照片都可以換成各校的樹木照片,甚至可以去找校史館中的舊照片比對以前的樹木樣子。

我另外加入了導管徑的部分,這是我覺得真正應該教給學生的,而非介紹完結構名詞就結束了。不一定要教這麼多,但是看看這個名詞對植物的重要性應該比較有趣~~

簡單來說就是當導管愈粗,運輸的水量就愈大。但是當較粗的導管卻更容易遇到導管中出現氣泡的問題。

(直徑越粗,毛細現象與內聚力的連續水柱效應就越差)



(這也是植物必須要每年長出新導管的原因,因為一旦有氣泡產生,導管就不能用了啊。)

(可以給二類傾向的學生玩:H=2σ*cosθ/rρg
     其中:r-導管半徑(公尺)、ρ-液体的密度(kg/m³g-重力加速度 m/s²
              σ-液體的表面張力 (牛頓/公尺)
              θ―為彎月面與導管間夾角,導管壁親水,可視作完全溼潤,θ=0°
              常温下σ=72.8×10^-7 N/m, ρ=1,g=9.8 m/s²
     -->H=15×10^-6/r (公尺)。典型的導管半徑是2.5×10^-6m,算算看吧~~

也就是說,植物面臨了兩難的選擇,魚與熊掌、愛情與麵包不可兼得的兩難選擇啊
在情況許可(不需要擔心產生氣泡)時,當然是多做些粗導管啊,盡量多運輸些水才是。若是乾燥的情況下,就得用多根細導管來因應了。

不過天有不測風雲啊,植物又不能在一小時中長出新的導管,所以這一切都是要先風險預測的。

如果用這樣的角度來看木材中的環孔材、移行材及散孔材就會發現不一樣的策略~~
(ring porosity)
環孔材在生長季早期長了大量粗導管,這讓環孔材的樹種有比較高的導水性,卻在面對乾旱時比較容易在導管中形成氣泡(air-seeding)。
這樣的樹種在生長季早期有穩定雨量的地區就比較有優勢。


大家可以切切看校園中的樹囉~
  • 環孔材:台灣櫸、榔榆、苦楝、台灣擦樹、阿里山榆
  • 散孔材:相思樹、烏心石、楓香、樟木、九芎
  • 輻射孔材:栓皮櫟、青剛櫟、赤皮、單刺櫧。(殼斗科皆是)
  • 紋樣孔材:海桐


同樣的道理
在乾燥地區的樹種一般來說導管直徑都較細,比較可以避免氣泡的產生。
尤其是在低溫會產生結冰現象的地區尤其明顯,因為冰融交替產生氣泡的效應遠高於乾旱。

這也就是為什麼很多紅樹林明明生長在溫度相對穩定的地點,平常也不會有年輪,卻會因為週期性的鹽度上升造成脫水,使樹幹出現年輪啊




















同時紅樹林無法生長在水溫低於攝氏20度的地區也是因為相同的原因喔。



雖然我在昨天的分享中沒有提到,但是我覺得可以一併給學生的,就是我從廖達珊老師那邊偷學到的,以木質部的位置變化與水分運輸的考量,來看維管束植物的根與莖中木質部韌皮部的排列改變。


第三個部分是利用花生及玉米的觀察貫串整個高一的植物部分
作業單投影片。投影片中的照片大多是取自於屏東科技大學的黑胡桃老師喔。
這兩種植物都是日常熟悉的食物,生長又快,而且節奏剛好配合教學,以花生來說,就是開學時做發芽階段的觀察,剛好到第二次段考後可以看開花喔。
(1)花生豆莢與玉米粒的外觀觀察--果實與種子的形成
(2)花生仁-->可以觀察種子的構造,包含種皮、子葉、胚軸與胚芽都看得到喔
(3)玉米粒的切面-->可以觀察穎果(果皮與種皮),與單子葉種子的構造
(4)花生仁與玉米粒泡水2~3天後就會發胚根。
          發給學生泡水1、2、3天的種子,就可以觀察到種子發芽的過程,超好玩的。
          (不知道染碘液會不會不一樣啊)
(5)花生仁及玉米粒發根後不同天數都可以拿來作縱切-->可以觀察根縱切面
          花生根很粗很好切,還可以發成兩顆雙胞胎哩。
(6)花生仁及玉米粒發根後可以放到cd盒中培養。
         從發根時就移植到土壤起算,約三天就可以看到發支根及不定根
          可以觀察軸根、鬚根、主根支根及根毛。
(7)花生苗長大後可以看複葉、根瘤(這個要移到至少盆植才行),可以觀察睡眠運動
(8)玉米苗在長大的過程中可以觀察芽鞘的向性
        (真的超強!!也可以給學生玩達爾文的實驗喔)

第四個部分是延續木材的觀察可以順著做的樹皮活動
樹皮布與樹皮紙,還可以利用像是紅樹林植物的樹皮做植物染
樹皮布與樹皮都可以和歷史、地理、生活科技與家政結合。
而植物染還可以加個化學科囉。







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