自然與生活科技學習領域：小池塘生態觀察與探究教學教案

項目〈活動方式〉

器材與資源

活 動 內 容

水池生態觀察與

體驗

1.校園中及附近社區的水生植物池

2.生態池塘圖片簡報、液晶投影機、電腦、螢幕。

1.觀察與比較水生植物池及生態池的異同。

2.討論學校水生植物池的動、植物生長情形。

3.觀察池塘裡水的來源以及水和土地之間的關係。

永續的自然水池蒐密

1.壁報紙、畫圖工具。

2.沙坑、水桶、布料、塑膠布、石頭、泥土…。〈由學生討論決定材料〉

3.完成的設計圖作品、液晶投影機、電腦、投票單。

1.分組操作水的流動與保留實驗。

2.依據實驗結果記錄，完成生態池的結構設計草圖及學習單。

3.分組畫出理想中的生態池。

4.向全校家長及師生發表各組完成的

生態池圖，表達各組團隊創意設計的成果。

5.進行全校投票甄選出優良的設計圖。

6.

快樂小工匠

鐵鏟、石頭、黏性土

、水生植物。

1.依據設計圖進行校園水池邊拆除工作。

2.進行水生植物的移植及復植。

校園生態池塘日記

畫圖工具、學習單

1.池塘生物觀察日記。

2.畫水中生物概念圖。

「小池塘」教學活動流程

說 明

【觀察情境察覺問題】

台灣由於地狹人稠，人口過度集中於都市以及環都會四周環境因應休閒需求而開發，有些天然水池因開發的需要被填平；有些水池因產業或觀光的需求被開挖，長此以往，天然的水池、隨著自然地形聚成的溝渠逐漸減少。水環境的自然生態面貌是什麼？人工化的水池符合水中生物生存條件嗎？水環境中的植物、動物之間的依存關係是什麼？水資源如何有效維護才能使水環境中的生物生生不息？

【引導討論確定問題】

當學生們都積極投入觀察、體驗與探索之後，積極擬定了一些子問題，準備做進一步的探究：

･水為什麼會保持一定的量在水池中不會流光？

･水源長期暴露在太陽下為什麼水還是清澈的？

･水池中的動、植物為什麼可以優遊自在的在環境中不斷生長？

･如果用人工做水池，什麼樣的水池能維持水環境中自然生態發展？

･為什麼水泥、磚塊的池底及邊不但無法維持水塘的水的乾淨度，而且無法調節適當的水量，當雨水過大時，又往往造成大的災難？

･什麼樣的水池能避免形成土石流？

【分工合作進行探究】

･戶外進行水池觀察，討論水的來源、水在水池上的保存以及認識水池裡動植物之間的關係。

･利用校園中的沙坑做池塘底部使用不同材質的結果實驗，找出合乎自然生態又能節約用水的好方法。

･將觀察和實驗結果提出和同儕討論，並且動手畫水池設計圖。

･從作品發表票選中相互觀摩與反思。

･實地實驗並將實驗成果分析、整合。

･進行改造水池環境的工作，拆除水池周圍水泥，使水塘四周溼地的動植物有更大的活動空間。

･觀察與記錄水池改造後，動植物生長的情形。

【分享經驗整合成果】

˙各組將觀察探究結果，寫成觀察記錄單。

˙舉辦水池設計平面圖發表及票選。

˙觀摩與討論「概念圖」的內容，提出問題探討並且完成學習單內容。

˙池塘生態觀察日記。

【綜合評鑑推廣應用】

大自然中有許多等待著人類一起去發覺的資源，小池塘的活動設計，以池塘生態觀察及探索為出發，透過操作與實驗過程，讓學生從體驗中瞭解水資源與人類生活、動植物生存環境等。整體水環境生態的重要關係。以維持自然生態環境永續發展，培養學生珍惜水資源的觀念以及尊重生命的情操。

◎學生分組探索學校附近山凹邊的天然水池，探索水池生態的形成和地理環境的關係。

◎水和人類的生活以及萬物的生長息息相關，那麼水和土地的關係又是如何？這也是學習探討的重點之一。

• 白地街生態池位於新竹縣竹北市白地里。池塘的主人引進德國技術與舖設透水、不透水多層池底材料，經過簡單的水循環設計將原本細小的水溝的水充分利用。池塘底部的石頭與水的比例，按照天然水池的原貌鋪設，並種植沉水性、挺水性、浮水性及水岸溼地植物等，經過相當一段時間後，水池形成動、植物自然生存與消長的自然生態環境。水池生態自然乾淨使得動植物生態豐富多樣。

• 觀察與比較過白地街生態池之後，學生們對於校內的池塘有了更多的疑問，並且思考解決問題的可行性。

素養要項

評量指標

學習活動項目

1 2 3 4

過

程

技

能

觀察

1-3-1-1能依裝置圖或規畫的實驗步驟來執行操作

1-3-1-2察覺一個問題或事件常可由不同的角度來觀察而看出不同的特徵

1-3-1-3辨別本量與變動量之不同(例如溫度與溫度的變化)

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比較與

分類

1-3-2-1實驗前，估量「變量」可能的大小及變化範圍

1-3-2-2由改變量與本量之比例，評估變化程度

1-3-2-3依差異之層次，作二級以上分類

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組織與

關連

1-3-3-1實驗時確認相關的變因，作操控運作

1-3-3-2由主變數與應變數，找出相關關係

1-3-3-3由系列的相關活動，綜合說出活動的主要特徵

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歸納

研判

與

推斷

1-3-4-1能由各不同來源的資料，構想成一個整體性的胚圖

1-3-4-2辨識出資料的特徵及通性並作詮釋

1-3-4-3由資料顯示的相關，推測其背後可能的因果關係

1-3-4-4由實驗的結果，獲得研判的論點

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傳達

1-3-5-1將資料用合適的圖表來表達

1-3-5-2用適當的方式表述資料(例如數線、表格、曲線圖)

1-3-5-3清楚的傳述科學探究的過程和結果

1-3-5-4願意與同儕相互溝通，共享活動的樂趣

1-3-5-5傾聽別人的報告，並作適當的回應

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科

學

本

質

3-3-0-1能由科學性的探究活動中，瞭解科學知識是經過考驗的

3-3-0-2知道有些事件(如飛碟)因採證困難，無法做科學性實驗

3-3-0-3發現運用科學知識來作推論，可推測一些事並獲得證實

3-3-0-4察覺在「以新觀點看舊資料」或「以新資料檢視舊理論」時，常可發現出問題

3-3-0-5察覺有時實驗情況雖然相同，也可能因存在著未能控制的因素之影響，使得產生的結果有差異

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科

學

態

度

細心切實

5-3-1-1能依據自己所理解的知識，做最佳抉擇

5-3-1-2知道細心、切實的探討，獲得的資料才可信

5-3-1-3相信現象的變化有其原因，要獲得什麼結果，需營造什麼變因

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思

考

智

能

批判思考

6-3-1-1對他人的資訊或報告提出合理的求證和質疑

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創造思考

6-3-2-1察覺不同的辦法，常也能做出相同的結果

6-3-2-2相信自己常能想出好主意來完成一件事

6-3-2-3面對問題時，能做多方思考，提出解決方法

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解決問題

6-3-3-1能規畫、組織探討的活動

6-3-3-2體會在執行的環節中，有許多關鍵性的因素需要考量

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 科

學

應

用

7-3-0-1察覺運用實驗或科學的知識，可推測「可能發生的事」

7-3-0-2把學習到的科學知識和技能應用於生活中

7-3-0-3能規劃、組織探討的活動

7-3-0-4察覺許多巧妙的工具常是簡單科學原理的應用

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科

技

的

發

展

科技的

本質

4-3-1-1認識科技的分類

4-3-1-2了解機具、材料、能源

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科技的

演進

4-3-2-1認識農業時代的科技

4-3-2-2認識工業時代的科技

4-3-2-3認識資訊時代的科技

4-3-2-4認識國內、外的科技發明與創新

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科技與

社會

4-3-3-1了解社區常見的交通設施、休閒設施等科技

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設

計

與

製

作

8-3-0-1能運用聯想、腦力激盪、概念圖等程序發展創意及表現自己對產品改變的法

8-3-0-2利用多種思考的方法，思索變化事物的機能和形式

8-3-0-3認識並設計基本的造形

8-3-0-4了解製作原型的流程

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「水池生態觀察與體驗」的教學活動流程

說 明

【協助學生確定問題】

•池塘的水從哪裡來？它是流動的？會流向哪？

•水塘裡有哪些動、植物？牠們喜歡什麼樣的環境？

•水資源是源源不絕的嗎？

【協助學生獲取資料】

•觀察不同類型的水塘，仔細體驗與比較。

•注意水池的四周生物、泥土和水的關係。

•探索土地和水資源之間的關係。

•[協助學生執行觀察]

•用數位相機拍下不同類型的水塘作成powerpoint提供學生觀察、思考。

•有些水池的邊是天然的泥土和雜草，有些水池的邊是石頭，又有些是水泥，他們和水環境產生什麼樣的關聯？請用觀察記錄表完成記錄。

【鼓勵學生提出想法】

•[鼓勵學生研判資料意義]

•小池塘的水資源以及生物的生存環境和你當初的想法一樣嗎？在這個過程當中你觀察到了什麼？

•[鼓勵學生依資料提出結論]

․小水塘的動物、植物和人類一樣，他們喜歡乾淨的環境。

․小池塘要經過細心規劃才能成為適合生物生存的生態池。

◎觀察與體驗的對象是多類型的，例如：天然的水池、人工的水池和經過特別設計和經營的水池。其間差異性非常大。很適合引導學生觀察，透過觀察與討論活動思考水池裡的動植物生長和環境之間的關係。

◎長期的觀察有助於問題的發現。

․依據觀察記錄表的內容獲得水池的水資源等相關資訊。

․水池無論大小生活在期間的生物會隨著環境不同而有所不同，例如：白地街的生態水池雖然小但是生物非常多樣。表示他的環境很適合各類不同的生物生長。油田村的水池雖然很大，但是它的生物生長卻沒有那麼豐富且多樣。

․水池的四周，包含水池的邊一定要用水泥或石頭才能保留住水資源嗎？依據觀察結果，答案顯然是否定的。水池過度人工化的結果，對生物的生長不但不利，對於水資源的維繫和保存也是不好的。泥土的池底及邊不但可以維持水塘的水的乾淨度，而且容易調節適當的水量，當雨水過大時，也不致於造成太大的災難。

【激勵學生推廣應用】

•三峰國小的水生植物池由於使用太多的水泥和磚塊施工，有些植物及生物生長得不好或無法生存，需要重新改造。

•用已經觀察體驗到的隻事概念重新設計三峰國小的水池。

【評量】

•完成學習單。

◎學生在體驗與觀察之後，再討論中提出校園的水池需要改造的想法。

「永續的自然水池蒐密」的教學活動流程

說 明

【協助學生確定問題】

•學校的水池邊有些硬梆梆的水泥和磚塊，經過學生的長期觀察及討論後認為，水泥經過太陽曝曬後熱度很高會妨礙生物的活動，例如：青蛙會不敢跳到溼地上活動，池水的溫度會變高等等…。因此，他們想用自己的方式重新設計水池塘，比較看看用天然的泥土或石頭圍的邊，會不會有意想不到的發現？

•透過觀察不同型態的池塘發現問題：小池塘裡的水資源如何流動，才能使水中生物生生不息？水中生物產生多樣化的繁殖有一定的條件？什麼樣的水池會成為自然的生態池？不流動的水好嗎？它有什麼優缺點？水流得太快太多，也會造成缺水或災難，當大水

◎學生經由討論及構想規劃的區域比老師想得到的多很多，例如：老師希望他們會想到提供生物棲息的生態島，學生卻想給自己做個觀察休息用的水中棒球形休息區，上面還得

種一棵大樹免得曬昏了，水裡要種荷花或蓮花，葉子可以給青蛙撐傘，也可以讓小魚躲進去，泥土的邊很好但是最好有石頭，

來了如何宣洩才能保留住土地？當水資源不夠了怎麼樣才能保存？怎麼樣才能做最好的水資源利用？

•建築設計圖是怎麼畫的？怎麼樣才能把自己的想法畫出來讓大家覺得它是一個很棒的設計圖？

•用什麼樣的方式發表可以讓大家清楚瞭解並且認同小組設計師的作品，進而投給你們一票？

【協助學生獲取資料】

[協助學生提出策略]

•小組規劃小水塘的實驗器材、方法和步驟。

•將實驗的結果作成記錄。

•注意生物的生存有利條件，和自己在這個空間裡想做的事。

•討論設計圖的建築事務所名稱，為自己的創作命名。

•首先用四開的紙張畫草圖，完成後再用權開的壁報紙畫水池平面圖。

•將作品做成可以發表的形式。例如：投影片、圖片檔、簡報…等。

[協助學生執行觀測]

•觀察其他組的設計特色，檢驗自己組內分工及執行的優缺點互相觀摩改進，達到學習的效果。

•運用學校沙坑製作模擬小水塘。

•以尺測量水的流動及保留時間。

•觀察、分析實驗結果。

[協助學生執行]

•從不同的角度觀察記錄水池的地形。

•討論水池應具備的區域和功能。例如：飼養區、植物區、親水區…。

•選擇構圖的工具用分工合作的方式完成作品。

•工作分配〈報告人、撰稿人、放映…。〉

【鼓勵學生提出想法】

[鼓勵學生研判資料意義]

•發表的過程當中其他組的規劃構想和你當初的想法有什麼不同？在這個過程當中你觀察學習到了什麼？

•比較看看哪一種方法適合生物生長以及有利於水資源的保護。

讓魚、蝦、螃蟹…等生物可以躲進洞裡過冬。

◎水資源的循環使用是觀察白地街生態池的時候學生發現的，將雨水用水塔存起來再利用是學生們自己的想法。

◎學生的作品雖然呈現多元的樣貌，但是也有共同的地方，就是希望有親水的機會，也就是設計提供學生下水玩和捉魚蝦的地方。

[鼓勵學生依資料提出結論]

․實驗結果可能是水泥或塑膠布保留水資源的效果最佳，但是不是表示它是小水塘的池底或製作最佳材料，透過觀察記錄情形分析出結論。

․依據各組的報告學校裡設置小水塘種植水生植物，讓生物在水池裡生生不息除了提供學生認識與學習水生動、植物以外，更重要的是讓大家更瞭解水資源的重要性以及環境的生態。

․經過各組的發表發現，水不僅提供知識更重要的是它和人類生活及生物間的生存是很重要的。

•小水池不一定是圓形的，他可以有很多形狀變化。

•水的來源除了天然的從地底滲出來之外，也可以接雨水蓄水使用，也可以嘗試設計循環使用的方式

•水的環境是天然流動的最好，所以學生也構思出要有良好的排水管道。

•依據觀察記錄所獲得的資訊，整理出自己的想法。

•討論一個響亮的作品名稱，吸引大家認同。

【激勵學生推廣應用】

•根據自己的觀察與體驗結合同儕的想法，一起把想法呈現在作品上是一個難得的經驗，透過這樣的經驗培養自己學習的能力，不但學習到知識更應懂得反省與思考。

•水泥或塑膠布保留水資源的效果雖然是最佳，但是所吸收的熱會影響水溫，妨礙生物生存。泥土和石頭不但也能使水資源不至於流失太快，性質也適合生物棲息，是水塘構造中的良好素材。

【評量】

•能與他人分工合作、快樂參與完成分析、討論、構圖等工作。

•設計圖完成結果評量。

•能與他人分工合作、快樂參與完成實驗、分析。

•能與他人分工合作、快樂參與完成發表工作。

•觀察記錄表成果評量。

◎剛開始的時候他們一致認為池底舖塑膠布的效果最好，經過一番討論後，有些學生提出環境問題，結論是選用黏性佳的泥土一樣有保存水資源的效果，又不必擔心被大水沖垮。

「快樂小工匠」的教學活動流程

說 明

【協助學生確定問題】

•敲除校園中的水泥磚塊水池，為水池打造成一個符合生物生長的水環境，使水中生物生生不息？水池的水透過自然循環，使成為一個容易觀察親近的生態水池。用什麼方式敲除省力又安全？水中的動、植物的移動和植栽應如何著手？

•水池底部的泥土和石頭應如何鋪設才能使循環的水達到有利生物生長繁殖的目的？

【協助學生獲取資料】

[協助學生提出策略]

•分組準備敲除的工具、分配工作。

•敲除下來的水泥、磚塊可用來舖墊學校山坡地步道。

[協助學生執行]

•運用電鑽、榔頭敲除磚塊。

•分派小組成員進行植物移植。

•運送敲下來的廢棄材料。

•請水泥工匠師父示範工具的安全使用法及協助學生一起完成。

◎校園原來的水池使用過高的水泥邊，學生觀察時發現，除了妨礙生物優游的空間之外，也讓自己覺得不方便觀察，因此決定優先將水泥邊敲除。

◎敲除下來的水泥及磚塊處理上相當棘手，廢棄物不能隨意亂倒又不能當垃圾讓垃圾車載走，討

論時學生提出可以將這些廢棄物用在鋪設山坡走道，使坡道再下雨的時候不至於太泥濘。

【鼓勵學生提出想法】

•怎樣敲除才能安全又快速？

•廢棄物的清除應如何運送？

•植物的移植和重新植栽怎麼做才不會傷害植物生長？

•水泥邊敲除了以後石頭的邊應該怎麼排才會穩固？

[鼓勵學生依資料提出結論]

•在操作過程中學習正確的工具使用方式，體驗工作的辛苦以及學習生活工具操作上的科學性，領悟與他人團結合作的重要。

•水泥和磚塊很堅硬，敲除的時候除了鐵鎚以外，需要用到電鑽輔助，而電鑽的使用大部分應該由大人操作，學生能操作

但是既危險又緩慢。

•石頭圍的水池邊既自然又可以提供魚蝦躲藏的空間。

•水生植物種植時須注意空間的大小，不可以將浮水性植物種得太多，避免繁殖太快影響其他生物生存。

•加入台灣厡生保育類植物提供學生認識及觀察學習。

【評量】

•能與他人分工合作、快樂參與完成分配的工作，並且完成任務。

「校園生態池塘日記」的教學活動流程

說 明

【協助學生確定問題】

•什麼是生態池？經過一連串的體驗與操作後是否具備良好的水資源概念？

•水池裡動植物生長的情形如何？

•改造過的新水池會有什麼新發現？

【協助學生獲取資料】

[協助學生提出策略]

•透過細心觀察與記錄尋求問題的答案。

•觀察分為早上、中午、傍晚三個時段進行。

[協助學生執行]

•鼓勵學生詳實記錄觀察水池生態日記。

•提供學生學習單，依據學習單內容選項完成概念圖。

【鼓勵學生提出想法】

•新的水池和舊的水池有什麼不一樣？

•水池裡出現哪些新的生物？為什麼？

•泥土和石頭的自然材料是生態池的重要選材？

[鼓勵學生依資料提出結論]

•新的水池完工後可以清楚的看到水裡的生物。例如：水蠆、蝌蚪、田螺…等。

•水池改造過後我們發現池邊出現一整群的石牆蝶在濕地上飛舞。池邊也陸陸續續發現不同蛙類的卵泡。新的水池進駐了不少以前沒有的生物。

•生態池的水與生態循環能自然的使水資源維持一定的清潔度，並且能自然的調節水量，避免水量過大時造成破壞性的土石流。

【評量】

•能完成概念構圖學習單。〈附件五〉

◎水池重新打造後提供學生更方便親近觀察。

◎約一個月後校園的角落可以找到不同種類的蟾蜍和樹蛙的蹤跡。

探勘者：

探勘地點：

水池類別：□天然水池□人工水池

□一半天然一半人工〈種菜及果園用〉

探勘日期：年月日

周圍環境：

□山坡地周邊是果園、菜園。 □山坡地周邊是野花、野草叢生的地方。

□水田地周邊是稻田或菜園。 □水田地周邊是野花、野草叢生的地方。

□其他：。

水源：

□ 上游有天然水源形成的水塘 □雨水加抽取地下水 □地下水形成的水塘

水生植物生長情形：

□茂盛多樣 □茂盛單樣 □很少

有什麼特別的植物嗎？□沒有 □有。

水質：

□清澈 □污濁 □污濁加惡臭

水裡或周邊附近曾出現哪些生物：。

請說說看出現以上情形的原因：

請比較探勘過的水池和學校目前的水生池有什麼異同：

請寫出你對學校水生池的想法

最滿意的地方：

最不滿意的地方：

探索者：

探索地點：

水池類別：□天然水池□人工水池

□一半天然一半人工〈種菜及果園用〉

探索日期：年月日

周圍環境：

□山坡地周邊是果園、菜園。 □山坡地周邊是野花、野草叢生的地方。

□水田地周邊是稻田或菜園。 □水田地周邊是野花、野草叢生的地方。

□其他：。

水源：

□ 上游有天然水源形成的水塘 □雨水加抽取地下水 □地下水形成的水塘

水生植物生長情形：

□茂盛多樣 □茂盛單樣 □很少

有什麼特別的植物嗎？□沒有 □有。

水質：

□清澈 □污濁 □污濁加惡臭

水裡或周邊附近曾出現哪些生物：。

請說說看出現以上情形的原因：

我的探勘心得：

池底材料

原來水量(ml).

時間

剩餘水量(ml)

備註

棉布+沙+土

10公分

9:20(早上)

10公分

10:01(早上)

8公分

10:42(早上)

6公分

11:02(早上)

0公分

塑膠布+沙+土

8公分

9:10(早上)

8公分

3月11(當天)

9:40(早上)

7公分

3月11(當天)

10:35(早上)

7公分

3月11(當天)

9;10(隔天早上)

0公分

3月18日

石頭+沙+土

14公分

10:55(早上)

15公分

11:9(早上)

10公分

11:37(早上)

0公分

沙+土

8公分

11:9(早上)

8公分

11:29(早上)

4公分

11:37(早上)

0公分

其他(小組設計)

塑膠布+棉布+沙

10:40(早上)

16公分

10;35(早上)

15公分

11.55(隔天早上)

10公分

10.37(早上)

實驗結果紀錄:

五 年 級

六 年 級

1

2

3

1

2

3

五 年 級

六 年 級

1

2

3

1

2

3

設計年級

組 別

圈 選

圈 選 理 由

五

年

級

惡魔建築師

事務所

忍者建築師

事務所

飛龍建築師

事務所

六

年

級

超人o o建築師事務所

小小建築師

事務所

天才建築師

事務所

§當你敲完生態池的水泥邊之後，感覺怎麼樣？請寫下你的心得如何？並且回答

下列問題：

一、如果用人工敲除，你覺得需要有哪些工具？

二、如果繼續用人工去敲的話，據你的估算還需要多少天？為什麼？

三、除了人工以外，你認為還可以怎麼做？

四、使用人工和使用機器各有哪些優缺點？

五、當水生池重建時需要用哪些材料？注意哪些事項？

六、請寫下你敲除工作時的心得及想法