112選生四－2-4生態系３物質循環的討論教學

第一節課是112選生四－2-1生態學、2-4生態系交互作用的地方學＋討論課程

第二節課是112選生四－2-4生態系２能量流轉的討論教學

這是第三節課

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因為學生在國中其實學過碳循環，所以我這邊只有很快確認他們對消費者與分解者在這件事情上的角色差異而已。

主軸在人類燃燒化石燃料所增加的無機碳到底有什麼影響。

其實不是全球暖化（本來間冰期就會全球溫度上升）

也不是氣候變遷（氣候本來就會一直變遷）

也不是極端氣候（只要擴展我們對於氣候穩定的定義，就可以不是極端氣候）

課本上說「海水酸化，貝殼變薄」更是怎麼了嗎？

真正的影響是作物減產與傳染病擴展。

不過，大家有覺得買不到食物嗎？有覺得好像生病死掉的人變多嗎？

其實沒有感覺對吧！

那麼為什麼各國政府都花大經費做這麼多事情呢？

沒有哪個政府是為了地球的未來啦！！

真正的影響是當糧食作物的產量下降時，會造成經濟系統的crash。

這邊就以烏俄戰爭讓玉米無法出口、飼料飆漲導致的全球通膨來讓學生有感。

記得要提到台灣的通膨是相對很小的，因為我們的政府對物價的干預相對很大。

這樣可以澄清一些有煽動意圖的不實訊息。

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接著是氮循環。

在介紹時，分成三個層次，一層一層包起來。

1. 先介紹階段
2. 才介紹生物
3. 最後才說生物的角色

從氣態氮無法被植物利用說起。

氮元素必須是離子態才能被植物吸收。

植物將之轉變為蛋白質與核酸等有機形式，在生物間移動。

最後是靠分解者轉換回無機形式。

不過這並沒有完成循環，因為看不出來氣態氮如何變為離子態。

原來是有生物可以做這件事情

甚至也有生物可以將溶於水的銨根轉換為更容易被植物吸收的硝酸根離子。

不過這並沒有完成循環對吧，氣態氮會越來越少。

原來是也有生物會做將離子態的氮再轉換為氣態。

這樣循環就完成囉。

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把氣態氮固定下來的就叫做固氮生物。

接下來的三個階段也都是細菌，命名原則很簡單。

把東西變成亞硝酸根就是亞硝化細菌，把東西變成硝酸根就是硝化細菌，把東西變成銨根就是氨化細菌。

讓學生猜猜看硝酸根變回氮氣的作用名稱跟生物名稱。（過場的有趣介紹而已）

這邊描述共生固氮細菌跟植物之間的共生關係，以及為什麼需要大量氧氣。

尤其著重葡萄糖的功能，以便埋下後面討論的線索。

重點在固氮細菌不是為了自己固氮，是因為要交換葡萄糖。

當然，也就會提到不翻土對於固氮與脫氮的影響。

真正的重點在下面。

這五個細菌都不是為了整個世界的氮循環在做這些事，他們又沒有腦，也沒有崇高的道德。

他們為什麼要進行這些反應？

從這些過程中來判斷的話，各是「自營還是異營？」、「是生產者、分解者還是消費者？」

五個細菌，每個細菌有兩個問題，剛好十個問題。

所以我讓每一組挑一個細菌討論一個問題的答案與判斷的理由。

過五分鐘後讓小組分享。

大家可以選擇分享的順序，後分享的小組要回應前面的小組。

例如答案是否一樣，理由是否一樣。

在學生分享理由時，要幫忙澄清他們判斷的重點，但是不要說明是對的還是錯的。

這樣一來，學生會很明顯的發現各組判斷的依據不只不一樣，還可能是互相矛盾的。

所以最後我會在白板上將「自營、異營」的判斷，以及「生產者、分解者、消費者」的判斷做明確的定義區分。

• 自營與異營是「生物本身」而言，有機物來源的區分。
• 生產者、分解者、消費者的區分是指「被其他生物依賴扮演什麼角色」，不是這個生物自願的。

還有迷思破解

• 自營不見得是生產者。
• 異營更未必是分解者或消費者。
  

學生在國中時，很多都只是背起來，因為例子很少、很簡單，根本不用釐清定義就可以作題。

會有學生覺得會有異營的生產者欸，而且比例並不低。

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最後的最後，讓學生把五個細菌用上面的兩個判斷原則再重新走一遍。

當然在下課前，會跟學生確認答案。

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注意到上面這樣流程的設計，跟直接一步一步講授所有資訊會有哪些學習效果上的差別嗎？