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

放在高三下學期的選修生物四－演化與生態，有很多挑戰。

我打算讓學生跟新竹的海洋產業做連結。

原本海洋產業對我真的沒什麼意義，我也沒有愛吃海鮮，吃魚更是覺得超級麻煩。

但是就在上學期結束時，有三件跟海洋有關的事情同時發生了。

一是因為非常難得的機緣，在過年前參加了新竹地區有名的明發定置漁場的尾牙。

又在寒假取得了魚苗放流權責人員的證照（我現在可以負責魚苗放流的申請、規劃與執行喔），知道了台灣的漁業管理政策的現況與研究成果，

加上有機會聽陳吉仲前部長分享農業部在漁業方面的努力。

三件事情讓我決定在生態系與多樣性的章節，用新竹的漁業產業及管理作為學習的連結。

新嘗試，希望我能完整的記錄下來。

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為什麼要學生態學？

研究者想知道這個世界怎麼運作，但對一般人呢？

可以讓我們避開因為短時間、無系統跟小範圍的觀察導致的錯誤認知與決定。

例如，我們看到網購平台也好，吃到飽餐廳，都可以讓消費者大量消耗黑鮪魚。

象徵高消費力的美式賣場也都在推動大量消費帝王蟹，但產地卻已經是捕撈量銳減。

黑鮪魚的捕捉量也是年年降低。

相同的現象是全面性的，漁港空蕩蕩。

但為什麼還是能看到這樣的畫面？

這些魚是哪裡來？而這樣畫面的背後，發生了什麼事？

新竹也是一樣。（當然，因為我的學生是新竹，所以用新竹的例子）

新竹有兩個還在運作的漁港（絕大部分的學生不知道新竹有真的捕魚的漁港）

漁獲主要為烏魚、鯛類、烏賊類、白帶魚、鰆魚、鯊魚。

但為什麼走進南寮的市場，看到的都不是這些呢？

當然，答案沒什麼驚人，就是外地來的嘛！！

問題來囉。

一個地方的漁民捕不到魚，而消費者可以買到大量的魚。

這一定是有問題，而且是會出問題的啊！

如果你的爸媽賺不到什麼錢，但仍然可以給你大量的錢，到底錢怎麼來。

這應該不難理解，也不難想像後果會很糟。

我們來看另一種漁獲來源－定置漁場。

定置漁場是利用行為學的概念讓魚隻能進得了網但不容易出去。

明發除了是西海岸少數的定置漁場之外，也是全台灣唯一只將漁獲直接賣給個別消費者（而非中盤商或餐廳）的定置漁場。

對我這種不熟魚價的人來說，明發每個月的定價都是事先公告，這樣就不會覺得有被差別待遇的可能

邀請我去尾牙的朋友是因為明發對待外籍漁工的方式是相對來說不苛刻也盡力提高福利的。

不過呢，老闆也說，漁獲量明顯變少了！！！

漁網的購置、更新跟維護要錢，漁船機具也要錢，更不用說漁工的薪水。

老闆必須思考下面幾點：

• 會有哪些魚？穩定的漁獲量會有多少？
• 漁獲量會穩定嗎？不穩定怎麼辦？
• 魚哪裡來？有哪些因素影響魚種及數量？
• 有哪些是我們可以控制的？

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接著我讓每個小組討論，如果他們是定置漁場的老闆，要怎麼辦？

學生提出的策略很豐富：

1. 移動定置漁網位置
2. 抓大魚就好，不抓小魚
3. 把高價魚的價格炒高
4. 轉型休閒漁業，賣體驗取代賣魚
5. 在魚生小魚的時期不要捕魚
6. 從別的地方批魚來賣
7. 只賣給高級餐廳
8. ....(還有很多)

事實上，老闆的策略是２＋４。

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不過，大家都是自立自強的性格，沒有人想到要叫政府幫忙欸！

因為漁業是一個大型產業鍊，顯然，維持產業鏈的穩定才能維持社會穩定。

那麼政府做了哪些事情呢？

（我真的覺得漁業部門做了超多事情，卻一點也不為人所知）

首先，政府已經試著從消費端改變大家吃海鮮的選擇。

我在這一頁綠色的魚種，分享了我從明發那邊買的當日竹莢魚做的一夜干超級好吃，比餐廳的好吃十倍以上，正鰹直接進烤箱烤也是比餐廳的好吃太多。

真的不用花大錢去買不知道多久以前抓的魚！

因為海鮮的蛋白質在魚死掉開始就急速decade，當天的一定是最棒的～

而在這一頁，我花比較多時間跟學生說幾種大家常見的高價魚其實一點道理也沒有。

例如鰻魚，鰻魚的口感其實跟很多其他魚相近，大家愛吃的只是醬汁。

而台灣的鰻魚被視為有點高級的東西，是因為台灣人認識鰻魚飯是由於日本文化，輕易的將之與高級劃上等號。

但是，在日本，與其他魚料理相較，鰻魚並不是特別高價。因為，真的沒有好吃到天上啊！

事實上，很多台灣人也吃不出來桌上的是鰻魚還是鯛魚呢。

以此類推，我還講了石斑與花枝等這類常見的魚獲，試圖在學生心中種下少吃的潛意識。

漁業部門還做了很多事情。

例如年度總容許漁獲量與個別配額。

不要小看兩行字。這是要多少協商與讓步才能達到的成就！

陳吉仲前部長在一場分享中有說他們去東港跟漁民會談時，根本差點被趕出來！！

而我們也不能禁止漁民捕魚，只能用獎勵休漁的方式，讓魚類族群在生殖期能有空間恢復族群大小。

這個休漁補助在每年都是以億為單位在發放的，真的是非常重視地在做這件事情。

而政府還有在做魚苗的放流，要讓主要的經濟魚種的族群大小不至於萎縮太快。

（我分享我是魚苗放流權責人員時，好多學生露出崇拜的表情哈哈，害我超得意。）

而且根據去年的

水產動物海域放流管理政策

顯示，至少有兩種經濟魚種的中的捕獲量中，快要一半是放流的魚苗！

這真的顯示漁業政策中的魚苗放流實際上對維持漁獲量是超級有用的。
（當然也表示野外族群已經很小了）

這些政策都要依賴著生態學將很多事情弄清楚才行，我們的第二章就在學這些～

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以上是我為了讓學生不要覺得生態學跟自己無關，背起來就好，而可以覺得生態學是實際上正在發揮重大功效的所做的努力。

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接下來是進到2-1介紹生態學的研究層級。

一般的教法大概就是講個層級的定義。

但我從各個層級主要想探討的問題切入。

然後再繞回前面的海鮮指南。

跟學生分析這上面的資訊，其實就是整合了各個層級的研究才能提出建議的！

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我真的很不喜歡照著課本的順序上。

應該都是從巨觀到微觀，而且從生態系開始、最後才教族群其實比較直觀。

（因為生態系的環境與生物間的關係比較直觀，而族群的主要內容都是抽象的。）

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好啦，我們從生態系開始看。

生態系層級想知道的是：

• 環境條件如何決定物種的組成？
• 環境與生物間的能量與物質如何彼此影響？

課本上很不負責任的說「非生物因子與生物因子互相影響」。

這樣的一句話看似說了什麼，但其實什麼也沒說！

非生物因子對生物性因子是決定性的影響。

因為對於生物來說，環境是條件先決的，而且尺度也大得多！

（例如氣候對植被帶的影響是緯度級的）

生物因子對非生物因子來說，不是條件先決的，而且影響的尺度也通常比較小。

（例如植被帶並不會改變緯度級的氣候）

所以，「非生物因子對生物的種類、數量與分佈的影響是先決的prerequisite、決定性determinant的」這個概念，在生態系中是一定要確認的。

所以在台灣西岸主要是泥岸，那麼魚市場－例如新竹南寮－看到文蛤等雙殼貝、小螃蟹、魟魚才是在地的。

東岸主要是岩岸，才會看到需要附著點的海藻、大型蟹類還有許多完全不一樣的魚。

如果在不對的地方看到不對的魚獲，那鐵定是很久以前捕撈再運送過來的。

不可能新鮮，也不可能好吃啊！

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再用一個很多新竹人都不知道的新竹新興漁業來教學生認識生態系知識的實際用途。

同時也強調「對於生物的分佈而言，環境條件是先決」的概念。

那就是

烏魚子～（這也是透過春節前跟清大合作食農教育時認識的產業）

我先問學生有沒有吃過烏魚子。

好吃嗎？怎麼吃的？

學生會說不好吃欸

因為硬硬鹹鹹有臭味

啊呀那一定就是沒吃到新竹的烏魚子的緣故啦

大家知道新竹也有產烏魚子嗎？

而且紅到日本ㄋㄟˋ～

烏魚有分佈到日本，但日本不能製作烏魚子喔

這是為什麼呢？

因為烏魚的生殖季是十二月，而且需要在20~22度的水溫的地方。

而十二月的海水溫度20~22度的海水剛好就是分佈於台灣西南沿海。

只是最近幾年冷水團無法壓到這麼南邊，所以有膨大卵巢的烏魚群就會出現在較為北邊的部分，也讓新竹沿海是可以養殖烏魚的溫度，成為台灣最北的養殖區。

這就是為什麼新竹在最近十年才有烏魚子產業的原因

也就是說，整個烏魚產業重心由南部轉移到北部。

說起來就是一句話，但是這樣的轉移其實代表了很多商家的破產，還有許多地方的政治版圖會重組。

這就是非生物因子大幅決定生物因子，然後對人類聚落產生大影響的例子。

如果還有時間，我會把這一張在第一節課的最後介紹給同學。（不然就是放在第二節課的一開始）

這張是用來帶給學生一個很重要的概念：「各種非生物因子對陸域、水域的影響是完全不同的」

而且各種影響都很巨大而全面。

不然學生隨口都會說日照、水、溫度對生物很重要，但其實根本說不出有什麼重要（只會說光合作用）

尤其水域的部分，我是因為去上了「海域放流權責人員教育訓練」才重新意識到這些因子的實際意義。

（在上這個課之前，我只比較有意識到鹽度與溶氧量對水域生態系的影響）

這個地方給學生這個以後，在後面各種生態系的地方，我就會給學生一個小表格，讓他們去整理這些因子交織出的各種生態系。

第一個好處是，學生在那個部分是用小組合作去整理課本，我就不用講課了（最後會有活動確認學生的認知）。

第二個，也是最大的好處，學生是帶著環境條件先決的眼光去「鑑別」生態系。

這樣一來，學生可以將環境條件作為最上位的概念，才下面推導出對應的生物特性（優勢種有哪些特性能更為適應），最後才是作為例子的生物名稱。

而不是把環境條件、生物特性、生物名稱放在完全平行的位置，最後成為龐大的記憶碎片。

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以上是第一節課。

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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：可以用網頁或影片介紹養殖過程，然後用一些網頁或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