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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。
此作品衍生自montanahanbio.blogspot.tw

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這個部落格的目的

1.讓學生在需要時能有材料自學/預習/複習
2.生物教師(現在及未來的)能一起討論更棒的教學活動

所以請求檔案分享時請您寫個信告訴我您是誰囉~

2018年5月16日 星期三

106發酵工程再探-流程與評量

兩年前的發酵工程初探是第一次嘗試用一個與課程相關的主題,做科學方法的訓練。
在第一次時我主要想到處理的是
1.提出一個可以用科學實驗來檢驗的問題有哪些具體的特徵
2.能想到夠多的控制變因
3.操動變因要能精確操控
4.透過閱讀正式的科學文獻來了解科學實驗重視可重現性,及科學文獻有固定格式的原因
5.透過預想實驗記錄表格來發現實驗設計中缺少「重複測試」
6.了解將資料整理為圖要注意圖類的選擇,橫軸及縱軸的意義

今年的再次執行同一個課程,我也沒想到我可以進展這麼多~
所以要趕快紀錄

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步驟一:引起動機
利用投影片介紹SCOBY發酵食品

讓學生試吃試喝牛奶克非爾、糖水克非爾及紅茶菌

[反省:今年因為同時做太多事情,結果沒有做很好的引起動機。下次要同時帶更多樣的二次發酵成品]
[反省:可以用網頁影片介紹養殖過程,然後用一些網頁影片來介紹二次發酵或是加工方法]


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步驟二:讓學生帶菌回去養,將養菌過程中的搜尋資料、問題及初步測試記錄在下表



[反省:下次要多花一節課讓學生分享找到的養殖方法,找其中異同,討論後再進到提問階段。問題的內容會比較有意思]

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步驟三:提出一個可以做科學實驗來檢驗的問題

把自己的問題作小組討論
每組寫三個問題
貼在討論牆上



一個可以設研究實驗來檢驗的問題長什麼樣子
1.有問號、有疑問詞
2.為什麼、是否、如何
3.要看得出操縱變因與可測量的應變變因

一起看全班的問題

讓學生重新修改自己的問題

修改後的提問中,最常有的問題是
1.把原先的問句硬改疑問詞,造成根本不是正確的句子。
2.操縱變因中其實包含一個以上的操縱變因而沒發現

以後這個部分要從讓學生以日常生活的問題開始練習
能自己區分為什麼是難以做實驗的,如何的問題通常比較深入

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步驟四:簡單設計一個實驗來回答你選擇的問題


讓小組繪製海報
列出問題、操縱變因、控制變因及應變變因
繪製實驗裝置圖

在這個階段去各組跟學生討論的重點
1.有控制所有該控制的變因嗎
2.如何精確的「操縱」操縱變因
3.操縱變因真的只有一個嗎?量化的操縱變因比較好(今年的新嘗試)

其中,第三個是我今年的新領悟
學生會利用類似「紅茶」與「綠茶」作為操縱變因,但其中其實包含了很多不同,並非只有一個。
而且這樣做實驗後面會只能畫長條圖。
不過,我並不能期待學生能夠分辨自己的操縱變因是不是只有一個不同,只好想一個方法。
如果操縱變因是可以被量化的,那麼其中的差異比較有可能只有一個。不能量化的通常有超過一個以上變因的機率很高。


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步驟五:閱讀科學文獻

閱讀一篇文獻,這篇文獻是我翻譯自英文,刻意保留很多資訊。
很硬。



第一階段
解讀文獻內容
1.小組討論文獻中的七個主題個有哪些操縱變因,並討論作者要回答的問題是什麼?

2.看懂文獻的結果


第二階段 為什麼要閱讀文獻

今年的新嘗試

小組討論三個問題
1.科學文獻與一般科學雜誌與教科書有哪些不同?
2.結果與討論有哪些不同?
3.回答了我哪些問題
寫出來,貼在討論牆上
(縮圖會不清楚)
 



 




最後跟學生討論「閱讀科學文獻有哪些好處」-增加背景知識、技術,深化自己的問題

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步驟六:修正自己的實驗設計


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步驟七:檢查自己的實驗設計-記錄表格

透過預想一個數據紀錄表格與圖,可以檢查自己的實驗設計是不是有方法上的問題。
讓學生在海報上設計一個數據紀錄表格,及畫一個預想圖


舉例來說
操縱變因是「每天照射陽光的時間」,應變變因是「克非爾菌粒的重量」,但是會出現這樣的表格
所以我會問學生為什麼要記錄每天的重量變化,問題中並沒有要檢驗這個項目。如果加了這個項目,就多了一個操縱變因,必須分成兩個實驗。
如果拿掉每天的重量變化,這個表格就變成只有一列,看起來實在怪怪的。
到底缺了什麼??

這個是我最重視的點,整個教學活動我的最低要求就是學生要真的理解並能做到
科學實驗要有一個以上的重複測試!!!

每個實驗設計只有一個樣本-->可能來自樣本誤差-->如何增加數據的代表性-->增加樣本數

一個樣本是「經驗」,要被視為有科學性的最低門檻就是要有「兩個以上」的測試。
因為人類演化成必須快速依靠某些線索判斷訊息的可信度,最原始的設定就是「來自我們信任的人」所說的就是可信的,即使只是個人經驗都會被大腦解讀為可信的。這也是為什麼科學常常是違反經驗的、落落長的。
帶學生回想「廣告代言」跟科學家講話的差異(也可以拿健康食品的廣告與藥物仿單來做活動)

在這裡我的要求是
1.欄標題一定是操縱變因
2.列標題一定是重複樣本

接下來問學生,有這麼多樣本數據,然後呢?
學生會很直接想到要用平均值,而已。
套句阿簡的經典:「全台灣每個人平均有一個睪丸啊」
請學生想想,在統計學上還有什麼統計量可以用來表示一組數據的分布狀況

所以接下來是表格的第三個要求
3.最後兩列是平均值與標準差(今年新嘗試)

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步驟七:檢查自己的實驗設計-結果圖
這個階段會有的問題都差不多,橫軸沒有反應操縱變因,或是縱軸橫軸互換,或是長條折線圖混用

透過下去跟每一組討論,確保每一組都領悟(不是直接說)
1.橫軸是操縱變因
2.縱軸是應變變因
3.橫軸若非數值變項,就不可以連線

這個階段可以試著讓操縱變因是類別變項的小組想看看若轉成數值變項會不會更好
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這個過程學生會一直修改海報,在這個階段,小組才發表自己的實驗設計與裝置

等到差不多了,就請學生整理在講義上

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步驟八-說明自己的假設(今年新嘗試)
這個步驟是之前沒有的,也是某節課靈光一現的點子

預測圖中的線條或長條會長什麼樣子

透過解釋預測的依據-->來理解自己的假說
我沒能力在整個活動的前段做這件事情。
感覺上在前段時,學生還對自己的實驗完全沒概念的情況,要能讓學生自己說出假設,會需要太多教師的instructions,以致於可能學生說出來的只是符合我的
instructions。


第一階段
在這個階段常常會有下列的結果:「因為我假設溫度會影響生長,所以預測溫度高生長快!」
這個部分,感覺上好像沒搞清楚「假設」與「假說」
所以我會追問「為什麼溫度會影響生長呢?」
透過學生自己逐步讓解釋更完整,來大概對假說有個粗淺的概括印象。

也會有這種「我們假設糖水克非爾在20%蔗糖液中長得最好,所以我們設計不同蔗糖濃度來進行實驗」搞不清楚假設與預測的差異。


第二階段
怎麼做基本的檢查來知道自己預想的推論與解釋是否有缺漏呢?
一個句子中的小子句之間,出現的主詞是不是在前一句找得到呢?


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步驟九-設計一張科學海報呈現自己的實驗構想爭取大師青睞(今年新嘗試)

帶學生看科學海報模板

小組討論想使用的版面


讓學生利用google slide製作一張海報,將前面的各項內容整理在海報上

注意學生的海報有沒有忘記前面所學
學生會把所有數據都畫上去而非只畫平均

這張內容有符合基本要求

小組上台報告
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步驟十-回顧曾經學的項目(今年新嘗試)

分四個部分請小組上來寫自己學過什麼
再由我補足,確保要評量的點沒有遺漏

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將克菲爾商品化

三個班中有一個班將克菲爾做成商品在園遊會販賣
新鮮草莓果醬克菲爾冰沙是熱銷商品喔

上面的LOGO是學生自己設計的

課程結束後的回顧




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紅色字是今年的新嘗試

最後就是評量惹---考題中的每一題都對應到課程中的一個練習項目,大家看得出來是在考什麼嗎?
試題評量目標與評分標準



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