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21個科學遊戲好點子

作者：宜蘭縣岳明國小 盧俊良老師（阿魯米老師）

 

21 天的寒假玩什麼？小朋友一放假，生活就失去了重心，爸爸、媽媽要上班沒空陪小孩，除了睡覺、看電視，一整天像遊魂一樣，因此阿魯米老師嘗試在 21 天的假期內，每天貼出一則科學遊戲，利用容易取得的材料和簡單的製作方式，讓小朋友可以動動腦，一起玩科學遊戲。這 21 個科學遊戲除了讓小朋友有事做，也是老師們上課時的好素材，配合自然單元，透過實作與探究，讓課程內容變得更有趣。

掃描表格內 QR Code，即可連結 FB「阿魯米玩科學」粉絲頁，或可至翰林 FB「自然Go Pro」社團觀看製作方法。

翰林五上第2單元：千變萬化的植物

作者：臺中市頭家國小 李金生老師

 

課程2-1不同環境的植物

　　根據學習內容：INb-Ⅲ-7植物各部位的構造和所具有的功能有關，有些植物產生特化的構造以適應環境。課本內容分成三個不同的環境：一、校園內的植物，二、海邊的植物，三、高山環境的植物，這三種環境下的植物有什麼樣的構造？這些構造又有什麼功能幫助它們在不同的環境當中生存呢？

　　植物的種類有幾十萬種，以沙漠地區的環境為例，教師可提問：「沙漠地區是什麼樣的環境呢？」學生回答缺水的環境，接著提問：「在沙漠環境生存，植物可能會有哪些構造？」引導學生說出：「要有能保存水分的構造。」除了要有可以保存水分的構造之外，可能還有什麼構造呢？學生透過引導後可能回答：「減少水分散失的構造。」接著就以沙漠中典型的仙人掌為例，仙人掌肥厚的莖可以儲存水分跟養分，利用莖進行光合作用，葉子特化成針狀，減少蒸散作用。

　　接著在黑板上畫出表格，橫欄標示環境，直欄標示環境特徵和植物的構造與功能。每個學校都會有水生池，以水生植物來探討是最好的切入點，四年級在水中生物也曾學過這些植物，因此提問學生：「布袋蓮為什麼可以浮在水面上？」學生回答：「厚厚的葉柄儲存了很多空氣，所以可以浮在水面上。」在水中的植物，例如布袋蓮，膨大的葉柄就是構造，功能就是葉柄充滿空氣，所以可以浮在水面上。其餘地區的植物也按照環境特徵加以說明。

　　因為漲退潮的緣故，沿海地區的植物有時會被海水淹沒，當海水淹沒之時，仍必須進行呼吸，這些植物有哪些構造可以進行呼吸呢？另外一般的植物無法生長在鹽分高的海水中，那泡在海水裡的植物，又是用什麼構造排出多餘的鹽分呢？高山上的植物，也按照這樣的方式引導學生推演，課本舉例的三種環境當中，各舉出三個例子作為總結。

                                                                

　　本章節要有典型的環境當例子，例如沙漠與草原，接著探索生活在不同環境中的植物，具有哪些不同的構造才能適應環境？當學生學會分析方法，應用在所有環境當中，都可以自行歸納整理。

課程2-2植物存活的本事

　　植物如何從陽光獲得能量？舊經驗知道動物透過進食獲取能量，而植物則是進行光合作用獲取能量，光合作用的基本條件是綠色的葉子和從根部吸收的水，再加上由葉子氣孔吸收進來的二氧化碳，經過陽光照射產生澱粉及副產物氧氣，讓學生知道植物可以自行製造養分以維持其生命的所需。

課程2-2植物怎麼獲得水分

　　在生活中看到有些枯萎的植物，只要對花盆中的土壤澆水，一段時間過後，植物就能恢復健康，透過觀察，學生會產生什麼問題呢？引導學生討論並提問：「把水澆在土壤中，為什麼植物就恢復正常的樣子呢？」、「植物只有根部在土壤中，是不是植物的根在吸水呢？」可以查閱資料或請教專家得到答案，當然也能透過實驗來證明根會吸水的假設。

　　先介紹實驗的步驟及過程，可以先請老師提問學生3個問題：一、為什麼要使用紅墨水？二、為什麼使用油土封住開口？三、為什麼要在錐形瓶上畫出墨水的標記線？當學生思考完問題並了解實驗步驟後，之後在觀察實驗結果時，就能讓學生透過觀察新鮮的植物跟泡過墨水的植物，發現兩者的差別。沒有泡墨水的植物較翠綠，泡過墨水的植物，根莖葉花都有紅色墨水存在的痕跡，根據觀察的結果，沒有經過引導時，學生問題五花八門，也沒有辦法完整回答出水在植物體中的移動情形，再讓學生透過教師引導提問：「為什麼只有植物的根泡在紅墨水中？」、「為什麼根莖葉也變成紅色？」、「用夾鏈袋夾住的葉 子，為什麼比較不紅呢？」、「夾鏈袋會阻止水分的流動嗎？」觀察在夾鏈袋中發現了什麼？部分學生回答看到小水滴，有些會說是水蒸氣，再引導學生知道水蒸氣是看不見的，是水的氣體狀態。當學生建立植物的根會吸水的概念，透過莖把水往上輸送到葉，多餘的水以蒸散作用被排出植物體外，整個過程就是水在植物體當中移動的情形。

                                                                                     

課程2-3植物繁衍大顯身手

　　當植物生長到一定的階段時，就會開花繁殖下一代。完全花的構造具有花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊，將這四個構造以表格呈現，教師提問這些構造有什麼功能？學生從課本中尋找資訊，再填入表格，最後進行統整與討論。

　　植物開花後，需要經過授粉才有可能結果實跟種子，因此說明授粉的整個過程，並引導學生思考，授粉可以藉由風力、水力及昆蟲等，若要進行品種改良，則大多以人工授粉為主。

　　再來介紹花蕊的細部構造，當雄蕊的花粉落在雌蕊的柱頭上，花粉會和柱頭內的胚珠結合發育成種子，子房長成果實。

　　如果植物已經開花授粉成功，並長出果實跟種子。接著探討果實和種子的傳播方式，以表格進行統整。首先根據課本的分類，傳播方式可以分為動物傳播、自身彈力傳播、風力傳播及水力傳播等，表格側欄寫上果實種子的各種特徵，透過課本資訊進行分析、歸納與統整，將擷取的資訊填入表格，並將各種傳播方式的代表性植物填入，讓學生學會從課文文字中擷取資訊，並進行分析。

                                                                         

　　當未來發現一種不知名的果實種子時，可以依據該果實種子的外型特徵進行推論，進行推論該果實種子可能是靠哪種方式來傳播。

 

課程2-3植物還有其他不同的繁殖方式嗎？

　　從學生生活經驗切入，教師將事前準備好的植物擺在實驗桌上，學生透過實際觀察，發現地瓜的根、馬鈴薯的莖，和落地生根的葉、莖都可以繁殖，以表格進行分析歸納和統整。再讓學生從課本找出幾種常見的植物，有沒有種子以外的繁殖方式？在表格欄內填寫根、莖、葉及種子，讓學生勾選完成本課程。

                                                  

 

課程2-4植物的特徵與分類

　　首先知道基本的分類方法：二分法，透過遊戲過程讓學生有基本概念後，在校園中選取兩種植物，讓學生實際利用二分法進行分類，選取一個分類的標準，作為準則來進行分類。最後再用課本的例子，進行說明與統整。
 

　　植物種類越多當然就越容易讓學生熟練二分法，但相對難度也會增加，花的時間也要更多。所以建議老師如果還有額外教學時間，可以多選擇不同種類的植物讓學生熟練二分法。

                                               

翰林五上第1單元：太陽的祕密

作者：臺南市寶仁國小 楊棨棠老師(蟲蟲老師)

 

　　108新綱持續推進，翰林在自然五上第一單元「太陽的祕密」做了蠻大的改動，將原本放在四年級的「光的折射」放到了五年級的太陽單元，加上這個小節之後，如果期待按照原本的教學步驟上完本單元，恐怕會被時間追著跑，這該怎麼辦呢？讓我們一起來討論怎麼調整吧！接下來先來看看新舊課程的差異。

 

舊綱		新綱
單元名稱	節數	單元名稱	節數
1.一天中太陽位置的變化	7節	1.太陽與生活	2節
2.一年中太陽位置的變化	7節	2.太陽的位置變化	5節
3.太陽與生活	1節	3.光的折射	6節
	共15節		共11節

 

　　從教師手冊的節數安排會發現舊綱整單元都是太陽主題，而新綱變成太陽與光線折射的部份各占一半的單元時數，這個改動使得介紹太陽的部分幾乎要壓縮成原本課程時數的一半。那要如何調整太陽單元的時間呢？有以下兩種方法可以嘗試：

 

方法一：使用數位天文軟體（Stellarium）

　　Stellarium是一個免費的數位天文軟體，可以模擬出任何時間天空上的場景，除此之外還能顯示地平線、座標格等的輔助線，讓學生可以直接分辨出此時太陽的高度角與方位角為何？一來可以先為之後下學期第一單元的「閃亮的星空」做預習與導覽，二來就不怕因氣候不佳等因素影響觀測，而且可以快速的看出任何一天太陽移動的軌跡，下圖以2023年冬至12月22日為例：

	早上7點由東邊偏南升起
	中午12點在南方，而高度角並沒有在正頭頂上(仰角90度)。
	下午5點由西偏南落入地平線下

 

　　從上面三個時間點可以看出當天的太陽軌跡符合東昇西落，且軌跡會偏向南方天空。再以同樣的操作方式找出春分、夏至、秋分當天的日期，使用軟體讓學生觀察太陽軌跡，這樣就可以快速讓學生知道太陽移動的規律。

 

方法二：使用簡化的太陽仰角觀測器

　　這個版本的仰角觀測器（如下圖）是用200磅的A4西卡紙或是廢棄獎狀列印， 每張A4紙可列印4個觀測器，材料準備簡單容易，成本也很低，因此可以讓學生人手一個，利用下課時間自主進行太陽仰角的觀測，隨時隨地自主觀察。需提醒使用者太陽仰角觀測器2.0為方便操作而將設計精簡化，故無法觀測到方位角，在使用這個教具時，主要目的是在讓學生發現在不同時間點太陽高度角的變化，發現一天當中太陽的高度角是由低變高，再由高變低，再來搭配課本中一天的氣溫變化折線圖，進而發現太陽高度角與氣溫的關係。

                                                                              

　　在知道太陽高度角與氣溫的關係概念後，再搭配數位天文軟體（Stellarium）觀測不同季節的太陽軌跡，搭配課本的年均溫折線圖，引導知道四季溫度與高度角的關係，並做最後統整，藉此架構出學生對於太陽的基本概念，大幅縮短教學時間，就有更充足的時間進行「光的折射」教學囉！

 

相關資料：

Stellarium軟體下載：https://stellarium.org/zh_TW/

太陽仰角觀測器2.0版型下載：https://reurl.cc/xGRaOe

太陽仰角觀測器製作教學：https://reurl.cc/L46mEx

 

 

愛地球，為校園種下永續

教育在樹影之中－談愛樹教育

作者　新北市北大國小 陳民峰老師

 

　　在寧靜的校園裡，婆娑樹影，賦予這片土地生氣。在翠綠的校地內，孕育新的教育理念，被冠以「愛樹教育」的雅稱。「愛樹教育是最直接、也是最基礎的環境教育之一」， 因此，自2020年起，教育部積極推動愛樹教育。目前，教育部已完成校園樹木的盤點、補植工作，並致力於愛樹教育的推廣。

 

　　樹木可以是校園隱性的環境教育與美感教育教材，卻也在未來數十年後可能帶來行政層面的負擔。若因不當的種植而不得已移除樹木，不僅對學生的生命教育產生負面影響，更顯得對生命的不尊重，還可能引起護樹倡議團體的抗議。 因此，與其一開始因求績效而亂種植，不如在一開始就進行良好的樹木規劃吧！

 

（一）樹種的選擇

　　「沒有不良的樹種，只有不適合的種植環境」。從生物多樣性的角度來說，我們會優先選擇原生種的樹木。從管理層面，我們優先選擇耐活、樹型優美、適合校園環境的樹種。校園環境除了考量土質、氣候以外，也要更加注意樹木之間的間隔、樹木與建築物的距離。

 

　　以黑板樹為例，儘管其根系生長存在浮根和走根的問題，且在颱風天易斷裂，但這是否足以判斷它為不良樹種呢？這種木材特性和根系問題主要是由其快速的生長速度所導致。值得注意的是，它同時具有抗病、耐潮溼和高溫的優點。若在建築物附近種植黑板樹，可能對建築物構成破壞；然而，若遠離操場、跑道、建築物、馬路及人行道等區域，並以其他樹種環繞，它就能展現出高聳且優雅的樹型。因此，關鍵並非在於樹種的本身，而是取決於種植的具體位置。

 

　　在教育部的「校園樹木資訊平臺」有各種樹種的介紹，包含土質、環境、適合多久修剪，也有愛樹教育環境輔導團，有專業人才可諮詢輔導。

 

（二）根系

　　植物的根系透過主動運輸獲得礦物質，調節養分和吸水。活躍的根部組織，驅使根往水源延伸（造成走根）、保持通透呼吸（造成浮根），因此淺底穴、根上建築物或水泥可能迫使樹木撐裂剛體。若附近有水溝，根系可能干擾排水系統。另外，種樹時需留生長空間，避免樹木健康問題及校園危險。這樣 的周到規劃，不僅是尊重樹木，也是對校園環境的負責態度

 

（三）花與果

　　規劃植樹前，查詢樹木花期與果期，就可以有更好的安排。例如：可以安排操場周圍在不同季節的不同方向有樹木輪替開花結果。除了美觀外，花果更能引蝶誘鳥，使校園成為更加自然平衡的生態系統。然而太靠近操場跑道，就有可能造成外掃區學生們的辛勞，需要時常管理落花落果。

 

（四）美感與防疫

　　規劃種樹前，可以安排層次感，讓高大的樹種排後、中矮的樹種在前。不要密集種植，避免生長阻礙；也不能同一樹種相鄰種植，最好中間有其他樹木做為間隔，才能降低病蟲害大量發生傳染的風險，還可以營造地景交錯的美感。

 

　　然而，愛樹教育的價值不僅僅體現在種植和維護上。透過參與樹木的栽培，學生得以 獲取更廣泛的知識面，在三、五年級的自然課本中有許多觀察植物的活動，而一些校園動 物的觀察也在樹木之間。有些樹木年代夠久，或者高寬足夠，甚至會被列為保護。在自然 課本三年級的植物單元也有「充電站」活動查詢各縣市保護樹木標準、測量樹圍的活動。 從樹木的種類到生態系統的運作，從中滋養著學生對大自然的親近之心。愛樹教育搭乘 SDGs的風潮，背後是倡議氣候變遷的棲地修復營造，並且讓我們藉機在學生的心靈深處 深耕愛護環境的種子。

探討臺灣國鳥－臺灣藍鵲和外來種入侵的問題

作者：臺灣大學生物化學暨分子生物學研究所碩士 曹毓倫（蝦蝦老師）

 

　　臺灣藍鵲是臺灣特有種鳥類，在臺灣被列為保育類動物，別名長尾山娘、臺灣暗藍鵲等，老一輩的人稱牠們為山娘仔。臺灣藍鵲的外型十分搶眼，鮮豔的寶藍色羽翼和長達 40 公分的尾羽是最明顯 的特徵，經常讓第一眼看到牠們的人感到驚艷。除 了擁有鮮艷漂亮的藍色羽毛外，黑色的頭肩部、金黃色的雙眼、鮮紅色嘴喙及雙腳，都是臺灣藍鵲的特色。因其獨特美麗的外型，讓臺灣藍鵲在臺灣國際觀鳥協會所推動的網路票選活動中脫穎而出，因而獲得臺灣國鳥的稱號。政府先前針對新冠肺炎疫情紓困所公布的振興五倍券方案，券面上也印有臺灣藍鵲的圖案。

 

　　臺灣藍鵲主要活動在低海拔的山區，牠們的好奇心強且生性不怕人，因此經常出沒於山區的村落、農地或果園中。近幾年來，臺灣藍鵲也漸漸的適應了都市環境，因此人們有時也可以在繁忙的城市中看見牠們的身影。臺灣藍鵲的食性廣泛，幾乎不挑食，屬於雜食性的鳥類，牠們會吃蛇、老鼠、蜥蜴、各種昆蟲等生物，也會吃植物的根莖或果實。在食物短缺時，牠們也會吃動物的屍體。

 

　　臺灣藍鵲喜歡群體生活，而且這個群體通常是由同一家族所組成，跟人類的家庭結構十分相似，通常有爸爸、媽媽、兄弟姊妹、即將出生的幼鳥，有時還包含其他親屬。每年3月至9月是臺灣藍鵲的繁殖季節，一年可生育兩次，每次大約生下3至8顆蛋。臺灣藍鵲的育雛方式十分特別，牠們採用巢邊幫手制度來照顧雛鳥，也就是同一家族群體中的成鳥都是育雛的小幫手，會一起協助築巢，一起幫忙餵食剛出生的幼鳥，也會集體禦敵，以確保幼鳥能順利長大。臺灣藍鵲的外表看起來優雅大方，實際上個性卻相當強悍，對付敵人可是毫 不留情！

 

　　多年前，臺灣藍鵲的生存環境曾遭遇外來種「紅嘴藍鵲」的威脅。紅嘴藍鵲，又稱為中國藍鵲，主要分布於中國、中南半島及印度。紅嘴藍鵲的外觀與臺灣藍鵲相似，但羽毛顏色不像臺灣藍鵲這麼 鮮豔，牠們的背部羽色呈現灰藍色，黑色頭部的頂端則比臺灣藍鵲多出一道「白髮」。

 

　　臺灣民眾在多年前曾在武陵山區發現紅嘴藍鵲，後來紅嘴藍鵲數量逐漸增加。由於紅嘴藍鵲的食性、生活習慣與棲息環境都與臺灣藍鵲相似，因此相關保育團體開始擔心臺灣藍鵲的生存空間會受到威脅。為了避免紅嘴藍鵲的擴散對臺灣藍鵲的生存造成影響，相關單位決定採取行動，將紅嘴 藍鵲從野外「移除」，並將牠們轉移至收容中心安置，阻止了紅嘴藍鵲繼續擴散，暫時解除了外來種入侵的危機。

 

　　原生物種的保育及外來種入侵的問題都是須長期關注的問題。外來種除了會破壞原本的生態環境外，當外來種與本土原生物種雜交之後，牠們所生出的後代，會讓原生物種的基因受到汙染，稀釋了原生物種的獨特性，甚至還可能導致原生物種消失。外來入侵物種除了對生態可能造成嚴重的破壞之外，有時還會造成經濟上的重大損失。福壽螺就是一個很典型的外來入侵物種的例子，對於臺灣本土的農業經濟造成了重大的損失，如此慘痛的經驗，應引以為鑑。