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/m³）、g-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。

參考資料1、參考資料2、參考資料3

紅樹林goo.gl/anjYg、escholarship.org/uc/item/7wp3h4gx#page-2、ib.berkeley.edu/labs/ackerly/research/steph/Stuart%20et%20al%202006.pdf、

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。

基本的認識木材、闊葉木材

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

作業單及投影片。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。