雞蛋降落傘
壹、活動目標 Goal
台灣鋏蠓外部形態觀察。
瞭解台灣鋏蠓的行為習性與環境因子關係。
大概念 Big Idea
無
核心問題(探究問題) Essential Question
無
教學對象
國小生3~6年級
教學時間
80分鐘/2節課
作者(服務單位)
黃國靖(國立東華大學自然資源與環境學系副教授 )
通訊作者e-mail
kcwong@gms.ndhu.edu.tw
貳、課程綱要對照 Course Outline
(這是素養的?)
自然與生活科技
1-3-3-1實驗時確認相關的變因,做操控運作
1-3-4-3由資料顯示的相關,推測其背後可能的因果關係
2-3-2-2觀察動物形態及運動方式之特殊性及共通性。觀察動物如何保持體溫、覓食、生殖、傳遞訊息、從事社會性的行為及在棲息地調適生活等生態
參、活動原理 Theory
1. 小黑蚊介紹:
小黑蚊屬於雙翅目(Diptera),蠓科(Ceratopogonidae),鋏蠓屬(Forcipomyia)的昆蟲。台灣地區鋏蠓屬的物種共記有42種,其中會吸食人類血液的有2種,分別為台灣鋏蠓(Forcipomyia taiwana Shiraki)以及三地鋏蠓(Forcipomyia anabaenae),而主要造成危害的為台灣鋏蠓。台灣鋏蠓成蟲體長約1.4公厘,體色黑褐色,雄蟲觸角呈鑲毛狀,雌蟲則成念珠狀。終齡幼蟲體長約2.7公厘,體色黃褐色,前胸腹面及腹部末端有一對原足,胸部及腹部每節具昨又對稱的刺毛2對。
台灣鋏蠓屬於完全變態的昆蟲,生活史具有卵、幼蟲、蛹及成蟲四個期。完成一個生活史大約需3至4週。雌蟲交配後,吸食血液懷卵後3至4天於潮濕土表產卵,平均產卵量約40粒,卵約3天後孵化。幼蟲以地表藻類為食,幼蟲期約9至12天,共有4個齡期。羽化後雌蟲成蟲曾記錄壽命可達42天。
2. 台灣鋏蠓習性:
台灣鋏蠓蟲體嬌小,飛行能力較弱,活動場所主要於平地且風力較弱的地方,二樓以上的高度較少有台灣鋏蠓活動。台灣鋏蠓偏好活動於光暗交界處,如樹林邊緣、涼亭、走廊等環境。吸血活動主要於白天進行,只有雌蟲會吸血,雄蟲則吸食露水或花蜜。吸血活動高峰期主要於中午至下午三、四點。雌蟲搜尋寄主行為的主動性不明顯,平時會藏匿於棲息地,感應到人的氣味時才會飛往宿主方向去吸血。
研究報告指出台灣鋏蠓的吸血活動會受到環境條件影響,如溫度、相對濕度及光照強度皆與台灣鋏蠓吸血行為有密切關係。台灣鋏蠓適宜存活溫度為20-33°C,一天的活動呈現日週律現象,中午時段為其活動高峰期;在黃昏時段,溫度30°C、相關濕度80%及600或3000燭光環境條件下,台灣鋏蠓仍有活動或飛翔行為,顯示光度可能促進其活動。此外,台灣鋏蠓對吸血寄主的尋找,以往相關文獻均提出,人體的氣味會吸引鋏蠓叮刺吸血,體溫、乳酸或二氧化碳等物質對台灣鋏蠓均具誘引效果。
肆、活動材料 Material
實驗材料:
實驗1.成蟲形態及結構觀察:解部顯微鏡、光學顯微鏡、培養皿、吸管、尖鑷、挑針、藥用酒精。
實驗2. 成蟲採集對照實驗:實驗組(薄長袖上衣、長褲、圍脖、手套),對照組(短袖上衣、短褲)、吸蟲管、指形瓶(4ml)、油性筆。
實驗3.氣味、光照及風吹實驗:PVC透明空心圓管(直徑6mm,長50cm)、T形接管、海綿、養蟲籠(30X30X30cm)、風速計、光度計、體溫計、小型風扇、防蚊液、洗手液、不透光布或紙。
【圖一至圖三】
【圖一】
【圖二】
【圖三】
伍、活動步驟 Step
第一部分 (活動時間:25分鐘)
台灣鋏蠓簡報介紹:
認識學習台灣鋏蠓的分類、外型特徵、生活史及行為特性等,進而瞭解台灣鋏蠓的棲息與環境條件的關係?及其吸血行為的機制?
台灣鋏蠓標本觀察:
利用解剖顯微鏡及光學顯微鏡來進行實驗1之台灣鋏蠓成蟲形態及結構觀察,除一般外部形態觀察外,並針對其取食口器和運動翅膀的觀察,以加深瞭解台灣鋏蠓吸血行為及飛翔活動行為等基本原理及機制。
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第二部分 (活動時間:15分鐘)
台灣鋏蠓採集:
利用吸蟲管及指形瓶進行戶外台灣鋏蠓採集,以體驗台灣鋏蠓活體採集;並進行實驗2之成蟲採集對照實驗,因為台灣鋏蠓個體很小,因此其口器相對亦短小,因此本實驗是在比較穿著薄上衣和長褲等是石可以降低台灣鋏蠓的叮刺。實驗分實驗組和對照組,實驗組學員均穿著薄長袖上衣、長褲、圍脖及手套,對照組則穿短袖上衣和短褲來進行採集,挑選有台灣鋏蠓出沒的地方,以定時定量方式進行,3-5位學員進行15分鐘採樣,所採獲鋏蠓以指瓶保存,活體保存帶回實驗室進行實驗3之相關實驗。
上述實驗可依實驗目的增減,如一天不同時間的採集,如上午、中午和下午的採集,即可比較其活動高峰期。另挑選不同採集地點,如開曠場所、陰暗棲地、又或週邊不同植被組成、周圍地面結構(水泥、土壤、碎石、草地等)等,則可比較其棲地偏好性。
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第三部分 (活動時間:40分鐘)
台灣鋏蠓對環境條件的偏好性:
氣味實驗:比較台灣鋏蠓對吸血寄主氣味的偏好性,實驗組是以剛運動完後的學員(運動時間最好能持續超過30-60分鐘),目的是體溫升高及體表有汗液等,對照組則是沒進行運動者。兩個養蟲籠在實驗前5分鐘置入台灣鋏蠓各10隻,兩組分別把手放入養蟲籠,觀察並記錄鋏蠓是否有停息在手上,記錄時間及隻數,為時10分鐘。
風吹實驗:兩個養蟲籠在實驗前5分鐘分別置入台灣鋏蠓各10隻,實驗組在養蟲籠一方以小型風扇吹風,實驗前需以測風計量測風扇不同吹風強度,對照組則無風扇吹風,分別進行10分鐘,並記錄台灣鋏蠓活動及靜止行為,如靜止不動,爬行或飛翔次數及隻數。
光照實驗:利用PVC透明空心圓管進行實驗,以T形接管左右各接上空心圓管,連接後左右兩端均以海綿密封,接管一邊的空心圓管以不透光布料或紙張包裏,即為實驗組黑暗無光處理;接管另一邊則不處理,即為對照組有光照處理。實驗時把10隻台灣鋏蠓於T形接管中放入,並以海棉密封開口,5分鐘觀察並記錄光暗兩邊各有多少隻鋏蠓。(實驗時注意室內光源是否充足,又或於戶外進行;時間許可則可於上午、中午、下午及晚上分別進行,則可比較不同時段鋏蠓對光暗的偏好性)。
(人力及時間足夠,可以多作數次重覆以獲得較多數據)
教案學習單
(待調整)
認識臺灣鋏蠓活動學習單(國小組)
一、配對題:想想看台灣鋏蠓的外部形態和生物特性
【圖四】
二、是非題:
(X) 1.台灣鋏蠓雄蟲會吸食人類血液昆蟲?
(O) 2.台灣鋏蠓俗稱小黑蚊,其分類是屬於蠓科;家蚊的分類是屬於蚊科。
(O) 3.台灣鋏蠓雌成蟲吸血,但不會傳染疾病。
(O) 4.台灣鋏蠓成蟲主要是白天活動。
(X) 5.台灣鋏蠓成蟲的飛翔能力很好,可以飛很遠和飛很高。
三、思考題:
請你針對台灣鋏蠓的預防和防治,選出正確的答案
(1) 台灣鋏蠓叮刺吸血預防: ② ④ ⑤ ⑩
(2) 台灣鋏蠓防治: ③ ⑦
①清除積水 ②外出可穿著薄上衣或長褲 ③刮除地面藻類 ④有需要適當使用防蚊液
⑤家中裝設紗窗 ⑥多種植盆裁 ⑦保持環境整潔乾燥 ⑧避免晚上活動 ⑨少吃甜食
⑩做好自身防護不被小黑蚊叮刺吸血
(待調整)
【圖四】
實作注意事項
實驗安全事項
無
實驗廢棄物處理
無
教學心得
略
參考資料
無
闖關活動(十分鐘)
壹、準備活動
★教師準備:
1.海報板:張貼認識台灣鋏蠓的海報(為了辨識台灣鋏蠓的闖關活動,先將台灣鋏蠓的照片覆蓋)。
2.闖關地點預先放置長桌1-2張。
3.準備材料:
解剖顯微鏡2組,台灣鋏蠓、蚊子、蜱螨、跳蚤標本1組,55*14 mm培養皿4組(每組培養品放置一種標本並標號),4號尖鑷及挑針各2支。
裝有台灣鋏蠓雌蟲之養蟲籠4盒(每盒置入10-20隻)。
水盆(中),冰塊(1包),清潔液(1罐),加閥水桶1桶,止癢藥1罐。
★學生準備:
1.事先分組,每組5-6人。
貳、闖關之前
1.設置關主及組員約5-6人。
2.教師根據教學海報,指導關主如何解說臺灣鋏蠓的相關知識。
参、進入關卡
1.關主與闖關者互相問好。
2.關主介紹關名。
3.關主利用教學海報,向闖關者介紹台灣鋏蠓的相關知識。
4.過關體驗活動:
(1)利用解剖顯微鏡觀察琣養皿中的標本並且辨認出哪一號標本為台灣鋏蠓。
(2)宿主尋覓測驗:小組成員選擇2位成員進行溫度及氣味實驗。
溫度實驗:一位組員將右手臂浸泡於冰水中、左手臂靜置於室溫下約3分鐘,浸泡完將手盡速擦乾後,左右手臂各別置入裝有台灣鋏蠓的養蟲籠2分鐘,其餘組員則觀察有吸食手臂的鋏蠓數量,並算計吸食的百分比。
氣味實驗:一位組員利用清潔液將右手臂洗淨、左手臂則不洗。手臂擦乾後,左右手臂各別置入裝有台灣鋏蠓的養蟲籠2分鐘,其餘組員則觀察並計算有吸食手臂的鋏蠓數量,並算計吸食的百分比。
5.有獎徵答:
關主根據提問單,詢問闖關者臺灣鋏蠓的相關知識與實驗結果,能答覆者蓋過關章,以表闖關成功。
*關於時間:
步驟1-3,約2分鐘。
步驟4,約7分鐘。
步驟5,約1分鐘。
肆、闖關結束
1.關主與闖關者互相答謝後,組隊離開。
2.教師可利用課程時間,請學生發表闖關感想,並討論對臺灣鋏蠓的認識。
預算表
每人次/每組的材料及預算(*以一組為單位)
項目.材料 / 數量/金額 (元)
1.養蟲籠/1200元/個
2.止癢藥/1罐/100元/條
3.冰塊/1包/30元/包
總計 / 每人次(或每組)