2016年1月5日

串起恆定的一系列活動-體溫、氣體、水分

教科書裡是用功能來分章節的,像是神經、內分泌、動物行為、植物感應,這些都放在第五章的協調,而第六章的恆定大多數都是講動物的,只有幾段是介紹植物的水分調節和氣體吸收。其實我覺得這樣對於生物整體概念的了解還少一些東西,於是我會把後面這兩章的順序調整成動物生理和植物生理兩個部分。

其實前一次段考也是分成這兩塊,像是養分、酵素、消化、循環我就會連在一起講,談養分怎麼進入細胞,然後才是植物的部分,所以這部份就像是動物生理(上)和植物生理(上),然後第三次段考就是動物生理和植物生理的下。

我會在動物生理談恆定的時候,把核心放在「活動或運動時身體發生什麼事情」,然後用這個核心去延伸出血糖恆定、氣體恆定、體溫恆定...等。像是血糖恆定時,就會讓學生試試看運動後測血糖

體溫恆定就會從測體溫開始,材料就是耳溫槍和體溫計,兩人或三人一組。首先是先說明這個活動最後的結果就是要做出一張折線圖,縱坐標是溫度,橫坐標是時間,要看的是隨著時間體溫怎麼變化,圖上頭有核心溫度和體表溫度兩條折線,當然就是用不同類型的溫度計來測量了。

接著全班一起討論可以有哪些變因,看這些事件發生後體溫有什麼變化。每個班討論出來的變因大致上都相同,只有少數不太一樣,然後先猜測這些變因會讓核心溫度和體表溫度有什麼改變,接著就是實測了。
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從測量到畫出結果的折線圖,其實就是一段科學探究的訓練,包括了怎麼設計表格紀錄,到怎麼製作。比較好的方式就是一開始就設定計時器,然後記錄每次進行活動時的時間,還有每次測量體溫的時間。
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同時也要規劃哪些活動要先做,盡可能不要把你認為會升高體溫的活動擺在一起,因為這樣會沒效果。另外因為有小便和喝水的活動,也要記得先喝水,才比較能尿得出來。因此要先做好順序規劃,每完成一個就打勾一項。
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我發下半張方格紙,讓學生在上面標註做出結果。然後討論幾個問題:

  1. 怎麼知道是恆溫動物?
  2. 恆溫的體溫都維持不變嗎?
  3. 有沒有哪個體表溫度變化跟你猜想的不一樣?


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重點會放在運動這項,大多數學生都會發現運動後的體表溫度會下降,然後就要去猜測原因了。其實主要是因為排汗,汗水蒸發時會帶走大量的熱,所以體表溫度就會下降。

所以現在就把焦點轉移到排汗散熱這件事,這用一些簡單的材料就可以體驗觀察,主要是塑膠袋和橡皮筋就行。而那個黑色膠帶是接下來要做戶外活動用的。
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塑膠袋建議選用聚丙烯這種透明塑膠袋,沒有的話就只好用高密度聚乙烯那種半透明的耐熱袋也行。

這個活動就是無感流汗的活動,手放進袋子裡,用橡皮筋輕輕封口。
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幾分鐘後就會看到內部出現水滴。拿下塑膠袋時也是一個觀察重點,感覺兩手的溫度有什麼不同,那又是為什麼?(可以很明顯感覺到汗水蒸發帶走熱)

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排出的液體就是水嗎?可以用氯化亞鈷試紙來測試。再度測試時,要把塑膠袋翻面,這樣才不會碰到前一次活動產生的液體。再度測試時,準備另一個塑膠袋裝空氣,當作對照組,這部分就是在觀察皮膚能排出水分。
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那麼還有哪裡可以排出水分呢?除了腎臟、皮膚以外,肺呼出的氣體也有水分。
用同樣的塑膠袋就可以測試,把乾燥氯化亞鈷試紙放在塑膠袋之後,略縮袋口,再呼氣進袋口,觀察氯化亞鈷試變色的狀況。

接著用塑膠袋繼續觀察呼氣的狀況,倒一點澄清石灰水進去,一樣略縮袋口,再吹氣進去,搖晃袋子,隨即可以看到石灰水變色。
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從上面的活動觀察得知

  1. 手的皮膚會排出水分,就算沒看到流汗也是會排水
  2. 呼氣會排出水分和二氧化碳
那麼植物呢?一株看起來葉子很乾燥的植物會不會排水呢?用塑膠袋繼續做實驗,套住一部分枝條或是一片葉子,然後用膠帶包住袋口,十幾分鐘後就可以觀察到它們都會排出水分。

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既然都已經拿著膠帶走出教室了,繼續用膠帶來作活動,把枝條轉向用膠帶固定,看是讓葉子翻面,還是枝條往下,總之就是逆著生長的趨勢。隔天再去觀察,這些植物的枝條發生什麼事情。
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這系列的活動要做的就是用簡單重複的材料,來觀察動物和植物的生理反應。

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