NO.59-01 2020 FEB | 科學研習期刊目錄 本期專題 科學素養學習 自然科領域探究與實作課程協作平台之建置分享 | 吳仲卿 以開放性問題融入探究與實作課程 | 徐鏞元 發展探究與實作紙筆測驗與作答數據分析 | 何興中、李麗偵、林蓓伶、盧政良 素養導向探究實作課程之實踐與教學策略 | 謝甫宜 108課綱新型態課程-「探究與實作」之規劃與執行經驗分享 | 趙君傑 新課綱自然科學探究與實作的理念與實踐 | 簡麗賢 教學現場 一位高中生的電化學物理研究之旅—科學探究與實作的自主學習案例分享 / | 李柏翰 科學趣味競賽融入多元選修課程之高中教學現場經驗談 | 柯瑞龍 從生活到課堂--三用電表的教學示例 | 林宣安 追「風」逐「電」 －以風力發電機進行探究與實作 | 李宥霖 磁鐵雲霄飛車教學分享 | 廖進德 科學新知 2019諾貝爾物理獎介紹 | 吳俊輝 特約專欄 可可冰之跨域教學研究 | 劉淑雯、洪文徽 閱讀《禮記·月令》設計Reading-STEAM教學活動 | 古建國 歷史上的臺灣龍捲風 | 黃文亭 森棚教官數學題－交換糖果 | 游森棚 科普活動報導 Kiss Science— 科學開門 青春不悶 | 洪美慧 自然科學探究式網路競賽實例分享 | 黃真瑱、李伃芳、李奕賢 科教館GO好玩 女孩們一起動手探索科學趣 | 顏慈瑤、陳虹樺、蘇萬生、陳雪玉 總召集人的話 自2019學年度實施的12年國教自然科學領域課綱，強調以增進學生科學素養作為自然科學課程發展的目標。本期特別以「科學素養教學」為專題。 「本期專題」單元共有六篇文章，〈自然科領域探究與實作課程協作平台之建置分享〉一文分享建置「自然科領域之探究與實作協作平台」的概念與做法。〈以開放性問題融入探究與實作課程〉一文分享台師大物理系利用開放問題進行探究與實作課程（簡稱物理思辨課）的經驗。〈發展探究與實作紙筆測驗與作答數據分析〉一文介紹數學創造力的相關理論與研究、教材與教學策略以及教學實踐。〈素養導向探究實作課程之實踐與教學策略〉一文從數學角度介紹統計與資料科學背後追隨的人工智慧之夢。〈課綱新型態課程-「探究與實作」之規劃與執行經驗分享〉一文討論向銀行「借錢」買房子後，如何「還錢」最划算。〈新課綱自然科學探究與實作的理念與實踐〉一文討論「教學現場」單元刊登五篇文章，〈一位高中生的電化學物理研究之旅 —科學究探與實作的自主學習案例分享〉一文利用小四學生學習長方形和正方形的周長與面積單元，解說該如何讓學生學得完整的周長與面積概念。〈科學趣味競賽融入多元選修課程之高中教學現場經驗談〉一文介紹數學奠基活動國中組中的「矩形拼板」桌遊活動。〈從生活到課堂--三用電表的教學示例〉一文利用類似雞兔同籠問題，說明嘗試錯誤、有規律嘗試錯誤、邏輯推理、代數解法之間的關聯及重要性。〈追「風」逐「電」－以風力發電機進行探究與實作〉一文解說如何藉由小五「多邊形」的學習，引導小六連結「逼近」概念以及先備學習經驗，讓圓面積的學習更有脈絡性。〈磁鐵雲霄飛車教學分享〉一文分享作者多年來帶領高中生從事專題研究，進而形成科展作品的過程。 「科學新知」單元刊登兩篇文章。〈諾貝爾物理獎介紹—從系外行星到宇宙奧秘〉一文帶領讀者面對「颱風假」課題，省思應如何看待及抱持何種態度才不致失焦。〈可可冰之跨域教學研究〉一文則介紹臺灣在集集地震後在地震測報工作的進展。 「特約專欄」單元刊登三篇文章，〈閱讀《禮記·月令》篇設計 Reading-STEAM教學活動〉一文拋出有關兩個三角形全等條件的問題。〈歷史上的臺灣龍捲風〉一文分享走讀日本福音館《かがくのとも》(科學之友)月刊50周年展後對月刊科學繪本的介紹與推薦。〈森棚教官數學題〉一文則提出對PBL-STEAM課程發展與教學活動設計的見解。 「科普活動報導」刊登兩篇報導：〈Kiss Science—科學開門 青春不悶〉透過2019年指導學生參與自然科學探究式網路競賽得獎作品實例，說明進行探究活動的歷程；〈自然科學探究式網路競賽實例分享〉報導國研院善用其強項和方式讓孩童愛上科學的展覽活動。 本期「科教館GO好玩」單元刊登〈女孩們一起動手探索科學趣〉一文，則介紹如何透過有趣的卡牌桌遊，讓民眾甚至年齡更小的學童曉得核災的知識。 總召編輯委員 - 李隆盛 關於本刊 出版單位：國立臺灣科學教育館 發行人：陳雪玉 總召集人：李隆盛 編輯委員： 物理科吳仲卿/陳耀榮/李柏翰/盧玉玲 | 化學科古建國/許良榮/王伯昌/林如章/周金城 | 生物科王美芬/蕭世輝/陳建志/郭淑妙 | 地球科學許民陽/王郁軒/李文禮/謝隆欽 科技科張玉山/汪殿杰/林育沖/趙珩宇 | 數學科李源順/鄧家駿/溫世展/張宮明 | 跨領域學科李名揚/連信仲 | 特約專欄 游森棚/黃琴扉/劉淑雯 策劃：曾聰邦 主編：錢康偉 本月專題特約主編：吳仲卿 編輯：吳郡怡 網頁設計編輯：曾怡/施曉恬 投稿規範請來信詢問：article@mail.ntsec.gov.tw

前饋(feed-forward)是一種於生理反應發生之前，所進行的調節機制，為即將發生的生理作用進行準備。前人對於蟑螂消化道的前饋作用，大多著墨在酵素分泌的調節作用。本研究以美洲蟑螂作為實驗動物，觀察蟑螂消化道中前腸的組織型態，並以肌肉電位圖(electromyography, EMG)的記錄方式，探討探討味覺刺激對蟑螂嗉囊與砂囊肌肉活動的調節作用。我們發現蟑螂的消化道由橫紋肌所構成，有別於人類消化道主要由平滑肌所構成。由EMG的紀錄得知，餵食葡萄糖溶液時，可增加蟑螂嗉囊肌肉的放電幅度；而餵食味精(麩胺酸)溶液時，可增加砂囊肌肉放電幅度，推測葡萄糖與麩胺酸各可引發嗉囊與砂囊肌肉的收縮活動，皆屬於前饋機制的例子；若以清水清洗口器時，亦會引發前腸肌肉的放電行為，推測為清洗口器時引發吞嚥反射所致。

本次的研究起因於生活中的小插曲－「果汁不小心滴在相片上，相片產生了變化」。而平時自然課老師不斷的提醒要隨時觀察身邊事物的變化，有興趣就好好的研究，因此我們決定找出到底是果汁中的何種成份使照片產生變化。在研究的過程中，我們從實驗中得到了答案，也發現了新的問題，經過不斷的討論與實驗，我們的主要發現如下：一、相片上繽紛的色彩是由紅、黃、藍三種原色所組成。二、相片上這三原色上色的次序先後是黃 紅 藍。三、水果多為弱酸性（pH=4），然因所含酵素種類不同，對相片所產生的影響也不一樣。四、檸檬酸使相片變色的情形是將相片的三原色直接溶解了。五、將奇異果及鳳梨果汁經高溫加熱後，因酵素受到破壞，對相片產生的影響與檸檬酸對相片產生的變化相同是一樣的。所以我們認為使相片產生劇烈變化的主因是水果中的酵素，而水果中的微酸亦可對相片產生些微的侵蝕效果。但是，研究過程中水果酵素並不易取得，所以我們是以「蛋白質分解酵素」來實驗；如能取得不同水果酵素，相信可進一步加以研究探討。

開學時分配掃除工作，我們這一組式水族箱清潔隊，負責清潔自然科學教室和一年級教室裏的水族箱。自然科學教室的水族箱經常較乾淨，而一年級教室裏的水族箱就不同了。那裏面養的是金魚，排泄物特別多。一年級的同學又常常把飼料放得太多，魚吃不完的飼料就沈到下面發黴，好可怕。這些沈積物在水中輕飄飄的不好打撈，也撈不乾淨。使得我們要每隔一個月把水族箱內的砂石清洗一次。為了清洗砂石，先把魚用網撈出來寄養在別的水族箱，然後拆下打氣設備、溫度計、自動調溫器，搬出水罩和石頭，才能把砂石倒出來清洗，洗好了再一樣一樣放回去。因為換了水還要放一些海波，再等半小時，才能把魚接回來。這工作又麻煩又怕東西被打壞，真是苦差事。想到平時老師常鼓勵我們研究實驗，何不來研究有沒有較好的方法來維護水族箱的清潔。

石油，也稱原油，是一種粘稠的、深褐色液體部分呈現無色或淡黃色，石油是由海洋動物和藻類殘骸被埋在厚厚的沉積岩下，經過漫長的壓縮和加熱後逐漸形成的形成的。\r 生物主要是碳、氫、氧、氮、磷、硫等等有機物組成的，這些有機物經過高壓高溫變質作用後所形成的石油，是分子結構的重組，主要元素成分無太大變化，所以石油必為碳氫化合物或含有硫化物的物質。\r 石油可被提煉為\r 1.氣體類 : 瓦斯。\r 2.液體類 : 汽油、石臘油、煤油、柴油、燃料油、潤滑油、通用溶劑。\r 3.固體類 : 臘、瀝青、柏油等共三千多種。\r 由石油提煉出來的石化基本原料如烷、烯、苯、酯、醚類等，經過加工後可成為塑膠、人造纖維、人造橡膠、化學用品等，再拿來製造成日常生活用品如鞋子、輪胎、衣服、油漆、塑膠用品、化學肥料、醫療藥品及清潔劑……等等，是日常生活不可獲缺的物品。\r 所以石油不只侷限於固態或液態，也不僅止於當作燃料用油。

傳導是指熱經由物體傳送，從溫度高的地方傳到溫度低的地方。不同的物體對於熱的傳導效果並不相同，金屬對熱的傳導效果通常比非金屬對熱的傳導效果來得好。生活中常見的物質對熱的傳導速率大致是：銀＞銅＞鐵＞水銀＞水＞空氣。一般而言，傳熱速率是：金屬＞液體＞氣體。

蘿蔔糕食用簡便且具有特殊口感，但產品 pH 值低及水活性高，容易腐敗或長黴。現行法定許可之防腐劑用量對蘿蔔糕的保存期限無延長之效果，故市面上只能以低溫包裝儲藏來延長保存期限。因此要達較長保存期限，除了從製程作業衛生控制著手外，運用微生物柵欄技術（Hurdle Technology）如調整 pH 值、Aw 值及添加天然抑菌劑等是必然手段。基於生產成本考量，本研究自製蘿糕並探討酸化與添加天然中藥材萃取液於其性質變化。蘿蔔糕貯存於 4℃及 25℃結果顯示，總生菌數分別在第 7 天及第 4 天得最高量，故未添加基質前低溫貯存優於高溫狀態。四種酸化模式試驗結果顯示，以檸檬酸效果最佳。不同中藥萃取液加入蘿蔔糕後總生菌皆較未加入者低，其中以白芍效果最優。

植物合成澱粉?抑制劑可以對抗動物的取食，國外實驗證明數種澱粉?抑制劑對害蟲防 治具有顯著效果，其中以腰豆(Phaseolus vulgaris)研究最多。我們利用5% T.C.A.進行粗萃，從台灣常見豆類中篩選出四季豆(與腰豆同種不同品系)與菜豆，對麗蠅的澱粉?具有明顯的抑制效果，對豬胰臟與黃豆澱粉?的抑制效果則小或無，此種抑制特異性深具害蟲防治的潛力。經由溫度與pH 的試驗發現粗萃中的澱粉?抑制劑成分應為蛋白質。我們以四季豆作為繼續研究的對象，將粗萃進一步純化，經由陰離子交換與膠體過濾層析，分離出單一蛋白質，經蛋 白質定序比對確認其可能為國外發表的腰豆澱粉?抑制劑—αAI-1。經由測試發現此抑制劑在 85℃時仍能抑制果蠅澱粉?，為一相當穩定的蛋白質；且抑制劑的作用受pH 值影響很大，在偏酸性環境下的效果最好，與昆蟲分泌澱粉?的部位亦為酸性環境有相當密切的關聯；且其 抑制作用具特異性，可明顯抑制果蠅、入侵紅火蟻、白蟻、蟑螂及麵包蟲等昆蟲的澱粉?活性，對人類唾液、豬胰臟、四季豆本身及黃豆澱粉?的抑制效果很小或無，值得繼續深入研究。 Plant amylase inhibitors can fight against predation from plant-eating animals. It has been reported that several amylase inhibitors have an obvious effect on pest control; among them that from Phaseolus vulgaris got the most surveyed. 5% T.C.A was employed to make crude extracts. We have screened the amylase inhibitor activities from crude extract among beans common in Taiwan. The inhibitors from both string beans (the different strain of Phaseolus vulgaris) and cowpea notably inhibited the amylases in Chrysomia megacephala, but little or no inhibition in porcine pancreas and soy bean. This specific inhibition behavior suggested strong potential in pest control. Its activity can be affected by temperature and pH suggested that amylase inhibitors in crude extracts should be proteins. String beans were chosen to be further purified from the crude extracts. A single protein was isolated after ion exchange and gel filtration chromatography. Through protein sequencing, the partial amino acid sequences were highly homologous to that ofαAI-1 from Phaseolus vulgaris, indicating it might beαAI-1. The purified protein still can inhibit the amylase from Drosophila melanogaster at 85℃, suggesting it is thermal-stable. Its activity was affected by pH and reached the peak in weak acidic environment, which might be related to the fact that amylases are secreted in acidic environment of insect’s midgut. It obviously inhibited the amylases from D. melanogaster,Solenopsis invicta, Odontotermes formosanus, Periplaneta Americana Linnaeus, and Alphitobius sp., while not to human saliva, porcine pancreas, soy bean and string beans itself. The unique pattern of inhibition activities of the purified amylase inhibitor was worthy of further anlysis.

有一天，爸爸、媽媽帶我去參觀全國音響大展，在現場各家廠商都印有許多說明書和廣告單分送參觀者，其中，有一張廣告單十分吸引我，因為有我最喜歡的拼圖遊戲。 於是，我當場玩了起來，想不到，在規定時間內全部拼出來了，真高興！第二天，我把拼圖帶到學校給同學玩，結果發現，大部份同學不太會玩，因此，激起我研究這張拼圖卡的興趣。

自2003 年10 月30 日至2004 年1 月20 日止，研究不同溫度對於蓋斑鬥魚生殖表現之影響。自臺北縣水產種苗繁殖場取得40 尾（北縣種苗場字第0930000192 號），將環境溫度設為20、25、30 ℃，每一個處理組，重複四次，每一次實驗，飼養雌、雄魚一對，控制光週期、食物量、密度等變因。結果顯示溫度提高，雄魚吐泡巢次數增加、泡巢間隔時間縮短；雌魚產卵次數增加、卵孵化時間縮短。在應用上，進行復育時可以將雌、雄魚飼養於較高溫度下，提高生殖表現，使其在非繁殖季的冬天可以繁殖下一代，生產更多仔魚。

在發生意外傷害時，冰敷包是緊急處理的利器，但是傷害發生在戶外活動時，往往無法及時取得冰塊進行冰敷治療，我們計算出人體皮膚單位面積的散熱量，並以它為基礎設計出一款新型的冰敷包，這款冰敷包利用液態二氧化碳(LCO2)汽化時產生的吸熱反應來降溫，符合「可攜帶」、「可長久保存」及「隨時可用」的條件，並製作樣品來證明它的實用價值，這對於經常從事戶外活動而又有受傷風險的人，實在是一大保障，在延伸研究中，我們以「液態二氧化碳冰敷包」為基礎，設計「液態二氧化碳冰桶」，使它更具有應用的價值。

在高中實驗課本等位線與電場的實驗中，我們發現有許多困難，且很多同學在相同的電壓下，所獲得的等位線的分布並不相同。因此引起對它深入研究的興趣，藉此想暸解影響結果的因素，並對實驗方法加以改良，推廣應用到一般靜電學之研究。