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生態探索

Ecology Explorers

生態探索

單元摘要 / Unit Summary

學生將研究在我們日益縮小的世界中,野生生物和人類棲息地越來越重疊所出現的問題。假定學生的角色是野生生物保護人士,是某一地區內某種瀕臨絕種動物或植物的專家。學生研究各生物體的需求,並理解在生態系裡生物體彼此的相依性。學生使用Seeing Reason理 解某一個平衡生態系的微妙關係,然後將影響生態平衡的人類因素以因果圖呈現。運用 Webquest式專題,讓學生了解人類的活動如何影響生物體的生存,並讓學生想想如何減少人類對當地物種的影響。學生須針對特定的真實聽眾準備簡報,簡 報中須描述物種的棲息需求,並提出確保該物種繼續生存的實際可行方法。

課程引導問題 / Curriculum-Framing Questions

  • Essential Question: 核心問題
    如何和平共處? 
  • Unit Questions: 單元問題
    人類和動物如何共存?
    某一物種能成功生存的影響因素有哪些? 
  • Content Questions: 具體問題
    限制因素有哪些?
    一個生態系內有哪些生物體?生物體彼此間如何相互依存?
    某一物種瀕臨絕種的影響因素有哪些?

評量程序 / Assessment Processes

檢閱「生態探索」單元的 評量計畫。觀察這個單元如何運用各種以學生為中心的評量方法。這些評量方法有助於學生和教師設定目標,掌握學生的進度,提供回饋,評量思維、過程、表現、作品,並對學習歷程進行省思。

教學步驟 / Instructional Procedures

教學前
在教學開始前,先準備「平衡系」探究的材料。每個塑膠袋(四個學生一袋)裡有下列物品:

  • 13個平頭2.5吋長的釘子
  • 1塊4×10公分的木塊,木塊中央嵌入一根上述的釘子

給每位學生科學日誌,要求他們寫下對活動和問題的省思及回應。

檢閱已有的生態探索Webquest專題 (doc),務必確定連到相關網站的連結正常,先替換無效的網站連結。必要時(如希望學生參與社區或地區的行動計畫),可另行設計Webquest專題,讓學生只選擇本地區的動物進行研究。  

思考如何邀請真實的觀眾參加學生研究成果發表會。與當地政府官員、管理委員會、野生生物專家、社區成員、家長會、或地方社團組織等聯繫,訂下學生研究成果發表會的日期和時間。如果上述建議做不到,則請假設他們的觀眾是來自國家野生生物保護委員會。

佈建學習舞台
提出核心問題:「如何和平共處?」。 提示學生這個問題是科學問題。給予學生時間,讓他們在科學日誌寫下他們對核心問題的想法。要求學生兩人一組分享他們的例子和想法。回到全班討論,要求學生 分享他們所討論的結果。將學生的回應用圖表示出來並將這張圖儲存下來,以供整個單元參考。如果學生的回應論及生態系或其他相關的主題,務必告訴學生這些回 應的主題將在單元中進一步探究。

以平衡系統概念的實際活動作為單元的開始。給各組已備妥的木塊和釘子,挑戰各組學生創造一個「平衡」系統,學生須將12根釘子全部平衡在木頭中央原本嵌入之釘子的平頭上。每一根釘子都不能接觸木頭或地面。可參考平衡釘子的解法 (doc)。

給學生足夠的時間探索,告訴學生至少提出一個解法。

學生完成上述的活動後,教師帶學生討論如何以釘子平衡為模型,以了解自然和人造系統的概念。強調系統間各部分相互作用的概念。鼓勵學生思考下列問題:

  • 這個系統由哪些部分組成?
  • 這個系統怎樣平衡?什麼力量和條件影響這個系統?
  • 這個系統的成員怎樣依賴其他成員?
  • 在系統失效且變得不平衡之前,可以移除多少釘子?其他哪些動作可能破壞平衡?

在自然界裡,重疊的系統都會共同努力以達到生態系統的平衡。化學、生物、及物理條件都會影響系統。請討論例子,並且提出下列問題:

  • 自然的生態系統有哪些?他們共有的特徵有哪些?
  • 釘子可以表示生態系統的哪個部分?
  • 生態系統裡生物體間的相互作用和關係有哪些?
  • 自然的生態系統如何失去平衡?

討論生物的相依性,並且複習食物鏈和食物網。可考慮讓學生在他們的科學日誌裡,畫出不同生 物聚落的食物網(例如,沙漠食物網、溫帶森林食物網),並要求學生指出生產者、主要消費者、第二消費者、第三消費者、及分解者。討論共生的概念:寄生、互 助、和共生。對於這些概念的解釋,可參考生態學:生物的相依性

探索限制因素
討論生物的基本需求:食物、水、遮蔽物、和適當安排的空間。討論限制因素(這些基本需求的可得性)如何影響動物和植物數量。討論其他限制的因素,例如資源競爭、掠奪和疾病,如何影響動植物數量。讓學生進行Oh Deer!活動實際體驗限制因素如何影響動物和植物數量。這個模擬練習在Teachers.net Gazette中有描述,紙本資料在Arizona Game and Fish出版的Project Wild書中。接著,討論在遊戲過程中限制因素怎樣影響食物網。給兩兩一組的學生在遊戲期間收集之物種數量的數據。要求學生把數據輸入電子試算表建立物種數量圖。要求學生使用遊戲的數據解釋在數量上為什麼發生波動。觀看限制因素的範例 (doc)。一旦學生掌握了數量波動的概念,提出具體問題:「某一物種瀕臨絕種的影響因素有哪些?」讓學生以小組方式討論他們的想法,然後與全班分享他們的想法。要求學生在科學日誌寫下他們的想法,並思考單元問題:「某一物種能成功生存的影響因素有哪些?」的答案。

討論植物生態學
Oh Deer!及與限制因素有關的活動中,學生的焦點集中在動物。現在花點時間處理植物生態學和物種更迭的概念,從最初的移植者到最後的多數者。宜提到因短期和長期自然事件(如火災,氣候變化)造成的更迭循環,但是應將焦點集中在人類的行為怎樣影響物種更迭。

使用Seeing Reason研究人類與野生生物間的互動

讓學生四個一組探索並回答單元問題:「人類和動物如何共存?」。介紹生態探索Webquest專題 (doc)。解釋Webquest的每個部分及身為野生生物保護者的角色。將 評分準則 (doc) 分發給學生,讓學生可以在專題進行中自我監控自己的進展。

討論人類和野生生物的棲息地怎樣重疊,以及野生生物和人類在鄉村和都市地區的相互作用怎樣影響雙方。討論本地人類和野生生物間的相互作用,例如,野生生物進入人類密集區,或道路和籬笆對動物遷徙的影響。

在繼續下個活動前,點選 這裡 在您的Seeing Reason工作區中建立「生態探索:重疊的棲息地」專題。讓學生使用 Seeing Reason來幫助他們理解人類和動物棲息地重疊時會發生什麼事。

將原來四人一組分為兩人一組。要求各組登入Seeing Reason專題:「生態探索:重疊的棲息地」,繪製因果圖以回答「 當人類和動物棲息地重疊時會發生什麼事?」。要求學生用 Webquest 連結 進行這個主題的研究,找證據支持他們提出的因果關係。當學生在建立因果圖時,教師巡視各組,看看學生的因果圖,聽聽學生的對話,並且要求學生描述他們的因果關係。透過類似下列的問題幫助學生思考他們的因果圖: 

  • 有哪些其他因素與這個因素相關?
  • 關於這些因素間顯示的關係,你的證據是什麼?

提出能對主題之細部關係進行深層思考的問題,例如: 

  • 為什麼動物的居住地如此重要?居住在森林的動物怎樣依賴樹木? 
  • 某種動物的成功生存如何受到與人類間接或直接相互作用的影響? 
  • 動物與人類的互動對動物行為和人類社會架構長期的影響有哪些?

當因果圖完成後,使用投影機顯示幾張教師工作區的因果圖。要求各組描述他們的因果圖和想法。在討論後,要求學生根據同學的意見修訂他們的因果圖。

下面的因果圖是某一小組的結果。您可以將滑鼠移到箭頭上,以了解因素間的關係,快速點按兩下因素或箭頭即可閱讀相關的的說明。

專題名稱: 生態探索:重疊的棲息地 (點選這裡以便在工作區建置此專題)
問題: 當人類和動物棲息地重疊時,會發生什麼事?
探索互動性示範

生態探索

 

要求學生在科學日誌寫下他們的發現,並思考單元問題:「人類和動物如何共存?」的答案。

檢閱研究及簡報的準則
回到 生態探索Webquest專題 (doc) 並回顧Webquest專題須完成的工作。和學生討論研究和簡報的作業,並教導學生必要的研究技巧,例如怎樣記筆記和引用參考資料。回顧 研究報告大綱 (doc) 和 評分準則(doc) ,使學生更清楚專題的預期結果。必要時,幫學生在冗長的文獻裡找出具體的統計數據和其他隱含的內容,並協助學生了解怎樣讀圖表。鼓勵學生 訪談相關人員,例如牧場人員、伐木人員、採礦公司人員、政府人員、環保人士、及野生生物組織的人。確定每一組之書面報告及簡報的對象。

建立因果圖和研究報告
要求學生依據 研究報告大綱 (doc) 和 生態探索Webquest專題 (doc) 進行研究並且規劃他們之研究物種的報告。確定學生能確實執行草擬、修正、同儕互評、及出版的整個寫作流程。學生需清楚他們的研究能幫他們回答核心問題、單元問題、及具體問題。

在繼續下個活動前,點選 這裡 在工作區建立「生態探索:成功生存的物種」專題。當學生進行研究時,讓他們四人一組分享他們所學習到的瀕臨絕種物種的資訊。要求他們比較並指出各種物種的相似情況。之候再將學生分為兩人一組,要求各組登入Seeing Reason。他們將選擇他們研究過的兩個物種中的一個(如果他們覺得兩個物種有相似的議題也可以兩者都選),在「生態探險:成功生存的物種」專題內建造一系列的因果圖。 因果圖應該回答單元問題:「某一物種能成功生存的影響因素有哪些?」。

當學生在建立因果圖時,把握機會檢核學生理解的程度並指導學生。看看學生的因果圖,聽聽他們之間的對話,並且要求學生描述他們的因果圖。提出能對主題之細膩關係進行深層思考的問題,例如:

  • 你能比較人和動物已經在這個棲息地內適應生活的方式嗎?
  • 在這個棲息地內,人類的出現可能會用什麼方式影響動物的行為?

要求學生合作一起進行繪製因果圖、研究、及修正的過程。安排一個類似藝廊展示的走動展覽「gallery walk」,每組留一個人在電腦前為其他組解釋因果圖,其他人輪流觀看各組的因果圖並提問。在這項活動之後,給學生時間重新思考及調整他們的因果圖。

下面的因果圖是某一小組的結果。您可以將滑鼠移到箭頭上,以了解因素間的關係,快速點按兩下因素或箭頭即可閱讀相關的的說明。

專題名稱: 生態探索:成功生存的物種 (點選這裡以便在工作區建置此專題)
問題: 某一物種能成功生存的影響因素有哪些?
探索互動性示範

生態探索

 

教導學生使用研究的資訊及因果圖,撰寫研究報告及準備簡報。提醒學生在做研究和撰寫報告時,應考慮研究報告的對象。要求學生使用 Webquest 指引、研究報告大綱、及評分準則進行自評和互評。做完這些評量之後,給學生修改的機會。

製作簡報
研 究報告完成後,要求各組開始製作口頭簡報及相關的多媒體資訊。提醒學生可以使用各種的簡報形式,如網頁、多媒體呈現、海報、影片、戲劇、或其他的視覺形 式。提醒學生,他們是扮演生物保護人士的角色,他們的簡報目的是讓野生生物保護委員會會(或特定的觀眾)了解某一物種,及讓他們了解確保所有的物種繼續生 存的可行辦法。要求學生先提出簡報大綱,經認可後才可以加入多媒體的元素。提醒學生使用照片或影片時要遵守版權規定。要求學生在口頭發表之前必須先完成同 儕互評。觀看學生簡報發表範例

提出建議 
當 學生完成簡報發表後,安排他們向國家野生生物保護委員會(模擬的)或特定觀眾提出建議的機會。可以考慮請當地政府的領導人、野生生物專家、和社區成員參加 這個模擬的委員會。在學生對較多觀眾做簡報之前,給予他們足夠的時間練習如何發表簡報。使用評分準則、Webquest提到的細節、和研究報告大綱來評量 學生的研究報告和簡報。

總結
再次檢閱核心問題:「如何和平共處?」回去看單元開始時建立的圖表並檢視當時的學生想法。根據學生的反應另建立一張新圖表,和學生討論想法如何改變或未變。提出核心問題和單元問題,讓學生選擇一個或多個問題進行省思。學生省思的問題可作學習歷程檔案的紀錄或作為科學日誌中單元省思的紀錄。

先備技能 / Prerequisite Skills



因材施教
資源班學生

  • 縮小學生的研究,指定具體的主題。有些動物的主題可以找到較基本的資訊。
  • 提供報告範本,且提供例句讓學生填寫。
  • 用異質分組方式,讓每組中都有不同學習風格和能力的學生。

資優學生

  • 要求他們在專題的各方面需有更深入的研究和分析。
  • 要求他們在研究時須與專家晤談。

致謝 / Credits

這個單元計畫的原始構想是一位使用過Seeing Reason的科學教師提出的,而後經過一群教師將原先的構想擴展成您在這裡看見的單元計畫實例。

生態探索

摘要 At a Glance

適用年級: 6-8

學科: 生命科學、寫作

主題: 生態

高層次思考技巧:
批判思考、評鑑

學習重點:
相依性、瀕臨絕種的物種、研究技巧、報告撰寫

時間:
四星期,每天20-50分鐘

需要的資料 Things You Need

評量計畫
學習目標
資源