主要是熱力學第二定律描述的現象很精確，跟我用來描述的方向是不一樣的，所以改了說法與措辭。
第二定律講的是entropy（熵），主要是用來描述一個熱力學系統中的秩序(order)及失序(disorder)的程度。是由Rudolf Clausius在1862的論文中提出的，用來度量「一個熱力學系統中狀態的改變」所帶來的能量變化。
之後，Ludwig Boltzman則把這種「狀態的改變」用氣體系統中粒子在某位置的機率來描述秩序(order)的狀態會越來越少，失序(disorder)的狀態會越來越多。
但在近代則傾向用來描述系統中能量形式的轉變，也就是一個系統有多接近平衡的狀態。簡單來說就是「可以用來做功的能量」會越來越少的現象。
就第二定律所預測的是，一個熱力學系統若達到「內部最大失序」，那麼就是在「平衡」狀態。反過來說，若未達到「最大失序」，那就尚未達平衡。
外加的擾動就有可能使系統變得「比較有秩序」。但因為entropy可以被創造，但不會消失，所以系統內降低的entropy就會使系統外（環境中）的entropy上升。
冰箱的冷卻作用就是把內部比較不能做功的能量（熱）排到外面。
生物體也是一個非常有秩序的狀態，所以必然需要外加的能量才有可能持續存在。而生物的存在也使得周圍的entropy增加了。
在下面的文章中，我並沒有要用到如此精確的定義，也就是下面的引導中，其實並沒有在嚴謹的討論「熱力學」。
用的是
一個系統若達到「內部最大失序」，那麼就是在「平衡」狀態。反過來說，若未達到「最大失序」，那就尚未達平衡。
講實在的，其實這個要說是熱力學第二定律，還真的根本就不是。
但要說不是，好像還有那麼一點道理。
不論如何，「秩序的狀態需要能量才能維持」是真的可以讓學生有一致的原則可以使用。
也許可以這麼說吧，我們用熱力學第二定律的世界觀好了。
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這學期做了很多看不到的事情。教案也是。
比如說第一章細胞好了，我的學習單是一模一樣的，但教法可以說是完全不同。
所以這篇紀錄，會有教法的部分還有內容的部分，應該有點雜吧。
其中一個對我來說最大的突破是終於能用熱力學第二定律的世界觀貫串整章。
過去我無法讓他們輕易理解的部分，在這樣的修改下，稍稍協助同學較有概念。
第二定律講的是亂度，雖然是熱力學，但其中描述的現象很好用，我大概從三年前開始用這個的現象來讓同學可以比較能在一些跟代謝有關的部分有個規則可循，但沒想到如何與其它串聯。
我的物理化學都不太好，所以沒有要講仔細的意思，主要是用第二定律的如何看待一個系統的方向而已。
用的概念是「任何系統在不受其他干擾（外加能量）的情形下，都會趨向於最大亂度」這個亂度還用不到entropy的定義。只是要導出「有秩序的狀態需要能量才能維持」
我一直都會用的是「房間在不刻意整理的情形下會越來越亂，要讓亂度減小，就要外加能量」這種這麼不熱力學但是可以理解秩序需要能量維持的生活經驗做起頭。
（在一群生物老師的聚會中，聽到生物老師們認為第二定律講的是微觀系統，憂心這樣的比喻會讓學生有迷思概念，讓物理及化學老師困擾。不過我問過物理及化學老師“們”，似乎他們也可能會用這樣的例子做開頭）
（我還很沒腦的用「兩個人分手是比較自然的狀態，在一起比較違反第二定律，所以要很多能量及約束才會成真。比如鑽戒與法律」哈哈，根本不物質科學，但學生記得比較牢啦）
下面是分幾個部分來逐步記錄（免得我忘記）
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第一節是生命現象。
其實這一節課的一開始講的是塑身。
講的是運用生命現象來塑身。（我用以前我72公斤就超有說服力的）（大家要看照片嗎）
主要是用高間歇有氧＋核心運動來讓身體「感應」需要「生長」更多肌肉量，所以促進「代謝」把更多的養分合成肌肉量
（然後就會「生殖」成功啦）
因為同樣重量的肌肉比脂肪細胞的體積小很多，而且可以消耗更多熱量，所以增加肌肉量是最好的塑身方法。
然後因為要有足夠的養份長肌肉，所以可以一直吃。
只要多吃蛋白質減少澱粉攝取量就好，而且千萬不能讓自己餓，因為一餓，身體會「感應」有能量危機，然後調整「代謝」，在一有多餘材料與能量時，就「生長」出許多脂肪細胞了。這也是少吃多動容易復胖的原因（還是用我自己也超有說服力的）
所以推薦的是
每天用高間歇做一組全身性核心運動＋看想瘦哪裡就做哪裡的局部運動
全身性的有
1.七分鐘運動
2.還有You Are Your Own Gym
局部的有
馬甲線
瘦手臂還有結實胸部
但是一定要充分伸展熱身還有補充足夠的營養喔
我都練得出第一條腹肌線，那就大家都練得起來
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接下來我在黑板上已經寫好板書，但一開始就簡單講過去而已。
重點在「代謝是一大堆化學反應，而我們就靠這一大堆化學反應把食物中的化學分子拆解再組裝成我們」而已。
另一個重點在這個過程中需要監測很多變化，即時作出反應。所以體內體外的變化都要隨持掌握，就是感應。把過去他們學過的東西拉進來而已。
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主要的時間花在讓學生能用熱力學第二定律所帶來的觀點（秩序需要有能量才能維持）來看待我們接下來會看到的一些現象與能量的關係。
1.我在另一塊白板上寫下「沒有外加能量時，系統會趨向沒有秩序」
（我這次就忘記了orz，所以學生後來有點忘記內容。但描述的現象還是記得的）
（我要來用ＰＰ板做成大卡，因為後面會一直用到）
2.不過學生對於秩序與失序還是沒概念（其實我也沒什麼概念哈哈）
所以第一步就是讓他們自己判斷哪個框框比較「失序」（還是可以用房間中的物品來引導）
3.根據「沒有外加能量時，系統會趨向沒有秩序」，請學生推測應該是左邊的狀態會變成右邊，還是右邊的狀態會變成左邊。
4.接下來問學生如果用「集中」與「分散」來描述的話，哪個是「集中」，哪個是「分散」
因為我最終會需要「集中」與「分散」的描述，所以也放進來。
這時候把「沒有外加能量時，系統會趨向沒有秩序」變形為「沒有外加能量時，系統會由集中趨向分散」
5.接下來要把能量的概念放進去
用（一顆真的）球在高處跟低處的穩定性來把「系統在高能狀態比較不穩定，低能狀態比較穩定」的概念連起來
6.系統從能量高的狀態變成能量低的狀態時，「能量」跑去哪裡了呢～
（只要等待，學生應該可以有能量放出來的答案。記得再回到球由高處落到低處的位能變少，但能量不滅，去哪裡了）
（突然想到可以用錢包裡的錢多變成錢少來問）
所以就變形成「當系統由集中變成分散時，會比較穩定，會有能量放出來」了。
（口語上這樣說啦）
這時候再回到黑板，看異化與同化，還有生長，就有工具可以輕鬆預測其中的能量關係。
這也是我們為什麼一直需要從食物中獲得能量的原因，沒有外加的能量，生命是不可能用這麼有秩序的狀態存在啊。
最後讓學生分組討論完成作業單。
上面的課程只需要用到半節課，剩下半節課是用來跟各組討論他們的答案的。
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在細胞結構的部分，我分成兩節課，一節課主要在講跟蛋白質合成有關的
1.首先讓學生分組畫「一個」細胞，盡量把知道的構造都畫上去。
這個過程可以看到很多學生已經知道什麼，也可以發現先備知識的差異有多大！
（有的只簡單畫出細胞核細胞膜和粒線體，但有的學生可以畫出很多）
（有的組會畫出他們認為是一個細胞但其實是兩個細胞）
然後用黑板板書說明
a.八大類蛋白質決定細胞所有事情
b.蛋白質是由胺基酸連接而成（順便介紹胺基酸結構與肽鍵，也可以晚一點再講肽鍵）
c.用哪些胺基酸連接是由基因決定的
d.細胞中有一個構造負責解讀基因訊息，找到正確的胺基酸組合
e.胺基酸連成鏈後還需要摺疊、剪接與加工。分別在細胞的三個構造完成。
f.用投影片讓學生看看這些過程與構造的圖。
最後才講這些構造的名稱。
然後請學生對照板書及課本完成講義上的表格（有關細胞核與蛋白質的部分）。
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細胞結構的第二節課就是用投影片講跟能量有關還有跟細胞骨架有關的部分。
投影片中有胞器及囊泡移動時，骨架扮演的角色，學生一看就印象深刻，完全不用講。只要多講個細胞分裂時，染色移動也是在骨架做成的軌道上就好了
最後就是完成講義上表格的其他部分。
加上一個塗色（跟蛋白質有關的塗藍色，跟能量有關的塗紅色，而且標註構造名稱）
一樣在這邊的課程說明只有半節課，剩下半節課是在各組之間巡迴，跟同學討論他們的疑惑。
在這邊就順便請學生根據課本把細胞膜的構造也標註好就好。
磷脂的部分就下節課再說。
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組成細胞的分子
因為蛋白質已經講過了，所以只要請學生根據板書（就是前兩節的板書，一直會留到整個章結束）完成講義上蛋白質的部分。
然後讓學生算算各種食物中的蛋白質是多還是少（只是要訓練他們記得蛋白質很重要）
（牛腩飯很不錯噢）（無糖豆漿、起司和茶葉蛋是很優質的下午茶伙伴～）
我把大多的時間放在核酸。因為過去的經驗是同學對核酸的疑惑是很難解的。（名詞實在太像了啊）
先用投影片說明（實際用的時候我跳過幾張投影片，是用下面的順序）
1.染色體與DNA的關係
2.DNA由很多小單位構成，然後是雙股螺旋形（「雙股螺旋」名詞先不講）
3.DNA的小單位稱為核苷酸。在這邊問同學下面這兩句話哪句話是對的
（畫面停在雙股螺旋）
「DNA由核苷酸構成」還是「核苷酸由DNA構成」
4.核苷酸的基本構造（核糖vs.去氧核糖）
5.跟同學說細胞中有另一種分子叫RNA，功能是協助DNA工作（做出正確的蛋白質）
6.RNA和DNA很像，也是核苷酸連結而成的（投影片的最後一張）
7.介紹RNA的四種核苷酸。
9.然後讓學生比較上下兩行的五碳糖有什麼不同
（這裡很有趣，只要看回答，就知道學生是不是有聽懂。
有聽懂得會說DNA的少一個氧。
完全沒聽得懂的會說有些比較大，有些比較小。很有檢測性）
有聽懂得會說DNA的少一個氧。
完全沒聽得懂的會說有些比較大，有些比較小。很有檢測性）
（我明年要把五角形調整成一樣大）
10.最後的重頭戲來了，學得比較快的會很快就完成，這時候就要下個挑戰了。
在表格下方有一行「八種核苷酸一共有幾種含氮鹽基」
重點在每組中會有不同的答案，最後各組間的答案也會有不同。
絕對不要跟他們說正確答案，請他們去別組問問。
醣類與脂質我只有簡單用口頭帶著同學把講義上的完成就好。
最後可以問問學生，這些都是由數個小分子結合形成的大分子，所以根據「當系統由集中變成分散時，會比較穩定，會有能量放出來」，形成時，是需要加入能量還是要放出能量。
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接著我就上ATP了，因為剛好接著RNA的核苷酸。
今年多安排了個接點（差點想不起來這一步），主要是要引入「化學能」的概念
1.先問同學還記得呼吸作用嗎
通常大家都說記得，但你真的問化學式會有很多人講的是光合作用，很可愛。
不過大家都記得跟葡萄糖有關。
2.問學生葡萄糖是材料還是產物，通常學生會想起來是材料。
3.再問化學式大概可以有「葡萄糖＋氧氣-->水＋二氧化碳」的答案
光合作用和呼吸作用的化學式都寫在白板上
4.如果問這個化學式缺什麼，大概可以有人說出產物（或是材料）中應該還有「能量」
因為在呼吸作用的系統中，碳是由集中（有秩序）變成分散（失序），根據「當系統由集中變成分散時，會比較穩定，會有能量放出來」應該會放能
5.可以接下來問那能量是什麼形式呢？
通常學生會回答熱能（我想是因為食物的能量是用「熱量」計算）
如果一下子沒有熱能的答案，可以先問在以前理化課學過的能量形式有哪些。
大概都會有熱能電能位能動能核能等等答案，但是就是不會有化學能。因為學生沒學過這個名詞。
再問學生覺得呼吸作用產物中的能量最可能是哪種形式，答案大概會只剩下熱能（可能還有動能）
6.接下來算如果一莫耳葡萄糖686kcal都換成熱能會讓人體體溫上升多少
7.所以不可能全部用熱能啦（這邊有欺騙小朋友的嫌疑啦，因為沒說一莫耳葡萄糖有多少）
8.然後引入有一部分能量是以「化學能」的形式釋出，就可以正式進入ATP單元
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首先在白板上畫這個圖（黑板還留著細胞結構跟蛋白質有關的部分）
1.問學生有沒有覺得這些分子結構很眼熟
（正常應該會有點感覺跟核苷酸有點像啦，至少有印象看過類似的圖形）
（尤其是五碳糖和磷酸，在上節課才著色過）
2.說明這個分子就是RNA裡面接Ａ的那個，只是當它接兩個磷酸時就有其他功能了（能量的轉移）
3.接下來我只有用手比而已
兩坨磷酸根已經讓這個分子帶三個負電，另一坨帶兩個負電的分子團只要靠近就會被彈開。
這兩個帶負電的分子在空間中隨機運動，一靠近就彈開。
除非剛好旁邊有一股力量撞過來，而且很大力，就有可能讓這兩個帶負電的分子被撞得靠在一起。
但因為畢竟負負相斥，所以很快就又彈開了。
彈開的時候若不小心去撞到別的分子，那這股彈開的力量就轉移到下個分子了。
也就是說，如果被在左邊（記得跟圖要同一邊）被撞到，然後在右邊彈開去撞另一個分子時，就好像把能量從左邊轉移到右邊了
（以前我會用這是個儲能放能系統，就跟充電電池一樣來比喻，沒有講上面的實際過程，我以為對學生來說會比較容易理解，但今年發現，直接講過程，不要比喻，還比較容易讓學生理解）
4.接著在這個圖形前，把被撞跟彈開多比幾次，應該就沒問題了。
延伸到細胞中主要的（也是下節課要說的）放能反應是呼吸作用。
繼續把前面的「合成反應通常需要能量」拉進來，所以變成
再帶他們回顧黑板上（前兩節的內容沒擦掉啊），所以合成蛋白質需要的能量就是由ATP運送喔
5.接下來是講這個分子的名字而已，先說中文。
再說「ATP」的A表示「Ａ鹽基＋五碳糖」，Ｐ代表磷酸，Ｔ表示有三個磷酸。
大多學生可以猜到Ｔ跟3的關聯。
可以讓學生猜猜如果Ｔ是代表triple，那下面「2」個磷酸應該是什麼。
（我的重點擺在讓學生可以記得ATP有三個磷酸、ADP有兩個磷酸。）
（當然如果再加上真正的ATP、ADP名稱就更正確了）（但我不覺得重要到需要在高一講）
6.接下來請同學把白板上的圖畫在講義的圖上。
7.剩下全部的時間請他們討論看看「當放能反應增加時，ATP會變多還是變少」
跟前面一樣，重點其實在下去跟每一組的同學確認他們的想法（不是答案）。
請他們說明為什麼覺得增加或是為什麼覺得會減少（或是不變）。
把握機會引導他們進行組內的討論
（答案不一樣的話請他們問彼此，答案都一樣的話，提供它們其他組的不同答案）
已經聽懂得會知道是增加，想更多的會覺得因為ATP接著會把能量放出來所以不變。
覺得會減少的請他們去問覺得會增加或不變的。
也要請覺得會增加或不變的同學問問彼此。
千萬不要從自己的嘴巴裡講出答案或是誰是對的。
覺得會減少的同學通常也沒錯，因為他們認為題目中的「放能反應」指的是ATP水解。
剛好可以帶到放能反應一定伴隨需能反應。
覺得會減少的同學通常也沒錯，因為他們認為題目中的「放能反應」指的是ATP水解。
剛好可以帶到放能反應一定伴隨需能反應。
8.最後才能說為什麼答案可以是增加（直接影響）或是不變（最終結果）
我們的細胞的確是有需能反應增加時，才會加速放能反應，也就是就長時間來看，ATP/ADP的比值其實是會恆定的。（ATP/ADP的比值是調控糖解作用中酵素速率的關鍵）
最後，第三個磷酸根接上去形成的鍵結只是「被形容成」帶有高能量，並不是真的帶有高能量。也就是說，這個鍵結的斷裂並不會放出能量。化學課說的「鍵結斷裂需要能量，形成鍵結會放出能量」還是適用在這裡的。
ATP的分解（第二與第三個磷酸間的鍵結斷裂）是吸能。因為分解與合成這兩個詞也會在化學課出現，這樣才一致。
ATP的水解（第二與第三個磷酸間的鍵結斷裂，水參與相關反應）才是放能。因為在水中，那個鍵結的斷裂還伴隨著兩個鍵結的形成，所以淨反應是放能的。
最最後，還是回到「當系統由集中變成分散時，會比較穩定，會有能量放出來」，可以幫助學生記得，ATP是系統比較集中的狀態，所以能量比較高而且不穩定。
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呼吸作用
呼吸作用當然要用到「當系統由集中變成分散時，會比較穩定，會有能量放出來」，因為主要的三組反應最終就是碳原子從有秩序的組成變成分散，所以可以預期的是會放能。能量放出來就可以讓ATP帶著去給需要的反應用。
1.葡萄糖變成兩個丙酮酸，以碳原子的狀態來看，是「集中」變得「分散」，所以會放能，可以成功撞出兩組ATP。
2.這邊多引入一個概念就是鍵結斷掉會有電子需要處理，所以有NADH這組分子。其實好像不講也可以，因為有的課本好像沒有講。但是因為光合作用一定會提到NADPH，所以我還是在這邊先引入了。
可以從葡萄糖和丙酮酸間的碳數及氫的數目來開始（其實這一屆學生已經有很多是看不懂元素符號囉，要注意）
3.三組反應都是要處理「放出的能量」和「電子與氫離子」
4.講到這邊我會暫停。讓學生提問。
學生一定會問NADH和FADH2是什麼，簡單解釋過就好
（跟ADP有類似的結構接了煙鹼基Ｎ，所以功能類似還更厲害，可以接收能量和電子）
（如果有學生問形成NADH的反應式中，氫離子為什麼不抵消掉，那看大家要怎麼解釋囉，因為我看過四個版本，前三個版本我都問過化學老師，化學老師都說是有可能的。）
（第一個是電子不能單獨移動，所以一定要兩個氫離子伴隨兩個電子，也就是單獨一個氫離子的話是不會發生這個反應的<--這是周成功老師說的）
（第二個是參與反應的不是兩個氫離子，是一個H+還有一個H-）這是好幾個應該算可信的網頁說的（如果醬子應該可以消？）
（第三個是產物的氫離子並不是反應物中的氫離子）<--這是好幾個化學老師的第一反應>
（第四個是酵素從受質上移出兩對「氫離子與電子」，其中兩個氫離子與一個電子被加到NAD+上）<--這是Campbell第十版寫的
如果大家有答案，請一定要跟我說～～
5.然後剩下的時間都留給他們把白板上的反應寫到講義上
重點在此時下去讓同學各組問問題。
6.這時候就是掙扎點了。發酵到底要什麼時候講，因為這節課已經用完了。留到下節課講又很怪，因為下節課要講光合作用。單獨留一節課講發酵更是不可能。所以我選傷害最小的，就是下節課講。重點還是在發酵是為了解決在無氧狀態下，NAD+不足的問題。最後只要求他們把課文中的內容整理到講義上而已。
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光合作用
此時我的黑板還是保留蛋白質與胞器，四面白板中的一面寫的是葡萄糖釋出的能量是化學能形式，一面寫的是ATP的合成，兩面寫的是呼吸作用。
但是光合作用我需要畫圖，也需要版面寫光反應及碳反應的化學式。
因為我不想用投影片，所以用全開圖畫紙畫圖跟寫化學式哈哈。
1.這邊還是以「當系統由集中變成分散時，會比較穩定，會有能量放出來」開頭，整個光合作用是反過來的，把分散的碳原子組合成六個碳一組的化學分子，所是由比較分散變成比較集中，是需要外加能量的。
2.葉綠體有兩層膜，但是都是透明的，葉綠素是在最裡面的膜上，所以我們都有透視眼，可以看穿好多層東西呢。
3.葉綠素接收光能後會變得很厲害，能夠裂解水（想想我們還要用電才能分解水ㄟ），分解出來的氫離子和電子就帶著能量能夠讓ATP合成，另外再加一組NADPH的合成。
（呼吸做作用的化學是還在白板上，轉頭就可以比對）
4.這兩組分子帶著能量與電子就能推動碳反應
5.挑戰題是問他們碳反應在晚上能不能進行（絕大多數人都說可以，而且都發誓國中老師這樣教的）
6.接下來就是請他們把化學式記錄在講義上
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物質的運輸
這是我第一次想到把「當系統由集中變成分散時，會比較穩定，會有能量放出來」帶進來，超高興的
因為，「當系統由分散變成集中時，會比較不穩定，應該需要能量」剛好可以用來說主動運輸。
先說明粉紅色的卡片代表細胞膜
1.問學生若左圖與中圖是同一個系統不同時間的狀態，哪一個比較集中哪一個比較分散
2.也就是若一個系統由左圖變成中圖，根據前面一直提到的，系統由集中變分散來看，應應該是會自然就會發生
3.只要這些物質可以直接通過細胞膜，例如小分子氧氣、二氧化碳及水（其實學生不知道什麼叫做「小」分子，所以直接算原子數給他們看），還有脂溶性分子
4.所以如果要從中圖（比較分散）變成右圖（比較集中），是不可能自然發生的，除非外加能量（ATP）
那不需要細胞花能量就會自然發生的就是被動運輸囉
6.有些物質因為是小分子或是脂溶性，所以可以直接趨向分散狀態。
但有些分子不能通過細胞膜（分子比較大或是水溶性），有蛋白質幫助形成通道才能趨向分散。
7.這些分子（除了水之外）要經由主動運輸通過細胞膜時，當然也要蛋白質（忘記拍了）
順便說明通道蛋白與載體蛋白
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我唯一剩下沒串進來的是酵素的作用，其實是覺得概念相對簡單，補在最後面講就好。
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