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2019-11-15獻給徘徊在生物科圍牆邊不得其門而入的孩子們
455 期
Author 作者
李曼韻
關於生物課的教學，我有著太多太多分享不完的經驗與想法，但核心理念永遠只有一個：就是希望孩子們經由生物課，更理解生命的奧妙，更喜歡大自然，然後在大自然中被呵護，同時也呵護著大自然。
這樣的理念像塊石頭，大部分人看見的石頭就只是顆石頭，既不起眼，也沒價值，有時甚至視其為「障礙物」。我默默地努力，慢慢地把頑石磨成了心願。這個微不足道的小小心願，磨了大半輩子，就是想做好自然科的基礎教育，幫助更多人喜歡生物、保護生態。
有些人為我的「磨石人生」感到遺憾，有些人勸我務實一點，因為「學生讀書不外乎為了應付考試，考完試就還給老師了」。我多麼希望不要有那麼多人去認同這句話，卻也經常務實地自省：我自己呢？我已經把多少無形的知識還給老師了？我給學生的，他們又能記得多少？
幾次在夢中，我被學生丟過來的課本砸醒，嚇出一身冷汗。這促使我一直思考著：如何走出「讀書後緊接著考試、考試後又繼續讀書」這個循環。
在職涯舞台逼近鞠躬謝幕之際，我仍希望用頑石的精神來鬆動這個循環。
我的前兩本書《生物課好好玩》和《生物課好好玩2》大多是遍布生活周遭的戶外教材，目的無非是希望家長可以利用假日，和孩子們一起走進大自然，透過自主學習上幾堂生物課。關在教室上生物課真是悶啊！花開鳥啼、葉落蝶舞盡在窗外，課本上永遠是些很難讓人有感的器官、細胞，或不易見到的異國生物。但身為生物老師能有什麼辦法？課綱就是那樣條列，教科書就是這樣編寫。所以課後的連結就只能自立自學了，這裡所說的「連結」就是「生活經驗」、「生態環境」與「生物課本」的連結。貼近生活的學習內容，其實正是108課綱中強調的「素養」。
可是，編輯告訴我：小讀者們讀完兩本《生物課好好玩》後，到了課堂上，依然覺得生物課本好難喔！換句話說：短時間內，戶外課還是很難幫助孩子的成績突飛猛進，所以少有老師會在進度壓力之下砸時間去上戶外課。倒也不是說上課讀書全是為了考試成績，但若有一本書，能讓你透過文字的引導，進而理解課本中滿滿的「火星文」，在課堂上聽得懂老師的講解，不再覺得生物課很難，然後，看到了評量的分數提升，這的確是令人快樂的。最重要的是，這樣的快樂是過程，一個扎實的學習過程，並非僅存於看到成績進步的剎那。
我希望，第三本《生物課好好玩》，就是一本可以幫助你讀懂、理解，然後在評量上可以拿到好分數的書。你可能會說：那跟「參考書」有什麼不一樣嗎？市面上參考書何其多，輪不到我再來插一腳；更何況，中小學生讀最多的書就是參考書了，也不需要我來鼓勵閱讀。然而，中學生的課外時間，幾乎只讀參考書，這是一個教育怪現象。有時，學生反問我「要讀什麼書才能學好生物呢？」真是個好問題，沒有標準答案的好問題。
參考書不是不能讀的違禁品，但我不希望家長只買參考書給孩子讀。中學生只讀參考書必有其原因，因為「得分效益高」。參考書的優點是重點都條列化、表格化，清清楚楚地整理好了，只要照著背，拿分數可說是萬無一失。此外，還有很多練習題，大家都知道，高分祕訣無他，唯勤做題庫而已。但參考書的缺點呢？天下沒有省功的事啊，物理學中有個通俗好懂的道理：省時的機械必然費力。別人幫你做太多、做太好，你就失去學習的機會了。換句話說，若只讀參考書而不讀其他書籍，那麼在閱讀量、閱讀學習、閱讀理解，甚至是欣賞文章的閱讀力都會隨之下降。如此一來，真正需要你親自去歸納分析、整理重點的時候，你會因為練習不足而顯得吃力，更遑論提問、批判等其他能力，幾乎沒有磨練成長的空間了。
因此，回到學生的問題。「要讀什麼書才能學好生物呢？」我希望這一本書可以是其中一個答案。
這是一本注重理解的「導讀書」，除了緊扣課本中諸多重點之外，也點出學生在生物科學習中最容易誤解的迷思概念，當然也延伸出一些可以自學的小主題。此外，有許多跨章節的統整概念，將生物的內涵進行更緊密的融合，讓這些概念不再只是支離破碎的定義與名詞而已，這些統整都有助於持久而有效的學習。當然了，接下來要靠讀者親自去讀，融會貫通後整理成自己的筆記，學習才能見效。如果你選對書、用對讀書方法，別說是想讀懂生物課本的火星文，想銜接其他科普書籍的閱讀，相信都能更得心應手。
這樣一來，你是不是會更喜歡生物課呢？我希望是的，唯有你喜歡這門課，你才更有機會走進大自然，被大自然療癒，也有能力去療癒千瘡百孔的大自然。
你要說這是本另類的參考書嗎？無妨。但是，不要只是用指尖翻過，這是本需要慢慢咀嚼的書。慢讀，才能回甘。
僅以此書獻給所有徘徊在基礎生物學圍牆邊，不得其門而入的孩子與家長。
我們居住的世界有些什麼？生命的發現
認識生命現象與生物圈
｛本章學習目標｝
給學生：生物課，顧名思義是要學習與生物有關的知識。剛從六年級升上七年級的你，是不是被排山倒海而來的生澀名詞給嚇倒了呢？放心，先學習歸納、分類，熟悉生物學家如何以簡單的名詞整理龐雜的生物知識，以理解式的讀書方式親近這門課，一定會覺得越來越有趣喔！
給老師家長：從自然課到生物課，孩子的學習常常會卡在一些基本名詞的理解而難以前進。在生物課中，「代謝」常常是讓很多孩子卻步的名詞之一，本章除了介紹「生命現象」和「生物圈」，也簡潔地介紹「代謝」，讓孩子「小試身手」，建立求知的信心。後面幾章會有更進一步的說明。
關鍵字提示：#生命現象 #代謝 #感應 #生物圈 #化學變化 #化學反應 #蒸散作用
生物學家用二分法把世界上的事物分成生物與非生物。如何定義「生物」呢？課本會這麼說：「所謂『生物』，就是可以表現出生命現象的個體。」那麼何謂「生命現象」呢？先不要急著從課本裡找答案，先用你自己當例子，想一想生物有哪些和非生物不一樣的「行為」吧！這一題不是很難，你應該可以很快就想到：吃、排泄、呼吸、運動等等，顯然都是非生物不會有的行為。畢竟，你應該沒見過哪個活人可以不吃、不排泄、不呼吸、不運動吧？
那麼，除了人類以外的其他生物呢？拿植物來當例子好了，植物會行光合作用、蒸散作用，還會繁殖下一代，這些也都是非生物不會有的。
不過，光憑這樣的敘述還不夠「專業」，這時再拿起課本來看看吧。對於「生命現象」，課本是這麼說明的：「所謂『生命現象』就是生長、代謝、感應、生殖等。」嗯，「生長」和「生殖」聽起來很容易理解，「感應」呢？「感應」指的是生物體會感覺到環境中的變化，並做出適當反應，這反應通常是有利於生物生存的。例如我們的腳踩到釘子會迅速縮回，植物則在沒有陽光時就關閉氣孔。「感應」需要慢慢解釋，所以第五章才會繼續說明。
現在先簡單解釋「代謝」，後面的章節也會循序漸進繼續把這個名詞解釋更清楚。
「代謝」是什麼？
我們先從日常經驗說起，想必大家都一樣，一日三餐，也許還加個下午茶、點心和宵夜。這麼多食物吃下肚後都到哪兒去了呢？你可能會回答：「被消化了。」
那麼，消化之後呢？答案是「吸收」，吸收掉的養分必須被「用掉」，以便讓你長高、長胖。事實上，無論是消化、呼吸、用掉營養、合成肌肉後長大⋯⋯這些都屬於代謝。「代謝」這兩個字是「新陳代謝」的簡稱，我們常聽人說，多做運動能促進新陳代謝。其中的「新陳代謝」就是代謝。
再回到生物學的定義，解釋得更詳細一點，代謝是「生物體內細胞中各種化學反應的總稱」。哇，「化學反應」又是什麼？別緊張，先聽老師繼續說明。
吃下肚的食物變成營養，像這樣，世界上存在著各式各樣物質的變化，而物質的變化可依據其本質是否改變，或者是否有新物質產生，可分成化學變化和物理變化。
化學變化也稱為化學反應，是指物質的「本質」發生變化，並產生新的物質。例如燃燒就是其中一種化學變化。木炭燃燒後產生二氧化碳，二氧化碳相較於原來的木炭，就是新的物質，兩者的性質與組成都不同，因此這種變化過程正符合化
學變化的定義。
物理變化指的是物質的「本質」沒有改變，只有物質的「狀態或形狀大小」產生變化。例如水因溫度或壓力不同，會呈現出固態、液態、氣態等不同形態，但是它的本質還是水，且形態改變之後沒有新的物質產生。例如水呈現為固態時，就是冰，冰熔化為液態後，本質還是H★下標★2★O，沒有新的物質產生。所以水的三態變化為物理變化。
「代謝」中的分分合合：認識「分解」和「合成」
好了，現在你理解代謝是「生物體內細胞中各種化學反應的總稱」了吧？那麼，讓吃下肚的食物轉換成營養的各種化學反應，有哪些呢？主要有兩種，一是分解，另一個是合成。
「分解」指將大分子分解成小分子，例如我們吃下白飯後，主要成分澱粉被「分解」成小分子葡萄糖，而雞肉吃下肚後，主要成分蛋白質也一樣會被「分解」為小分子胺基酸。
「合成」則相反，是小分子合成大分子，繼續以上面的例子說明的話，雞肉的主要成分蛋白質被分解為小分子胺基酸後，再將小分子胺基酸「合成」為大分子蛋白質。咦？看到這裡你可能不禁疑惑了，先拆了房子又要蓋房子，有必要嗎？答案是必要的。再繼續用雞肉說明吧。雞肉的蛋白質分子很大，無法通過細胞膜進入細胞，所以必須先分解成小分子的胺基酸，才能順利進出細胞。再者，胺基酸要合成蛋白質，才能組成人類的肌肉，真正發揮作用。這就是為什麼「分解」
與「合成」都是如此重要。
新陳代謝就是這樣，分解、合成、合成、分解，不斷地分分合合。不斷消耗能量，或產生維持生命所需的能量，不停合成新的分子、細胞、組織，以替換衰老的分子、細胞等。有了新陳代謝，嬰兒才能長成孩童，才能長成大人。
生物圈有多大？
「生物圈」的英文是biosphere，由bio及sphere兩個字根所組成的，bio表示生命（life），sphere代表的是球形、圈子。「圈」的概念很容易理解，我們稱外圓中空的東西或形狀為「圈」，例如游泳圈、甜甜圈。地球是圓球形，外圍的空氣稱「大氣圈」，延用「圈」的概念來形容，海水、淡水、冰層組成了「水圈」，地表一層固體物質稱為「岩石圈」，這三者共同構成了地球上所有生物生存的空間。科學家將生物在地球表面生存與活動的地方稱為「生物圈」，其範圍約在海平面以上及以下各10公里，總共約20公里。
許多生物課本中都有一個常見的形容，就是如果把一顆蘋果比喻成地球，那麼，生物圈的範圍大約只是蘋果皮的厚度而已。這比喻好不好呢？為什麼都是用蘋果？橘子行不行？蘋果皮厚度該怎麼計算？以上都是好問題。請進一步算一算、想一想，答案在本篇文章的最後。
我們在這裡先引導大家以「比例」的概念探究這個問題。首先，我們如果知道蘋果的半徑以及蘋果皮的厚度就可以知道其比例，同樣的，我們如果知道地球半徑，生物圈範圍已知為20公里，那麼，也可以算出其比例，只要將兩者的比例相互比較看看數值是否相當，就知道以蘋果皮比喻生物圈範圍這個比例是否恰當了。就請大家動腦想一想吧！答案在本篇文章的最後。
生物圈裡有什麼？認識和我們截然不同的生物
生物圈內因環境不同，多種生物形形色色。以人類的角度思考，如果以旅遊的形式，到北極圈看一下極光或到南極探望國王企鵝還可以，若是長久居住，想必你就會渾身發抖，直呼不可能了。同理，登高山固然可以自我挑戰，但高山空氣稀薄，一樣不適合居住。沙漠呢？缺水是個大問題，那就更別提深海的水壓了。
但這些不適合人住的地方依然有生物的蹤跡，為什麼呢？是因為這些生物比較能吃苦耐勞？不是喔！主要是這些生物已演化出特殊的構造或適應策略，足以應付在惡劣環境中存活的難題。例如仙人掌科的植物，葉子演化為針狀或小刺，主要功能在於減少水分蒸散，其次，也能嚇阻動物吞食。除了針狀葉之外，莖演化為肥厚多漿的肉質狀，得以儲存水分，同時，根系覆蓋範圍寬廣，下大雨時可吸收最多的水分。這些特殊的構造，都是仙人掌得以適應乾燥沙漠最主要的原因。所以，種仙人掌時不需要經常澆水，也要注意排水，就是因為這個原理。