第一屆中學科學資優教學設計競賽第一屆中學科學資優教學設計競賽「校園裡的介殼蟲」「校園裡的介殼蟲」單元統整課程教學設計單元統整課程教學設計 (( ㄧㄧ ))「真相調查委員會」「真相調查委員會」 --------

「「 5-15-1 生物與環境」生物與環境」生態單元教學生態單元教學

第一屆中學科學資優教學設計競賽第一屆中學科學資優教學設計競賽「校園裡的介殼蟲」「校園裡的介殼蟲」單元統整課程教學設計單元統整課程教學設計 (( ㄧㄧ ))「真相調查委員會」「真相調查委員會」 --------

「「 5-15-1 生物與環境」生物與環境」生態單元教學生態單元教學台中市育英國中 蔡 明 致台中市育英國中 蔡 明 致台北縣三峽國中 葉 辰 楨台北縣三峽國中 葉 辰 楨

94.5.10.94.5.10.

2

統整課程教學流程

主題發展活動

科學探究活動

•選定教學主題•大主題情境觀察活動•微生態情境觀察活動

變因分析

實驗設計與紀錄概念分析

發現規律性提出科學主張

鷹架策略＆工具

•規劃學習任務•提供教學資源

教學活動

概念認知教學活動

•單元統整教學•生態、分類、生殖

流程、內容

問題聚焦

觀察記錄單

•引導小組形成探究主題•網路資源

變因分析表概念關係圖實驗設計單

成果分析

1’-1

3

升旗臺事件簿 • 事件：陳孟昇與江孟哲在打掃升旗臺四周時，發現花台上的馬纓丹有ㄧ邊花都不見了，仔細觀察還發現莖、葉及花柄都有白色的棉絮狀構造。

• 問題：• 這是什麼生物？• 為什麼喜歡生活在馬纓丹的莖與葉上？• 如何造成馬纓丹都不開花？• 又到處是落葉及黏液，是如何造成的？• 該如何處理？

來欣賞校長的玉照吧！

3’-4

4

我們的升旗臺

誰？到底是誰？

5

該如何處理？

•問題：校長每天在升旗時間都看到這一景象，如果你是校長？你會如何處理？

•決策與預測 (P) ：小組討論提供危機處理方式並說明處理方式會產生哪些影響？

3’-7

6

危機處理方式調查方式 理由 預測其影響 人數

7’-14

7

專家任務說明• 5-1-1 替馬纓丹解圍：馬纓丹的葉片及花朵都凋萎無法開花，這是如何造成的呢？

• 5-1-2 發現介殼蟲的秘密：學校裡介殼蟲的種類？它的食物來源是什麼呢？如何這麼快速的在花圃中散佈得到處都有？

• 5-1-3 救星或殺手：當花圃生態中出現生物的消長現象，馬纓丹、介殼蟲、螞蟻與瓢蟲之間的關係？其數量變化呢？

3’-17

8

專家現場重建步驟• 5-1-1 替馬纓丹解圍：認識馬纓丹的構造、特徵與生態環境。

• 5-2-2 發現介殼蟲的秘密：發現介殼蟲的構造、食物來源與生殖方式。

• 5-3-3 救星或殺手：在花圃生態中出現生物的交互作用與在食物鏈的角色。

3’-20

9

育英少年 --- 事件記錄簿•物件及事件：運用各種感官記錄此生態系中會影響生物生存的的生物因子及物理因子。

•發現問題：與你所學過的經驗及知識比對發現不符合的問題。

•形成假設：根據觀察推測其影響因素。•操作型定義：根據假設設計測量或操作的方法，來證實假設的正確性。

思考工具：觀察紀錄單

3’-23

10

物件及事件記錄•觀察影響馬纓丹及介殼蟲的環境因素•生物因子： 1.

•物理因子： 1.

•事件 (交互作用 ) ： 1.

10’-33

11

發現問題及解決策略

A 層次：簡報分析 B 層次：小論文格式規則 C 層次：實驗探究

組別 問 題 策略

5’-40

12

形成假設與操作型定義

實驗流程說明 探究工具：實驗紀錄單

組別 / 問題假設 操作 影響結果

5’-45

馬纓丹、介殼蟲與瓢蟲的馬纓丹、介殼蟲與瓢蟲的三角關係三角關係

馬纓丹、介殼蟲與瓢蟲的馬纓丹、介殼蟲與瓢蟲的三角關係三角關係

活動活動 5-1 5-1 生態系的消長生態系的消長

14

遊戲說明•布置馬纓丹花園—

– 各組領一副食物鏈撲克牌，充分洗牌後，依序翻開 50 張布置馬纓丹花園。

– 將花園中的馬纓丹、介殼蟲和瓢蟲數量記錄在表格中 (用 Excel 或在圖片上點兩下開啟 )

– 每次翻一張牌，依照遊戲規則放入或移去撲克牌，並記錄三種生物的新數量。

5’-5

15

小花圃的生態變化預測 (P)

組 馬 介 瓢 預測消長關係1 瓢↑介 馬2 瓢↑介 馬3 瓢↑介 馬4 瓢↑介 馬5 瓢↑介 馬6 瓢↑介 馬

5’-10

16

遊戲規則•翻到馬纓丹：種到花園中，馬纓丹數量加 1 ，介殼蟲和瓢蟲數量不變。

•翻到介殼蟲：介殼蟲加一，馬纓丹減二，瓢蟲不變。

•翻到瓢蟲：瓢蟲加一，介殼蟲減二，馬纓丹不變。但是，吃掉介殼蟲後，若介殼蟲數量不足瓢蟲的兩倍，吃不飽的瓢蟲飛走。

5’-15

17

觀察紀錄 (O)第 組小組統計

翻牌內容 最初 瓢 介 馬 馬 瓢 馬 瓢 瓢 介 馬 馬 馬 瓢 馬 瓢 介 瓢 馬 馬馬纓丹 30 30 28 29 30 30 31 31 31 29 30 31 32 32 33 33 31 31 32 33介殼蟲 17 15 16 16 16 14 14 12 10 11 11 11 11 9 9 7 8 6 6 6瓢蟲 3 4 4 4 4 5 5 6 5 5 5 5 5 4 4 3 3 3 3 3

10’-25

18

生態系的消長

0

5

10

15

20

25

30

35

40

外來生物

數量

馬纓丹介殼蟲瓢蟲

5’-30

19

生態消長問題搶答 (E) • 馬纓丹、介殼蟲和瓢蟲，三者的食性關係？

• 馬纓丹、介殼蟲和瓢蟲，三者的在生態系中的角色？ ( 生產者、初級消費者、二級消費者 )

• 要維持馬纓丹、介殼蟲和瓢蟲數量穩定的生態系，三者的養分含量大小關係要如何？為什麼？

20

專家總結報告• 5-1-1 替馬纓丹解圍：認識馬纓丹的構造、特徵與生態環境。 (1.吳芊儒、黃靖媛 )

• 5-1-2 發現介殼蟲的秘密：介殼蟲的構造、食物來源與生殖方式。 (3.王秀瑩 )

• 5-1-3 救星或殺手：馬纓丹、介殼蟲、螞蟻與瓢蟲之間的關係。 (5.許毓展、黃竣億 )

10’-45

21

小組報告同學互評非常滿意90

滿意85

好80

待加強75

5-1-1

5-1-2

5-1-3

22

危機處理方式的重新調查方式 人數

23

小組結論（ Conclusion）：

• 【想一想】當花圃生態中出現生物的消長現象，共有哪些生物及無生物的因素在影響這一個生態環境呢？對於植物的蟲害有比農藥更能維持生態平衡的方法嗎？

24

參考文獻• Webquest---The WebQuest Page at San Diego State University

， http://webquest.sdsu.edu/ • 科學展覽 ----- 國立科學教育館，• http://www.ntsec.gov.tw/• 小論文寫作 ----- 台南女中小論文專區， http://lib.tngs.tn.edu.tw/

essay/essay-note.html• 探究教學 -----高雄師範大學科教所 Vee圖教學http://www.nknu.e

du.tw/~t1488/long/b3.html • 「校園裡的介殼蟲」單元統整課程網頁 ----- 台中市育英國中科學e世紀http://mail.yejh.tc.edu.tw/~bioteacher/

25

報告格式•主題說明 1頁•內容 2-3頁•參考資料 1頁•字 + 圖•重點編號•精簡

26

參考資料•尊重智慧財產•註明出處方便查詢• http://mail.yejh.tc.edu.tw/~bioteach

er/

附錄ㄧ、探究課程發展流程• 大主題情境： (觀察紀錄單 )

– 1. 學生認知觀察紀錄– 2.比對既有認知概念

• 問題聚焦： ( Vee圖實驗設計單 )– 1.新概念的含攝與同化– 2.蒐集網路資源提供認知架構

• 變因分析： (變因分析表 )– 形成可探究主題

• 概念分析： (概念階層關係圖 )– 調整認知架構

• 實驗設計： (實驗設計單 )– 1.模擬觀察實驗設計單– 2. 變因操縱實驗設計

• 學生自我調節： ( 重大進展紀錄表、探究流程檢核表 )– 系統化之探究技能訓練

二、學生觀察紀錄三、蒐集文獻

1. 問題聚焦

一、大主題情境

3. 概念分析

2. 變因分析( 物件事件 )

4. 實驗設計與紀錄

5. 規律性

6. 科學新主張

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孤雌生殖

吸引交配

無孤雌生殖 (無雄蟲 )

雄蟲數量

生殖光亮度

吸引群聚聚集暗處

溫度

判斷季節

不同生殖類型

(易有性生殖，

不易孤雌生殖 )

光照時間

生殖週期

潮濕度

個體 環境

操作變因

物件事件類別

現象或過程

假設

預測實驗結果

雄蟲出現時間

雌蟲等待時間

生殖下一代雄蟲數量

附錄二、階層概念分析圖

敬請指教，謝謝！敬請指教，謝謝！敬請指教，謝謝！敬請指教，謝謝！