2011年3月9日

2011寒假作業紀錄-探究取向的營養器官繁殖實驗

國中生物課程裡所謂那個「做實驗」的部份,嚴格說來,其實不是真的在「做實驗」。真的實驗會有探究原因的部份,因此會設置實驗組、對照組,樣本做到隨機分配、重複次數...巴拉巴拉一些實驗設計。不知道什麼時候開始,以前的「實驗紀錄本」就改成了「活動紀錄本」,我想也就是這個原因吧?

我覺得在國中生物課程裡,要做完整的探究實驗,至少有兩個地方可以作,一個是「綠豆向光性」的那個實驗。我對資優班學生講實驗設計時,就曾經用這個實驗和「流言追追追」的影片為材料,告訴他們要做到更完整,還需要哪些修正。資優班學生因為有外加的課程,所以有時間做這件事,可是對普通班的學生,我就覺得很可惜,因為沒有太多的時間可以操作這個部份,最多也只能在課程裡偶而加一點探究的東西。關於怎麼加一些,還有加哪一些,這個以後可以再來寫篇文章討論討論。

完成探究性實驗,並不是非得要做科展才行,我們老是把做實驗這件事情冠個龐大的目標,好像做實驗就是為了要做科展,可是因為科展容不下小實驗,所以就覺得小實驗既然不可能得科展,那何必做小實驗。

其實做一個小實驗就是一個完成一個專題研究,是針對一個未知的問題,去設計實驗,進行操作,得到結果做分析的一個過程,也就是在課程的最開始-科學方法那部份的實踐。

因為很希望給學生有進行探究實驗的經驗,所以這次的寒假作業就多加了探究的部份,其實這也是來自月鈴老師的經驗傳授。

如何進行
每年寒假,全台灣大概有半數以上的國中生都在做營養器官繁殖的作業,許多的馬鈴薯、地瓜、落地生根被種下,長大,然後被紀錄著。如果要為這個單純的觀察紀錄,加一些探究的東西,最簡單的方法就是設置對照組。這次的寒假作業就多了一些說明,還有簡單的表格來做這件事。


說明:
許多植物除了可以利用種子繁衍之外,也可以利用根、莖、葉等營養器官產生下一代,這種方式稱為無性生殖。在這個寒假中請同學進行一項小型的專題研究,選擇一項植物的營養器官進行種植,並設計一項變因進行營養器官繁殖的實驗。
步驟:
1. 選擇種植材料,例如
  a.塊根:甘藷、紅蘿蔔、白蘿蔔......等
  b.莖:蒜頭、紅蔥頭、薑、萬年青、黃金葛、馬鈴薯......等
  c,葉:落地生根、石蓮......等
2. 選擇應變變因:選定你所要觀察的應變變因,應變變因最好採用可測量的現象,例如根的生長位置或長度、芽的生長位置或長度等。
3. 設計一項操縱變因進行實驗。以馬鈴薯生長為例,你可用溫度、光線等變因設計實驗,或者你也可以採用其他的變因進行實驗。
  a.溫度:不同溫度下對馬鈴薯生長的影響
  b.光線:光照與否對馬鈴薯生長的影響
  c:密閉與否:是否密閉在袋中對馬鈴薯生長的影響
  d:水分:是否浸泡在水中對馬鈴薯生長的影響
  e.施肥:施肥與否對馬鈴薯生長的影響
4. 開始種植:每種材料的種植方法不盡相同,以下列舉幾種作為參考。
  a.甘藷:用牙籤架起置於橫切開來的寶特瓶下半部中,在瓶內加入適當的水,使甘藷底部 3 公分泡水。
  b.石蓮、 落地生根 :在淺碟子或布丁盒等器皿上鋪濕棉花,將葉放置其上即可(或鋪一層土,將葉直接插置土上);其他莖類也可依此方式種植。
  c.萬年青、黃金葛:取一段十數公分的莖(底部須有根節),放置瓶中,使其下半部泡水。
5. 紀錄:從種植的第 1 天開始記錄,之後每隔 1 天觀察並記錄應變變因的改變情形(例如發芽情形或根的生長情形)。每 1 週拍照或繪製植物生長情況。若是寒假出遠門,無法紀錄該次觀察結果,可將該次紀錄延後,並將之後的紀錄跟著延後。
6. 由於寒假氣溫較低,也許有些植物無法在寒假三週內發生改變,但也請持續紀錄。2 月 14 日 開學時將下頁的紀錄表與報告書交給小老師收齊,再轉交老師批改,並請將你所種植的植物帶到學校來與同學分享生長的結果。


寒假作業單發到學生手上的那段時間,是段考的時間,所以完全沒有機會跟學生講應該怎麼操作,所以一切就只能靠學生自己閱讀文件了。其實那時候有質疑學生是否能完成。不過看到一個月後交來的報告,倒是欣慰不少。我四個班110名學生裡有27名學生(約1/4)是我覺得做得很不錯的,給A+。當然其他學生裡也有不認真完成,或是做得很奇怪的。

學生成果
先講設計有誤,做錯,或是做得很奇怪的:
  1. 說要種營養器官,可是卻種綠豆
  2. 實驗拖到最後一個禮拜才做,最後結果就是種不出來
  3. 石蓮花一天就長出花
  4. 結論出現了紀錄沒有的東西,例如結論說有照光會比較長,可是紀錄中卻沒有紀錄到長度變化
  5. 同時出現兩個以上變因
  6. 實驗材料是姑婆芋的葉子!這很大一個啊,不過圖畫起來看起來不太像。
  7. 說是種馬鈴薯,可是最後卻變成番薯。不過這還不算什麼,有個說他種地瓜,然後花了兩週時間地瓜的地下部就長出了好多肥大的新薯!不過他的題目是比較去芽和不去芽的馬鈴薯的生長情形。
做得好的部份:
  1. 實驗數據可以用量化的數據呈現,或是用照片呈現階段性的改變。
  2. 能夠發現誤差的原因。
  3. 改進的地方能想到將變因變得更單純。例如原本的設計是放室內和室外,後來就想到可以改成光照和黑暗。
  4. 能應用到生活面,例如發現馬鈴薯碰水會發芽,所以就想到儲存這些東西時要乾燥。
  5. 觀察到葉片會轉向太陽照射處。
  6. 能提出具體延伸實驗,例如已經萎縮的紅蘿蔔加了水,是不是還會恢復。
書面報告

以下就是A+的學生紀錄表和報告書:
DSCN3309.JPG


DSCN3308.JPG


DSCN3307.JPG


DSCN3306.JPG


DSCN3305.JPG


DSCN3304.JPG


DSCN3303.JPG


DSCN3302.JPG


DSCN3301.JPG


DSCN3300.JPG


DSCN3299.JPG


DSCN3298.JPG


DSCN3297.JPG


DSCN3296.JPG


DSCN3295.JPG


DSCN3294.JPG


DSCN3293.JPG


DSCN3292.JPG


DSCN3291.JPG


DSCN3290.JPG


DSCN3289.JPG


DSCN3288.JPG


DSCN3287.JPG


DSCN3286.JPG


DSCN3285.JPG


DSCN3284.JPG


DSCN3283.JPG


DSCN3282.JPG


實物
同樣是種大蒜,不同的種法就會有不同的生長型態,有的長得筆直
IMAG0423.jpg

有的這麼彎
IMAG0393.jpg


IMAG0392.jpg
用棉花、衛生紙種的很容易倒伏,用沙土種的就比較直挺

IMAG0387.jpg


有的種蘿蔔頭(不過這算不算營養器官繁殖啊?有繁殖嗎?)
IMAG0422.jpg


IMAG0390.jpg

有的是做薄荷的扦插
IMAG0421.jpg

種地瓜的發現,沒照光的長出了小白根
IMAG0420.jpg

有照光的長紫芽,不過到底這是光照原因還是地瓜擺放位置(基部朝上或朝下)所致呢?
IMAG0414.jpg

種馬鈴薯的,有些一個月都不發芽,有些會長芽
IMAG0396.jpg
根也發得細長,連根毛都可見到
IMAG0394.jpg

也有些可以連葉子都長得茂盛

IMAG0405.jpg

聽說在傳統市場買的比較會發芽,可是大賣場買的都不容易發芽,可能是噴過發芽抑制劑吧?或是輻射處理?這個可能就要想辦法問到大盤商或是產地農夫了。

明年再做這個部份的時候,我會規定最後一定要帶實物來學校,不然一定有人會用抄的就交過來了,另外也希望能有時間說明怎麼完成實驗設計,像是要慎選植物。