2009年6月9日

洞洞杯和滿地溼玩「能量塔教學」

兩個月前到培英國中參加「克服迷思概念--教材.教法研討交流」的小小研討會,會議裡怡嘉老師提了幾個討論的主題,都是難教或是難理解的,其中有一個就是能量塔。

當時我在會議裡提的教法建議是5年前我在書上看到的能量塔教學,雖然已經有了一個教法,不過我還是不滿意,我希望弄出一個更有趣的體驗活動。所以每年到這個時候,我都會發呆想個一陣子。終於前幾天發呆有了結果,我想到了!

趕忙衝到廁所對著梅子大喊「 Eureka」 據說阿基米德從浴缸衝出來的時候,就是喊著這句。

趕不及等梅子離開廁所,我說「那個能量塔教學,用手舀水來傳的主意,你覺得如何?」
「何不用個杯子打洞來裝呢?不過先等我離開廁所吧」梅子這麼建議

「除了水以外,也可以用砂來試試,這樣後面也看得到杯子裡裝什麼」梅子補充說明
「既然要用來代替能量,乾脆用砂糖怎麼樣?」我跟著亂想一番

就這樣你一言、我一語,我和梅子討論出這樣一系列的能量塔教學活動,最簡單的材料只要「四個塑膠杯」。至於能量,為了善後方便,決定還是用水來代替。

這個活動有許多概念模組,你可以根據時間和需求慢慢一點一點的堆疊上去。

首先是材料的部份,得先弄到塑膠杯,我想起學校對面早餐店,他們的豆漿就是裝在塑膠杯裡啊,所以一大早我走進早餐店,就問老闆「老闆,我要跟你買塑膠杯,不知道可不可以啊」,我想老闆開店這麼久,大概第一次遇到客人不買早餐,反而買塑膠杯吧。

把4個塑膠杯,一個一個在底下畫上黑線,每個塑膠杯代表一個階層的生物。以生產者來說,單獨個體的能量比較少,所以黑線畫得低,消費者則是越來越高。接著用焊槍在線以上的部份鑽洞,當學生用杯子傳「能量」的時候,代表能量的水會從這些洞是流失。




能量的部份,就直接請學生弄個水桶,裝半桶水,我則是拿出白紙寫上「能量」二字,告訴學生:「從現在開始,這不再叫做水,它是能量,這是一桶能量」



什麼是能量塔
「我提供能量,所以我是誰?我是太陽,請叫我太陽公公」

「我需要四位自願者,第一位同學當生產者,就是草啦,你拿線最低的杯子,第二位是兔子、第三位是黃鼠狼、第四位是山貓,你們幾位手上都有個杯子,你們獲得的能量必須到達這條線,這樣你才能存活。當你活下來以後,你的天敵才有可能吃掉你,獲得你的能量」


「現在請草來我這裡撈能量,我是太陽,這位草先生有辦法得到我所有能量嗎?」
因為杯子有洞,所以雖然撈了滿杯水,但是大多數都漏光了

「實際上植物從太陽捕捉到的能量並不多,接下來請把能量傳遞給兔子。哇~又流掉了,兔子得到的能量根本養不活牠(未到達黑線),既然兔子活不了,更何況更高階的黃鼠狼和山貓」

「所以一根草是養不活這麼多生物的,我們就要請草先生多撈幾次能量」
擔任生產者的同學,每撈一次水,就代表一個個體,他撈了三次,才把水補到兔子杯子裡的黑線。

「草先生現在撈了三次能量,才補到兔子的黑線,代表一隻兔子得吃了三根草,才能夠存活,這樣黃鼠狼才有辦法吃兔子。那麼黃鼠狼得吃幾隻兔子才能活呢?山貓又得吃幾隻黃鼠狼呢?我們撈撈看」
我的杯子設計是讓三支草養活一隻兔子,三隻兔子養活一隻黃鼠狼,三隻黃鼠狼養活一隻山貓。

「現在我們把各階層的能量排一排,要養活這隻山貓,得用上27隻草、9隻兔子、3隻黃鼠狼,把這些能量畫起來,這樣變成了一個金字塔,這就是能量塔」

「為什麼越高層的能量越少,反而最低層最多?是的,都流出去了,請各位看看地面上,這些濕答答的東西是什麼?是能量啊,能量在轉移的過程中會損耗,每階層大約只有傳出去1/10而已。」






吃葷還是吃素

「接下來先請三級的山貓休息一下,我們這位二級的同學改當人,一級的當牛,生產者當作是玉米」

「這位人,同樣是活下來,可以決定吃牛肉或是吃玉米,你覺得吃什麼比較不會有多餘的能量損耗?」
實際撈看看,就會發現生產者直接把能量給人,大概只要裝四次就夠了

「各位,如果你餐餐吃肉,你可以想見地球得耗費多少的能量,才能夠填飽你,但是如果吃素呢?是不是好一點,老師不是要你每餐都吃素,吃是我們可以選擇的,你必須知道吃可以毀滅地球,也可以減緩毀滅地球,你應該怎麼作?」

市場裡的肉怎麼來?
相關閱讀:超市裡的生態學阿梅的演講筆記-魚類生存大作戰
「去過市場吧?市場賣很多肉,有雞肉、牛肉、豬肉等等,這些是幾級的消費者?多是初級消費者,為什麼?」

「但市場有沒有高級消費者呢?例如二級甚至三級的消費者?有的,就是海洋捕捉的魚肉」

「每年4到6月是黑鮪魚往北迴游產卵的季節,許多地方都拿黑鮪魚當招牌,不只屏東,就連我們新竹也有。黑鮪魚吃鬼頭刀,鬼頭刀吃飛魚,飛魚吃小魚,小魚吃浮游生物,所以黑鮪魚至少是4級到5級的高級消費者。剛剛我們山貓是三級消費者就要27根草、9隻兔子、3隻黃鼠狼才養活,黑鮪魚是5級消費者,你看要多少生物才能養活他?」

「這麼高階的消費者,我們就呼嚕呼嚕的抓起來吃掉?吃掉高階消費者,聽起來好像有益底下生物的生存?是嗎?」

「美國黃石公園的灰狼在20世紀初被殺光了,因為大家都覺得灰狼攻擊人、攻擊麋鹿,真是個壞東西,就連童話故事裡的野狼也是壞東西。當把灰狼都殺光了,大家都覺得受到了保護,太棒了。可是接下來在1930~1990年代之間,卻發現沒有新生的年輕的樹?」

「狼吃麋鹿,麋鹿吃樹。狼不見了,麋鹿變多,樹就變少了,不只如此,靠樹維生的生物也活不下去了,像河狸沒有年輕的樹就活不下去了,1950年海狸消失了。沒有河狸的水壩和池塘,多肉植物難以生存,而這些植物就是北美灰熊醒來之後的重要食物」

「想不到吧,殺光了狼,居然讓灰熊沒東西吃。現在回來看咱們台灣,我們吃掉了黑鮪魚,那然後呢?喔,順便一提,這些黑鮪魚是來台灣東部做什麼的呢?他們是來產卵的,然後我們就把牠們網起來,吃掉!各位,我們做了什麼事情啊?」

棲地破壞的影響
「棲地破壞會影響高級消費者嗎?為什麼?」

「如果棲地破壞了,最直接影響的就是生產者的數量。草先生剛剛撈了27次,代表有27根草的能量才養活1隻山貓,現在因為棲地破壞,所以草只剩下一半,草先生你只能撈13次,你們看看能養活多少生物?」

「像是把金字塔的底部切掉一部分,你看頂端的生物還在嗎?」
---------------------------------------------
以下幾個概念模組是還沒在課堂上實際操練過,不知道效果如何?
生物放大
準備一些小珠子,當作是脂溶性的毒素,初級消費者每得到一次生產者的能量時,其中一個人就在裡頭丟幾顆珠子。

「初級消費者會攝入環境中的一些毒素,因為是脂溶性,所以很容易累積在體內,雖然少少的,但當二級的吃掉初級的時候,這些毒素會不斷累積不斷放大」
如果剛開始只丟2顆珠子,最後在三級消費者的杯子裡至少就會有54顆珠子

「這些有許多毒素的高級消費者,又會被誰吃呢?是的,就是人,要你不吃高級消費者的理由,除了前面的顧全食物網以外,還有個自私的理由,就是我不希望你中毒太深啊」

生物多樣性的重要
「剛剛我們都只有一條食物鏈,現在我們多加一些生物進來,多一些不同的植物,多一些初級消費者,多一些次級消費者」

「太陽公公這裡的能量無限量供應,你看看和剛剛一條食物鏈比起來,哪種能夠更快養活更多生物?」

怎麼不能吃魩仔魚
之前老師有說不要吃魩仔魚,除了牠們是許多小魚的幼魚外,這裡還有另外一個理由。牠們也是許多海洋生物的食物來源,你把牠們吃了,就是跟其他魚搶食物,我們把在場的初級消費者或次級消費者的人通通趕走,但是規定三級消費者還是得吃二級,不能直接去吸收日光的能量,這樣遊戲還玩得下去嗎?」

「遊戲玩不下去事小,食物網維持不下去才是大事」


食物里程
這個概念很想加下去一起玩,不過還沒想到怎麼加。

你可能對這有興趣

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...