2015年1月2日

本土科普雜誌《科學月刊》改版,助高中教師面對十二年國教

面對十二年國教即將上路,高中教師卻仍對數理科目該怎麼開選修課程,充滿疑問。本土科普雜誌《科學月刊》集結高中、大學師資,合力推出系列專欄,提供模組化課程給高中教師。

十二年國教107學年起加開選修課,沒有課綱、課本,課程設計得靠自己,對平時教學繁忙的高中老師而言,無疑是一大困擾。特別是數理學科,怎麼能夠跳脫既有的課程,讓學生能有更廣闊的科學視野,甚至跨科整合,成為選修課設計的難題。

  l   選修課不擔心,模組課程當參考
台灣本土經營45年的科普雜誌《科學月刊》,於2015年起規劃一系列數理課程專欄。《科學月刊》總編輯曾耀寰表示,這些專欄內容以高中彈性選修課程為目標,並希望透過課程模組化的方式,幫助高中教師規劃教材。專欄的作者群來自於實際參與選修課程的高中教師,以及關心高中教育的大學教授,所共同組成的團隊。

l   就是那道光,北一女趣味天文課
與《科學月刊》合作的其中一組團隊,是一群北一女中的教師,他們跨越物理、化學、數學、資訊和英文等多學科共同合作,設計以「光譜」為主軸的天文課程教學模組。除了教學課程之外,參與的學生能實際運用線上天文資料庫進行分析,或實地進行天文觀測。團隊在專欄中提到,他們發現這些課程真的能引發學生對天文研究的興趣!未來一年,他們會將實施教學的內容與成果,呈現在「就是那道光」的專欄中。


除此之外,數學、物理、化學、生物、地科領域也將各有一個專欄,以高中課程為基礎,衍生出課本中沒有的科學探索,以及容易進行的實驗與活動。以一月號為例,數學專欄結合數學中的「排列組合」和化學中的「同分異構物」,跨越學科限制,找出中間的整合思維;物理專欄以網路熱門影片為主題,談金屬珠鍊為何可以形成噴泉的現象,讓學生實際操作,看什麼樣的條件下噴泉能噴最高;生物第一課談到的生命現象,從文字中帶領讀者去認真思考,到底什麼是生命;化學則談到我們熟悉的X光,竟然可以用在考古上;而面對超強颱風、龍捲風,這些專欄都將以簡易、有趣的敘述方式,每個月固定呈現於雜誌中。

l   走過45年,科月改版全彩上市
20151月《科學月刊》出版滿45年,在一群台灣科學家推廣科普的理念下經營,現在已是市面上老字號的科普雜誌。今年《科學月刊》也將跳脫以往黑白印刷的內頁,改以全彩印刷的方式呈現。科學月刊社社長程一駿期許,脫胎換骨的《科學月刊》能帶給讀者不一樣的科學閱讀饗宴,也讓更多人願意去吸收科普知識。

2015年1月1日

來自天然的樂趣 法布爾的昆蟲記

法布爾
Jean-Henri Casimir Fabre
1823–1915

法國博物學家、昆蟲學家、科普作家。
以《昆蟲記》一書留名於世,在科學與文學上都佔有重要地位,
為現代昆蟲學與動物行為學的先驅。

清朝作家沈復的散文集《浮生六記》裡,〈兒時記趣〉是大家耳熟能詳的篇章,文中盡是他童年對於昆蟲的想像與快樂。而法國昆蟲學家法布爾更是投入,將他畢生所熱愛的昆蟲研究,集結成巨作《昆蟲記》。這部由人生與自然交織而成的作品,除了精細記載著各式昆蟲行為,還藏有值得我們省思的另一層價值。

作者/王庭碩(臺灣大學昆蟲學系博士生)、楊恩誠(任教臺灣大學昆蟲學系)

法布爾(Jean-Henri Casimir Fabre),這位傳奇的博物學家,不但是十九世紀最重要的昆蟲行為研究推手之一,同時在年輕的求學過程中,對數學、物理學等基礎學門也有不少的貢獻。法布爾喜歡在自家花園中觀察昆蟲或是其他小動物的一舉一動,也喜歡順手記錄這些小生物如何在人類的世界裡打造出自己的家園。法布爾將這些紀錄彙集成《昆蟲記》(Souvenirs Entomologiques)。

昆蟲記裡來找碴

《昆蟲記》這套家喻戶曉的十冊經典巨作,成為許多昆蟲學家的啟蒙書籍。法布爾一生奉獻在昆蟲行為的觀察研究上,提倡以尊重生命的態度,在野外直接進行實驗,實地觀察這些昆蟲的活動,而非一味的在實驗室裡解剖生物或是實行殘害性的試驗。這些寶貴的觀察紀錄,也對後人在昆蟲行為研究上有著非常深遠的影響。

法布爾的《昆蟲記》中,敘述不少他對於昆蟲的觀察紀錄以及實驗過程,可以清楚了解他對昆蟲的熱忱。無論是描繪昆蟲本身細緻的體表構造,或是描寫昆蟲的每個動作,都顯示出他專注的觀察態度,否則無法將這些瑣碎的事件勾勒得栩栩如生。法布爾的著作中少有晦澀難解的文字,多半是以輕鬆活潑的方式記下他的所見所聞。而這種撰寫方式,是優點也是缺陷,有時容易造成法布爾描述昆蟲行為時,出現過度擬人化的闡釋;也因為這種敘事文學的寫作模式,《昆蟲記》受到當時科學界的冷嘲熱諷,少有正面的評價出現。即使如此,法布爾仍憑藉著對科學研究幾近瘋狂的熱愛,寫下了大量的觀察結果。而隨著時代的演進,或許我們可以試著在他留下的這些大量觀察紀錄之中,找出法布爾所留下的研究,是否暗藏著一些容易被遺忘的實驗錯誤。

量子統計的誕生

巴基斯坦物理學家玻色那篇僅1500字的論文開啟了量子統計力學之大門!有這麼重大的貢獻,為什麼他卻與諾貝爾物理獎無緣?

作者/賴昭正(前清大化學系教授)

在〈量子統計的先鋒──玻色〉(《科學月刊》1971年4月號) 裡, 筆者簡介了一位名不見經傳,任教於東巴基斯坦的講師玻色(Satyendra Nath Bose), 且稱他為量子統計之先鋒。他於1924年6月4日,寄了一篇僅1500字,題為〈普朗克定律及光量子的假設〉的論文給愛因斯坦,且附函謂「如果你認為它值得發表,可否請您將它譯出,投稿到Zeitschrift für Physik。⋯⋯」。愛因斯坦不但親自將該篇英文論文譯成德文,於七月初以玻色的名義投稿至該期刊,並於文後註曰:「依我看來,玻色推導普朗克公式的方法為一重要里程碑。該法亦可用來推演理想氣體的量子論;不久我將發表其詳細結果。」就這樣,一篇曾被英國名物理期刊退稿的短論文,率先敲開了量子統計力學之門!

【更詳細的內容請見科學月刊第541期(購買請點)】

質譜分析在食品安全上的應用

攤販前張貼的分析報告、小吃店門口的掛保證,是哪個機器如此強大,帶我們度過飲食風暴,守住食品安全的最後防線?想要讀懂報告上的數據,那就先認識質譜儀吧!

作者/呂廷璋(任教臺灣大學食品科技研究所)

質譜分析在近幾年接連發生的食品醜聞事件爆發時,屢屢在報章媒體中被提起,用來檢驗或確認牛奶製品中的三聚氰胺、飲料與果汁中的塑化劑、澱粉製品中的順丁烯二酸與攙假在橄欖油中的銅葉綠素。質譜分析儼然變成食品問題的萬能掃描雷達,只要打開此照妖鏡,問題食品就無所遁形。因此農林水產、食品生產與貿易、衛生管理等各單位紛紛購置質譜儀,希望藉由這個保護傘,確保食品的安全。就讓我們來認識質譜分析的基本原理,以及它在食品安全監控上所扮演的角色。

水中最強生物 橈足類

橈足類,水中最善變的生物,因游泳肢外形類似船槳,獲得橈足的封號。牠們分佈廣泛、種類繁多、適應力強,更是維護水域生態系的重要角色。但其實牠們的存在鮮少人知,蹤跡卻是處處可見⋯⋯

作者/鄭有容(任職臺灣大學海洋研究所)

社會金字塔結構下總有一群無名英雄,他們位居底層,卻總是辛勤耕耘、默默奉獻,維持整個大環境的穩定發展。然而,他們的存在與價值卻往往被人們所忽視。水域生態系中也存在著這類的無名小卒,牠們的付出維繫著生態系的穩定發展,卻罕被重視,這些足以撼動生態系平衡的生物就叫做──橈足類。

明星研究船-海研一號

海研一號是臺灣第一艘專為海洋研究而興建的研究船,30年來不斷默默地、忙碌的刻劃著臺灣海洋研究向前邁進的痕跡。

作者/詹 森(任教臺灣大學海洋研究所)
(范光龍 攝影)

初夏的午後,嘈雜的會議室內坐滿了人,一名中年男子皺著眉頭發言道:「我們整合計畫十幾個主持人,申請30天已經很精簡了,現在被砍成20天,很多工作都排不進去了,掌門人能不能協調加5天回去?」語畢四周響起喃喃附和的聲音。被稱為掌門人的學門召集人尚未回應,另一名主持人卻起身說道:「話說回來,」他清了清喉嚨,「20天其實已經不少了。你們整合計畫就不能整合的更好一點兒,然後讓出一些天數給其他人嗎?」話中還以手勢強調整合二字。眼看臺下的發言有升溫的趨勢,臺上的召集人揮舞雙手安撫大家道:「好好好,待會兒各計畫的申請安排檢視一遍後,我們再斟酌好不好......」

從昆蟲小博士到昆蟲學博士 法布爾在臺灣

根據各方專家的推估, 臺灣物種數量約佔全球物種的1/10~1/15,已知物種超過3萬6千種,其中昆蟲就佔1/2以上的比例。不過你可能沒想過,這些物種數目是個累積的數字,估計昆蟲種類數可是一門大學問。

臺灣昆蟲種類繁多,遇見昆蟲並不難,但昆蟲學的教育卻還有待加強。本文將以直翅目為例,由昆蟲系統分類、生物多樣性,以及昆蟲相所反映出的生態,啟發現代法布爾探索臺灣自然。

作者/楊正澤(任教中興大學昆蟲學系)

如果你知道臺灣昆蟲種類的數目,與法國相較之下,你會訝異我們的昆蟲多樣性與昆蟲教育的普及和素養的落差。

蜂情萬種 《昆蟲記》裡蜂臺灣

法布爾《昆蟲記》中提到的蜂類多達上百種,有石蜂、泥蜂、土蜂⋯⋯,這些蜂類究竟所指為何?而我們對於蜂類的認識是否太少?原來蜜蜂不全然是「蜜蜂」?原來蜂類也過著獨居生活?那麼臺灣又存在哪些蜂類呢?臺灣也有法布爾,帶我們用鏡頭對準牠們的世界。

作者/陸聲山(任職林業試驗所森林保護組)、宋一鑫(任職苗栗區農業改良場蠶蜂課)

在法布爾的《昆蟲記》中,提到許多蜂類的有趣研究,但一般人對於蜂類的認識,除了會釀造蜂蜜外,對牠們的印象往往是聞「蜂」色變,尤其是虎頭蜂,可謂惡名遠播。法布爾一生中深入研究多種蜂類,透過優美的文字寫下《昆蟲記》,娓娓道出狩獵蜂這個大自然高明的殺手,讓人對其麻醉獵物以保鮮的技巧嘆為觀止,不得不欽服蜂類演化上的奧秘。書中也著墨於泥蜂(細腰蜂),但你知道,泥蜂、穴蜂、土蜂、石蜂、壁蜂等相近的稱呼到底有何不同?唯有透過生物學名,才能讓我們了解法布爾所研究的蜂究竟是哪一種。例如他所提到的五種黑胡蜂(Eumenes)是指獨棲性的蜾蠃(ㄍㄨㄛ ˇ ㄌㄨㄛ ˇ),而非社會性的黃/黑胡蜂(Vespula)。藉由《昆蟲記》,從臺灣本土的角度出發,闡述蜂類的多樣性,能讓我們對蜂類有進一步的認識,減少因物種俗名而衍生的混淆認知。