國立台灣科學教育館 解開昆蟲密碼教師手冊

目錄 壹 基礎昆蟲篇... 10 單元一昆蟲的初體驗... 10 1-1 形態與功能... 11 1-2 生態角色... 13 1-3 生存適應... 15 1-4 多元變異... 18 單元二解開昆蟲家族史的密碼... 21 2-1 昆蟲的近親 節肢動物... 21 2-2 不是昆蟲的六足類... 24 2-3 甚麼是昆蟲... 24 2-4 昆蟲家族的密碼... 25 2-5 無翅的古老昆蟲... 25 2-6 有翅的古老昆蟲... 25 2-7 多新生翅群 網翅類... 26 2-8 多新生翅群 襀翅目及直翅類群... 26 2-9 異新生翅群... 27 2-10 完全變態類... 27 單元三昆蟲變異的密碼... 29 3-1 雌雄不同現象... 29 3-2 季節二型現象... 29 3-3 社會性多型現象... 29 3-4 地理變異現象... 30 3-5 個體差異現象... 30 3-6 遺傳變異現象... 30 單元四昆蟲色彩的密碼... 32 4-1 鮮豔的昆蟲密碼... 32 4-2 色彩的原理... 34 4-3 玩弄色彩的偽裝與擬態... 36 單元五甲蟲密碼... 38 5-1 美麗的甲蟲... 39 5-2 食性特化 人見人愛的金龜子... 40 5-3 長有犄角的金龜子... 40 5-4 粉絲破表 雄壯的鍬形蟲... 41 5-5 長角天牛... 41 5-6 長嘴的象鼻蟲... 43 單元六水中的昆蟲密碼... 44 6-1 昆蟲在水中如何生存... 44 I

6-2 流水域 溪流裡的昆蟲密碼... 45 6-3 靜水域 池塘或水田裡的昆蟲... 45 單元七昆蟲的環境密碼... 47 7-1 環境與昆蟲的生存... 47 7-2 從城市到郊區淺山再到深山... 47 7-3 以水生昆蟲檢測環境的密碼... 49 7-4 變化中的大氣環境... 50 單元八昆蟲與人... 52 8-1 觀察昆蟲... 52 8-2 食用昆蟲... 55 8-4 昆蟲仿生學 向昆蟲學習生存絕技... 56 單元九延伸學習... 64 9-1 昆蟲生態箱... 64 9-2 愛的生活故鄉... 69 9-3 昆蟲型態大變裝... 73 參考書籍... 79 貳 教學資源篇... 84 張美智編輯 II

學習單元目錄 二 國中應用篇... 85 學習單元 26 角色扮演學習單 偵察昆蟲嫌疑犯... 85 學習單元 27 中學生社會性昆蟲網路揭密... 88 學習單元 28 光滑管琉璃蟻形態解析... 91 學習單元 29 小小蟬達人... 95 學習單元 30 保育昆蟲學習單... 99 III

引言 揭開昆蟲密碼 藉著 解開昆蟲密碼特展, 我們從科學的眼光一窺昆蟲的生理世界, 抽絲剝繭, 慢慢解開口器 足部 觸角和翅膀的神祕密碼, 以及牽起人和昆蟲密不可分的關係, 進一步對昆蟲賴以生存的環境多些關懷和保護 本特展之所以能夠展出, 主要係因八田耕吉教授所提供的完整且豐富的昆蟲標本, 他是日本資深的昆蟲學家, 自幼喜愛昆蟲, 盡其一生收集世界各地的昆蟲標本 教授長期任教於名古屋女子大學, 善用水生昆蟲作為環境指標, 監測環境是否受到污染, 成為馳名的昆蟲專家 2009 年八田教授將其畢生精心蒐藏標本, 捐贈國立中興大學昆蟲學系, 作為永久蒐藏與研究教育用 接下來就讓八田教授所蒐藏的昆蟲標本, 引領我們來解讀神奇的昆蟲密碼吧!! 人物側寫 本特展的主角八田耕吉, 是日本名古屋女子大學教授 2009 年 2 月 19 日, 將畢生收藏的 243 箱世界昆蟲標本,300 多箱昆蟲相關圖書贈與中興大學昆蟲系 位於南投的埔里圖書館, 也在同時接獲八田耕吉教授贈送的另外一百多箱私人藏書 是什麼原因, 讓一個外國的老學者, 願意將畢生的珍藏獻出託付保管? 興大昆蟲系的標本館, 典藏著八田耕吉教授的恩師石源保教授捐贈的另一批蝴蝶標本, 他見到恩師的遺物, 感動莫名, 仔細端詳這批標本, 保存得非常良好, 借用紀錄完整, 還有製作線上導覽, 可以說發揮很大的教育效益及學術功能 因此, 八田耕吉教授認為, 中興大學具有收藏他畢生研究心血與成果的條件, 更重要的, 是他的收藏可以和恩師的收藏永遠放在一起, 這是多麼有意義的事 八田耕吉教授捐贈的一萬五千隻昆蟲標本, 是他歷經數十年從全球各地採集的珍稀昆蟲標本, 這種跨國合作讓更多人受惠, 並延續了八田教授的研究成果 八田耕吉教授如此恢弘的胸襟與無私的奉獻, 其實是受到夫人八田直美的鼓勵 : 如果畢生的珍藏沒有好好利用, 日後反而成為灰塵或垃圾! 日本的昆蟲學研究蓬勃, 專家和業餘收藏家很多, 有些研究機構, 典藏標本量太多, 但囿於經費 場地和管理人員有限, 反而讓很 IV

多捐贈標本淪為庫存, 幾乎無法重見天日, 這也是八田耕吉教授希望為他的標本在台灣找個永 久歸宿的原因之一 導覽目的 科學教師運用本手冊, 可以增進對參觀學生的導覽技巧, 提昇導覽的品質, 使本特展對昆蟲知識的教學產生具體的深遠的影響 導覽目的羅列如下 : 1. 讓學生對於昆蟲的演化 生理和形態變異有基本的認識 2. 引導學生感受昆蟲生物多樣性對於自然環境的重要 3. 使學生瞭解全球暖化 環境變遷對於昆蟲的影響 4. 激發學生保護地球環境的認同與使命感 5. 鼓勵學生在日常生活中實踐觀察自然 尊重生命 享受生活的理念 解開昆蟲密碼特展架構 解碼準備工作一 : 辨別昆蟲特徵 解碼準備工作二 : 認識昆蟲家族史 解碼準備工作三 : 認識搶眼的角色, 和牠們如何適應環境 解碼準備工作四 : 認識昆蟲喜愛的居所 解碼準備工作五 : 向昆蟲學習 十二年國教轉銜 手冊以十二年國教課程轉銜表作為課程銜接與應用, 協助十二年國教自然與生活領域教師簡易快速查詢的依據 V

十二年國教課程轉銜表 學制年級學習單元學習單 低年級 一上校園大發現二上認識周遭環境二下和小動物做朋友多元評量三下動物大會師四上奇妙的光 學習單元 5 木箱叢林學習單元 10 都市裡的昆蟲學習單元 1 大大昆蟲箱 各式的蛹學習單元 25 展場巡禮 昆蟲大富翁多元評量錯誤! 尚未定義書籤 學習單元 2 闖關密笈 昆蟲迷宮學習單元 8 昆蟲色彩的密碼 四上水生家族 學習單元 11 書籤 學習單元 12 水生昆蟲篇錯誤! 尚未定義 水生昆蟲與環境篇錯誤! 尚 國 小 未定義書籤 學習單元 1 大大昆蟲箱 各式的蛹 學習單元 3 闖關密笈 構造與功能連結篇 中年級 學習單元 4 日本的法布爾 八田耕吉教授 學習單元 6 如何做昆蟲研究錯誤! 尚未定 義書籤 四下昆蟲家族 學習單元 9 昆蟲的偽裝與擬態 學習單元 15 甲蟲是甚麼錯誤! 尚未定義 書籤 學習單元 16 甲蟲謎語猜一猜錯誤! 尚未 定義書籤 學習單元 17 甲蟲密碼翻翻樂錯誤! 尚未 定義書籤 VI

學習單元 18 甲蟲擂台賽錯誤! 尚未定義 書籤 學習單元 23 昆蟲仿生學篇 - 六足昆蟲的 移動 學習單元 24 昆蟲仿生學篇 蝴蝶飛行的秘 密錯誤! 尚未定義書籤 多元評量 學習單元 25 展場巡禮 昆蟲大富翁多元評 量錯誤! 尚未定義書籤 學習單元 7 分類樹錯誤! 尚未定義書籤 學習單元 19 蝶和蛾傻傻分不清楚錯誤! 尚未定義書籤 五下動物世界面面觀 學習單元 20 定義書籤 學習單元 21 未定義書籤 學習單元 14 蝶戀花? 花戀蝶? 錯誤! 尚未 鱗翅目翅膀的秘密錯誤! 尚 昆蟲的變異錯誤! 尚未定義 高年級 書籤 學習單元 5 木箱叢林 學習單元 10 都市裡的昆蟲錯誤! 尚未定 六下生物與環境 義書籤 學習單元 13 地球暖化蟲先知錯誤! 尚未 六下物質的變化 定義書籤 學習單元 22 義書籤 蟲蟲料理食譜錯誤! 尚未定 多元評量 學習單元 25 展場巡禮 昆蟲大富翁多元評 量錯誤! 尚未定義書籤 VII

七年級 七下生態系 學習單元 26 主題式昆蟲生態錯誤! 尚未定義書籤 國 中 七年級七年級 七上動物的行為資訊與生活七下地球上的生物 ( 動物的觀察 ) 學習單元 27 中學生社會昆蟲網路錯誤! 尚未定義書籤 學習單元 28 光滑管琉璃蟻形態錯誤! 尚未定義書籤 七年級 七下環境保護與生態平衡 學習單元 29 小小蟬達人 七年級 七下環境保護與生態平衡 學習單元 30 保育昆蟲學習單 VIII

作者簡介 作者 簡介 何承璋 臺北市立南湖國小 專任教師 吳杏惠 臺北市立南湖國小 專任教師 李和興 臺北市立南湖國小 專任教師 洪淑青 臺北市立南湖國小 專任教師 高玉娟 臺北市立南湖國小 專任教師 黃于玲 臺北市立南湖國小 專任教師 蔣中柱 國立科學教育館 實驗組主任 鍾兆晉 新北市立二重國民中學 校長 ( 依姓名筆畫排序 ) 蟲卵幼蟲蛹成蟲 IX

壹 基礎昆蟲篇 單元一昆蟲的初體驗 蔣中柱 鍾兆晉撰 單元設計理念 特展入口處牆面幾個大型的白蛹和蟲體, 呈現的意像就是蛹型和蟲體的巨大變化, 本展場在介紹昆蟲形態時, 以 圖說 模型 多媒體遊戲 及 標本 四種形式呈現昆蟲的形態特徵 地球各地的氣候不同, 從冷到熱 濕到乾, 構成各式各樣的生態系統 ; 森林 湖泊 草原 高山各種生態環境孕育了眾多種類的昆蟲 從高空到土壤 從沙漠到湖泊 甚至是海水 溫泉, 到處都有昆蟲生活在其中, 是生態系統最重要的成員之一 所有的人都接觸過昆蟲!! 誰沒有被蚊子叮過? 誰又沒有趕過嗡嗡作響的蒼蠅呢? 甚至大多數人都留有蜂蜜甜美的回憶, 穿過蠶寶寶吐絲所作的衣物 所以無論您討厭 害怕 喜愛還是故意去忽視牠們 昆蟲就在我們的身邊, 幾乎隨時隨刻都會出現在生活中, 牠們數量之多 種類之繁複, 可以說是陸地上之王, 地表的主宰者 學習活動 1 不能沒有你活動名稱 : 不能沒有你活動目的 : 藉由要求學生提出反證 在提出時, 被實例否證, 又提出時, 又否證, 藉此讓學生感受昆蟲的無所不在, 而建立信念 活動內容 : 1. 教師問同學, 哪個地方沒有昆蟲? 2. 教師再問同學, 沒有哪個顏色的昆蟲? X

3. 教師追問, 哪種作物不需要昆蟲幫忙? 1-1 形態與功能 每一隻昆蟲都帶有一種生命的故事, 當我們把牠們放在一起時, 就組合出一齣 雄壯的生命交響樂章 昆蟲體型千奇百怪, 有的顏色鮮豔動人 有的詭異恐怖 有 的則是與環境調和難以窺現 更有的互相模仿失去自我特性 為什麼昆蟲要有這樣 11 的身體構造及不同的功能行為? 是否牠們生命的密碼都暗藏在這些構造裡? 我們可以 透過不同種類的昆蟲身體, 體悟牠們生命在演化過程所帶來的意義 延伸問題 1. 影響昆蟲生命的因素有那些? 參考提示 : 一般可以分為生物因素與非生物因素 ; 生物因素就像食物的來源 同種間的競爭 不同種間捕食與被捕食的關係 ; 非生物因素就像氣溫 濕度 棲所等 2. 為什麼昆蟲具有強大的適應能力? 參考提示 : 1. 昆蟲體型偏小昆蟲的體軀偏小, 取食的需求相對也小, 而專食特定食物的特化現象也容易形成, 因此在取食競爭上常獲得勝利 體軀偏小對棲息環境及領域的競爭壓力就會降低, 躲避天敵捕食及避免天災創傷的機率也大為增加 同時, 體軀偏小則發育的時間就縮短, 世代交替就快, 在天擇壓力下, 獲得機會以產生具適應力之後代就容易發生, 因此形成了今日豐富多變的昆蟲世界 2. 昆蟲具有變態現象以適應環境 大部分的昆蟲在發育過程都有變態的現象, 這使得昆蟲的幼蟲期與成蟲常取食 不同食物, 讓昆蟲分散對食物的依賴 也因有變態的過程, 昆蟲在遭受環境逆境時

得以卵期及蛹期蟄伏, 躲避逆境 已知的昆蟲中, 有 88% 的種類是完全變態 ( 其生活 史中具有完整的卵 幼蟲 蛹 成蟲四個變態時期者 ) 3. 昆蟲具有專為飛翔的構造 大部分的昆蟲都具有飛行能力, 這能力使昆蟲的存活與族群的散佈極為有利, 而且也增加覓食及求偶的機會, 更能主動遠離天敵的壓力 有些昆蟲翅的構造完美, 主動遷移能力較強, 但有些小型昆蟲則是受強風等外在因素而被動的改變棲息地 12 移棲可讓昆蟲分布到新的環境, 這種先移棲後隔離的反覆歷史事件, 是昆蟲種群快 速演化出現新物種的關鍵因素 4. 昆蟲具有超強的生殖能力昆蟲佔各種陸域生態系中生物量的多數, 主要來自昆蟲超強的生殖能力 昆蟲的生殖潛能與繁殖策略各不相同, 但都趨向多產 若無任何耗損, 一對蟑螂一年可繁殖成 20000 隻的族群, 一對蚤蠅則在一個月中可產生 50000 隻蚤蠅後代 社會性昆蟲更驚人, 一隻白蟻蟻后每日產卵量可達 43000 粒, 這些龐大的昆蟲數量雖因天擇的壓力及本身的競爭而降低, 但仍然產生天文數字般的蟲口 特別的是, 昆蟲除了有性生殖的方式外, 亦有孤雌生殖及幼體生殖等現象, 增加了昆蟲的適應能力 5. 昆蟲具有幾丁質外骨骼昆蟲的外骨骼是由 幾丁質 所組成, 這個成份為介於醣類與蛋白質之間, 被稱為 含氮多醣類 原本幾丁質並非堅硬的物質, 但雜有其它物質使之顏色有變化並且硬度增加 昆蟲體表外骨骼的幾丁質硬化程度及厚度並不一致, 有些區域形成可彎曲有彈性的膜質, 形成體節 昆蟲的幾丁質外骨骼除了保護內臟器官外, 主要的功能是減少體內水分蒸散以適應陸地上的缺水環境, 外骨骼向內的凹陷並且增加肌肉束的附著面, 以及演化出各種感覺器官

學習活動 2 昆蟲比手畫腳活動名稱 : 昆蟲比手畫腳 活動目的 : 學生透過分組遊戲建構昆蟲的基本形態 活動內容 : 1. 教師將學生分組, 每一組必須推派 1 人, 擔任比動作的代表 2. 教師準備小卡片, 每一張卡片描述的都是昆蟲的共同特徵, 例如 : 六 隻腳 一對複眼 體分三節 13 3. 各組代表到教師前面, 依教師提示卡片, 限時用動作手勢提示同組同 學, 猜出題示卡片的字 4. 累積各組答對題數, 最高者, 給與獎勵 學習活動 3 蟲腳怎麼生? 活動名稱 : 蟲腳怎麼生? 活動目的 : 一般學生, 都知道昆蟲有六隻腳 ; 但是六隻腳從何處長出, 可能沒有很正確的概念 本活動可讓學生建立, 昆蟲的腳由胸節長出的正確認知 活動準備 : 幾種常見昆蟲成蟲及幼蟲身軀 ( 頭胸腹 ) 及游離的六隻腳紙板 ( 皆附磁鐵 ) 活動內容 : 學生先分組, 然後選擇昆蟲種類, 在沒有提示的情況下, 擺出昆蟲身軀與腳的關係 然後, 公布答案 再次收回昆蟲紙板, 換另一組學生拆開, 重新組合 1-2 生態角色地球上, 無論是地表 空中與河川, 都可以見到昆蟲的身影 目前有紀錄的動物物種達 130 萬種, 其中 100 萬種是昆蟲, 換言之, 每十種動物中就有八種是昆蟲, 種類與數量是所有動物中最多的 ; 在台灣已有紀錄的昆蟲種類約有 2 萬種, 估計還有

十倍的台灣昆蟲種類未被發現 這是因為昆蟲在生態系, 扮演著不同的角色, 牠可以是植食者 授粉者 捕食者 寄生者 腐食者與分解者等 這些角色與包括人在內的動植物, 都有著密切的生活關連 ; 想想萬一有一天昆蟲都消失了, 這個世界會變成甚麼樣子? 譬如, 最近因為環境與氣候變遷, 在北美洲發生蜜蜂數量減少一半的情況, 不但影響到蜂蜜的產量, 也造成許多農作物無法授粉, 農產品減產, 糧食價 格飆升 ; 不但農民損失, 窮苦人家也因此承受更重的經濟壓力 因此小小的昆蟲, 對於人類的未來扮演舉足輕重的角色 14 延伸問題 1. 是不是所有的昆蟲都對人類的生活有舉足輕重的角色? 參考提示 : 不一定, 因為昆蟲的種類太多了, 有的我們還沒研究清楚牠們的角色牠們就已經消失在這世界上 大概跟人類有密切關係的昆蟲, 恐怕不超過昆蟲種類總數的 1% 學習活動 4 昆蟲版搶救前線活動名稱 : 昆蟲版搶救前線 活動目的 : 藉由改編大地遊戲 搶救前線活動, 讓學生體驗昆蟲是促使生態系豐富多樣的關鍵角色 活動準備 : 本活動進行前, 學生要先有食物鏈 生態棲地的先備知識 活動內容 : 1. 分大組 (8-12 人 ), 要求學生每人擔任一種生物角色, 並律定牽手代表食物鏈的食性關係 2. 開始遊戲, 每組只要牽起一個食性關係, 就舉手 提示學生食物鏈中越多生態角色 ( 植食者 授粉者 捕食者 寄生者 腐食者與分解者 ) 食物鏈就會越長

3. 期限內, 舉手越多的組獲勝 1-3 生存適應 昆蟲是節肢動物的一員, 體軀分化成獨特的頭 胸 腹部三分區 體表各附器 的變化亦反映了演化適應上的多樣性, 也被應用於分門別類 昆蟲外表常有著堅硬 的骨骼外殼, 有著分成一節一節的身體, 能夠更靈活轉動, 且每節都有向外延伸具 15 分節的附肢, 演化成不同形態與功能 昆蟲就像是變形金剛, 不同種類的昆蟲的部 位會隨著需求而演變 其中最明顯的是獲取食物的嘴巴 ( 昆蟲稱為口器 ), 兼具行動 感受與抓取多功能的腳足, 頭上偵測環境變化的觸角, 還有主要用來飛行的翅膀 延伸問題 1. 昆蟲吃甚麼? 怎麼吃? 有那些種類的口器? 參考提示 : 昆蟲具有許多口器型式 這些口器可以幫助不同的昆蟲吃到牠們喜歡的食物 假如大家都是一樣的口器那大家就搶食同樣的東西 每種口器都源於相同的組成, 但後來為取食不同的食物, 因而有不同的適應上的變化 昆蟲基本口器型式是咀嚼式, 大部分咀嚼式昆蟲以植物為食, 少數肉食 昆蟲咀嚼的方向為左右開合, 與人類的上下咬合不同 蟑螂 蝗蟲 蟋蟀 甲蟲及蝶蛾幼蟲都是咀嚼式口器 因此假如您發現家中植物被咬個小洞或邊緣被蠶食, 幾可斷定是咀嚼式口器昆蟲所為 有些蠅類具有吮舔式口器, 它無法用來咀嚼, 因此蠅類先要分泌口水溶化食物, 然後再用前端像海綿狀的口吻吸取溶解的食物 因此下次看到蒼蠅在您的麵包上先取食, 就放棄不要再吃那個麵包了吧! 蝶蛾類具有虹吸式的口器, 可以幫助牠們從植物花朵中吸取甜蜜的花蜜, 因為很長, 像一根有彈性的吸管, 因此在不用它吸蜜

的時候, 就把它捲起來收在頭下方 另外有一些昆蟲是刺吸式口器, 特化適應吸取植物的汁液或人或動物的血液 葉蟬 植食性椿象等用刺吸式口器吸取植物葉片 莖中的汁液 ; 蚊子 食蟲椿象等則用以吸取動物或人類血液為食 2. 昆蟲的足有那些種類及功能? 參考提示 : 節肢動物在分節的體節上, 附生了腳在胸部來幫助運動, 而且腳也有分 節可以提高運動的效率, 最靠近身體是基節, 往外則是轉節 腿節 脛節 胕節和 16 爪 善於跳躍的直翅目, 腿節就相當發達 因生活習性的不同, 腳的構造和用途也不相同, 有開掘足 跳躍足 捕捉足 步行足 游泳足等 如此一來, 昆蟲更容易尋找食物 配偶或逃避天敵, 而在生活環境惡化時, 能夠遷移到更好的地方, 因此不斷的適應的結果, 建立牠們繁榮的生活基礎 昆蟲的觸角為什麼能夠偵測環境的變化? 那為什麼又會有那麼多的形狀? 觸角是昆蟲主要的感覺器官, 有嗅覺 觸覺和聽覺的功能, 所以它對昆蟲非常地重要, 我們知道螞蟻行走時會用左右觸角來定位走在費洛蒙的路徑上, 若去除其任何一邊觸角, 牠就會經常走偏找不到路 另外觸角還能夠幫助昆蟲尋找食物和配偶, 並探明身體前方有無障礙物 在有些昆蟲中, 觸角還有其它用處, 例如雄性豆芫菁在交配時用觸角來與雌蟲觸角打結在一起, 毛裝蚊科 (Chaoboridae) 雙翅目 的幼蟲用特化觸角攫取浮游之枝角類 ( 水蚤 ) 獵物, 仰泳蝽的觸角在水中能平衡身體 昆蟲觸角的形狀甚多, 如絲狀 念珠狀 櫛齒狀 雙櫛齒狀 棍棒狀 球桿狀 羽毛狀 鞭毛狀 膝狀等 但一般較長較大的觸角感受性較強, 因此夜行性昆蟲或洞穴昆蟲觸角會較長或較明顯 3. 昆蟲如何用翅來飛行? 飛行對昆蟲有甚麼好處? 昆蟲能夠繁榮的另一原因就在於牠們具翅能飛, 其實昆蟲能以小型的身體, 做出如此巧妙的飛翔行為, 主要原因是選擇槓桿式的構造, 不會受到關節部位連接摩擦的問題 昆蟲飛翔肌連結在胸部背板下側與腹板上側之間, 當飛翔肌縮放時, 昆蟲胸部開始伸長及壓扁運動, 使翅膀上下博動 另外昆蟲身體上也有直接連接翅膀

的肌肉, 但它們功能在改變翅膀角度, 能幫助昆蟲起降 旋轉及滯飛等 一般昆蟲是 2 對翅膀, 位在中胸, 稱為前翅, 後胸的稱為後翅 翅膀內的翅脈和翅室, 是昆蟲主要的分類標準 翅膀也有很多的特化情形, 例如 : 鞘翅 半鞘翅 平均棍 鱗翅 膜翅 半翅 纓翅 毛翅等 昆蟲是無脊椎動物中唯一有翅的類群 飛行給昆蟲在覓食 求偶 避敵和擴大 分布等各方面都帶來莫大的好處 翅膀使昆蟲的移動力大大的提升, 昆蟲不再只用 六隻腳行走千山萬水, 揚起翅便能四處翱翔, 尋找更多的資源, 拓展更大的生存空 17 間 ; 但, 昆蟲翅膀演化出的功能決不僅於此 甲蟲的翅, 前翅硬化為翅鞘, 緊緊包覆腹部, 除了減少水分蒸散還具有保護柔軟身體的功能 ; 蝴蝶及蛾類的翅膀炫目艷麗, 除了在野外翩翩飛舞, 有時一個定身或轉身, 就如同魔術般的消失在捕食者的眼中, 或變成更強悍的捕食者的外觀 ( 如老鷹似的大眼睛 ) 威嚇意欲侵犯的捕食者 ; 更有像蚊子 蒼蠅等類, 兩片後翅形成兩根裩棒狀的小桿 平均棍, 演化成飛行時的平衡桿 ; 還有些昆蟲的翅帶著小小一塊的黑色翅痣, 如蜻蜓 豆娘 膜翅目的蜂類 毛翅目的石蠶蛾 長翅目的蠍蛉, 雖然翅痣為翅膀的一部份, 但其密度比其它部分高出許多, 如此的結構, 可讓昆蟲在減少振翅頻率的狀況下, 仍達到極致的速度, 不僅能降低振翅次數的能量支出, 也能維持一定的飛行速度 在昆蟲翅上縱橫交錯的翅脈也大有功能, 翅上各大主脈中, 多包含氣管 血管及神經纖維, 方便其氣體或營養的輸送交換 ; 翅脈的複雜程度有時涉及翅膀可否摺疊或在飛行中時, 可否支撐翅膀振翅, 如金龜子 鍬形蟲等甲蟲的翅脈演化成簡單的脈相, 在飛行時可維持翅膀具有正常的振翅功能, 不飛行的狀況下, 則可順著翅脈的構造, 將之折疊收縮在翅鞘內 上述提及各種昆蟲的翅膀及功能, 包含著千變萬化又精巧的演化適應, 難怪翅膀的 出現 會是昆蟲家族繁盛的重要因素之一 學習活動 5 電影中的昆蟲創意 活動名稱 : 電影中的昆蟲創意

活動目的 : 透過分析電影中昆蟲的情節, 讓學生思考昆蟲對人類的影響, 以及昆蟲帶給人類源源不絕的創作 活動內容 : 1. 活動以小組進行 首先, 要各組提出他們的主題電影, 每組片名不能一樣 ( 提示 : 秘密客 變蠅人 巴黎魅影 殺人蜂 蟲蟲危機等院線片 ) 2. 接著, 要各組解構主題電影內, 主角昆蟲的真實面貌 3. 下一步, 要求各組從昆蟲學的角度, 批判電影中的不合理情節 18 4. 接著, 搜尋還有什麼電影是 間接 與昆蟲有關 ( 可舉侏羅紀公園為例, 從琥珀化石蚊子的嗉囊抽出恐龍的血液, 進一步複製恐龍 ) 5. 最後, 請各組腦力激盪, 如果妳是編劇, 還有什麼昆蟲的主題可以拍攝電影? 1-4 多元變異同樣是金龜子類的昆蟲, 體形大小可以差異很大, 甚至同種個體間, 因環境條件或營養狀況不同, 體形大小也有差 有大到像拳頭一樣大的甲蟲, 也有小到比米粒小的甲蟲 多樣歧異的顏色及斑紋是重要的分類特徵 ; 為了愛, 在昆蟲世界裏, 雄性蝴蝶翅膀的圖案常比雌性蝴蝶漂亮, 同種蝴蝶也常因為季節不同而有異

延伸問題 1. 昆蟲個體及色彩等變異的原因為何? 又有哪些特別的例子? 參考提示 : 昆蟲的個體上大小或色彩的差異, 可能受到一些因素的影響, 例如 : 季節 溫度 日照 社會階級 營養 雌雄 地理分佈 遺傳等因素 特展中有一箱 大的蟲小的蟲 標本可以讓大家看到即使同類的昆蟲, 有體型 上相對大的或相對小的極端差異 這裡可以看到蜻蜓 蝴蝶 螞蟻 金龜子 獨角 19 仙 鍬形蟲 螽蟖及蟬的極大極小的對比 以下是另外一些參考資料取材自朱耀沂的午茶昆蟲學 : 1. 體長最長的昆蟲 : 產於馬來西亞的亞甘那巨竹節蟲, 有 45cm 的體長 2. 身體最小的昆蟲 : 薊馬卵寄生蜂, 體長只有 0.18mm 3. 最大及最小的蜻蜓 : 最大 : 北婆羅洲巨蜻蜓, 體長 10.8cm, 展翅 19.4cm; 最小 : 緬甸的一種豆娘, 體長 1.8cm, 展翅 1.7cm 4. 最大的螽蟖 : 新幾內亞大樹葉蟖, 展翅 26.6cm 5. 最大的蛾 : 澳洲產大力士天蠶蛾, 展翅 26.7cm, 翅面積 254cm 2 中南美南美巨夜蛾, 展翅 30.4cm, 翅面積卻小於前者 臺灣的皇蛾, 展翅約 20cm 6. 最小的蛾 : 一種潛葉蛾, 體長 2mm, 展翅約 3-4mm 7. 最大的蝶 : 新幾內亞亞歷山大鳥翼蝶, 展翅約 20.3-22.8cm; 所羅門群島維多利亞鳥翼蝶, 展翅 25.4-29.7cm 8. 最小的蝶 : 一種小灰蝶, 展翅 1.4cm 9. 最大的螞蟻 : 巴西的一種針蟻, 工蟻體長 3.3cm; 澳洲東部武士蟻, 含大顎 3.7cm 10. 最小的螞蟻 : 一種斯里蘭卡的紅蟻的工蟻, 體長 0.8-0.9mm

學習活動 6 簡筆畫昆蟲活動名稱 : 簡筆畫昆蟲活動目的 : 藉由練習手繪昆蟲簡圖, 讓學生思考昆蟲的關鍵特徵是什麼, 進一步了解昆蟲的特性 活動內容 : 1. 這個活動以學生個人為單位 首先, 讓學生自由塗鴉, 畫出昆蟲 ( 不限 種類 ) 20 2. 接著, 要學生用他認為最少的筆畫, 畫出昆蟲 3. 再來, 要他用 9 筆, 畫出昆蟲 ( 學生會非常困擾, 因為觸角 2+ 體節 3+ 步足 6+ 翅膀 4+ 複眼 2=17, 如何能用 9 畫來描繪昆蟲?) 4. 最後, 要學生用一筆畫, 畫出昆蟲剪影

單元二解開昆蟲家族史的密碼蔣中柱 鍾兆晉撰 單元設計理念 這個單元 昆蟲家族史, 主要以演化樹 標本 活體養殖 小劇場及圖片, 呈現昆蟲大家族的族繁枝茂, 走進這一區, 腳踩演化森林廣場, 不斷分叉的路徑, 代表發生分家的歷史故事, 這一區, 有大量的分類專有名辭出現, 大部分中學生可 21 能第一次接觸演化樹, 怎麼從演化樹看見昆蟲家族的親疏遠近? 怎麼樣告訴學生越 到後面才分叉的類群擁有越多共同的衍徵? 是帶隊解說老師的一大挑戰 2-1 昆蟲的近親 節肢動物身體有著外殼與分節的特徵, 稱為節肢動物 (Arthropod) 有 2 對觸角的是甲殼類, 甲殼類動物大多有鰓可以住在淡水或海洋裡, 如水蚤 藤壺 沙蚤 蝦 蟹及龍蝦, 但亦有陸棲性的鼠婦及犰狳蟲 腳多到難以數清的節肢動物, 就叫牠們多足類, 譬如蜈蚣及馬陸, 至少有 15 對或以上的腳, 受限於水分保存及氣管系統, 僅能棲居於較為潮溼的環境 蜘蛛類像是蜘蛛 蠍子及螨蜱, 體節分為頭胸部及腹部, 具 4 對足 節肢動物除了上述動物外, 剩下有六隻腳的節肢動物大多是昆蟲, 也是節肢動物中種類最多的一群 延伸問題 1. 昆蟲的親戚有哪些? 昆蟲的身體由一些體節所組成, 不但體軀分節, 腳也一樣有節, 所以屬於節肢動物 會結網的蜘蛛 有很多隻腳的蜈蚣和馬陸 在水中生活的螃蟹 蝦子, 也是腳上有節的節肢動物, 算是昆蟲的遠親 被認為是節肢動物共同祖先的化石, 發現於 5 億多年前 ( 比原始型昆蟲早 1 億 5000

萬年出現 ) 寒武紀的海底地層 牠的身體像毛毛蟲分成一節一節, 每個體節都有 1 對圓錐形的腳, 在分類學上屬於有爪類 與牠身體構造類似的有爪類現在仍生活在熱帶 南半球的森林裡, 這些有爪類體長約數公分至 20 公分左右, 晚上在林床爬動 覓食, 以昆蟲等小動物為食, 由於牠們的腳呈重疊的圓環狀, 腳端有 1 對鉤狀爪, 因而被稱為有爪類 最早從原始型有爪類進化而成的節肢動物是三葉蟲, 它在古生代很繁榮, 於二 22 疊紀末期和一些動物一起滅絕 從三葉蟲演化 目前仍留存的活化石 鱟魚, 和在古生代繁榮的海蠍 蜘蛛 蟎蜱 蠍子有近緣關係, 牠們因為第一體節上的腳端皆呈鋏狀, 而被稱為 鋏角類 鋏角類中最早登上陸地生活的是蠍子類, 已在志留紀的地層發現牠的化石, 在後來的石炭紀地層更曾發現體長近 1 公尺的巨蠍子化石 陸生的鋏角類被歸入節肢動物中的蛛形綱, 牠們比昆蟲早一步在陸地上建立生活基盤, 但不知何種原因, 後來竟不如昆蟲繁榮 蛛形綱中還算繁榮成功的是以昆蟲為食的蜘蛛類, 和以其他動物為寄主或植食性的蟎蜱, 各約有 4 萬及 5 萬種, 但和既知種類數近 200 萬種的昆蟲相比, 還是差一大截 留在水域生活的螃蟹 蝦子等甲殼類, 雖然是底棲性, 但也有像海蚤等成為浮游生物的, 或是附著於岩礁或寄生在魚體, 生活方式相當多樣的, 甚至有鼠婦 犰狳蟲等登陸生活的少數甲殼類 節肢動物中的多腳類, 如蜈蚣 馬陸 蚰蜒等, 牠們的主要特徵是每一個體節有 1 對腳 雖然馬陸看起來每一個體節有 2 對腳, 而有 倍腳類 之稱, 其實第五節以後的兩個體節合成一節 多腳類早在石炭紀以前就開始在陸上生活, 曾出現體長 1.5 公尺的巨大蜈蚣的化石 雖然多腳類以多腳而有名, 但牠們更重要的特徵是頭部的附屬肢演化為大顎和 1 對觸角 甲殼類則具有顎 顎腳和觸角各 2 對 ; 蛛形綱沒有觸角, 但有呈剪刀狀的腳 ( 鋏角 ) 從這點來看, 多腳類是昆蟲最近的親戚

學習活動 7 演化樹尋親記活動名稱 : 演化樹尋親記! 活動目的 : 在談到昆蟲分類的時候, 各類昆蟲的關係, 其實也分為親疏遠近, 唯有用演化的觀點, 才能夠描繪牠們在型態與行為上像與不像的根源 活動準備 : 每人空白 A4 紙一張 活動內容 : 23 1. 從六足動物為起點, 依展覽提示內容, 畫一棵昆蟲的 27 目 的演化樹 2. 學生畫好後, 提問下列問題 : (1)A 目與 B 目共同經歷過 2 個分枝點,A 目與 C 目共同經歷的分支點有 4 個,A 目昆蟲與哪一目的昆蟲親緣關係較近? (2) 演化樹的樹枝長度, 代表的是什麼意思?

2-2 不是昆蟲的六足類實際上, 節肢動物的六足類包含兩大群動物, 非昆蟲的六足節肢動物及真正的六足昆蟲 非昆蟲的六足節肢動物原本被認為是昆蟲綱下的成員, 大多生活在潮濕陰暗環境中, 但在科學家對於牠們的分類地位的調整之後, 現在被提升到與昆蟲綱同等級了, 分別有彈尾目的跳蟲 雙尾目的雙尾蟲及原尾目的原尾蟲 ; 看看牠們 蟲 字輩的結尾, 就可稍稍的了解, 即便牠們不屬於昆蟲, 但也與昆蟲脫不了太多的干 係 的確, 在昆蟲演化的路上, 這三個目的六足節肢動物可以算得上是與昆蟲先祖 24 最有關係的一群了, 牠們與昆蟲的差異, 最主要的應該就是在頭部的口器 我們都熟知, 昆蟲的口器是由不同的附器結構共同組成的, 並且顯露在外, 但這三個目的六足類的口器則是包藏在嘴巴內 因此, 在分類研究上, 將之視為共同組成內顎綱的一大類群 彈尾目 腹部具 1 對彈器, 可用以打到地面彈跳起來, 故有跳蟲之稱, 常見於潮濕地區及草地上 原尾目 小小的節肢動物, 體長僅 0.5~2 mm, 眼睛及觸角退化, 靠著第 1 對足去感應世界, 多生活於潮濕環境的土壤 雙尾目 腹部尾端具有兩根鉗狀長尾毛, 又叫雙尾蟲, 棲息於陰溼腐爛的落葉 土壤及石頭夾縫中 2-3 甚麼是昆蟲昆蟲, 依照外觀特徵可區分為 27 個目, 是一群披著堅硬外殼的無脊椎動物, 有些有翅有些則無, 身體分為頭部 胸部 腹部, 頭上有一對觸角, 胸部有三對腳 昆蟲有助於傳授花粉, 分解有機物, 具有醫療應用性, 甚至具有美學價值 ; 但有些會散播病菌 為害農作物

2-4 昆蟲家族的密碼根據翅膀的有無 變態的方式與形態特徵, 昆蟲分出各大類群, 藉由翅膀形式可將昆蟲分為三大類群, 古老的無翅群昆蟲 古生翅群昆蟲 新生翅群昆蟲 若由變態的方式可分為原始的無變態無翅類昆蟲及不完全變態之蝗蟲 蟬, 到完全變態之蜂 蠅 蝶 蛾 甲蟲 2-5 無翅的古老昆蟲 25 首先, 就先談談古老的無翅群昆蟲 : 衣魚及石蛃 ; 若要論起昆蟲真正的先祖, 那就必然與此二者脫不了關係, 這類的昆蟲在外表體型或生存環境其實也與上面提及的內顎綱六足節肢動物類似, 但有一些則是比較常出沒在居家環境中, 那就是大家很熟悉且常見的 衣魚, 又稱銀魚, 體呈銀灰色或白色, 常在躲在書櫃或衣櫃出沒, 主要是以書籍紙張 衣物纖維為食 看看這兩類的昆蟲, 六足無翅, 是否與大家印象中的 六足四翅 的陳述有所出入呢? 其實看看牠們的環境及演化分類地位就可稍微窺之緣由, 此兩類昆蟲多生長於潮濕陰暗的土壤或石層的夾縫中, 翅膀的有無對牠們的生存似乎影響不太大 ; 此外, 牠們在分類演化的位置又剛好夾在有翅昆蟲與非昆蟲的六足類之間, 就像是兩者之間的過渡帶, 但無論如何, 在演化的漫漫長路下, 牠們生存下來了, 並生活在我們的週遭 古口目 俗稱石蛃, 多為樹棲或地棲性, 以腐植質為食 纓尾目 俗稱衣魚, 體呈銀灰色, 常在書櫃或衣櫃出沒, 以書籍紙張 衣物纖維為食 2-6 有翅的古老昆蟲屬於蜻蛉目的蜻蜓 豆娘與屬於蜉蝣目的蜉蝣, 就是我們提及的古生翅群昆蟲 古翅 其實是與 新翅 作為相對比較的名詞, 主要的差異在於古翅類群昆蟲的翅膀, 受到其構造限制 腋骨骨片與翅脈基部癒合, 使這類昆蟲的翅膀無法靠近身體摺疊, 所以在蜻蜓或豆娘在休息時, 您不會看見牠們將翅膀平整的貼在腹部, 正是因為這個原因了 而這兩目昆蟲的生活環境主要與在溪流或湖邊, 幼期生活於水

中, 蜻蜓或豆娘的稚蟲又稱為水蠆, 主要捕食其牠水棲動物, 而蜉蝣的幼蟲則多為嚼食水中附生植物, 如藻類等 蜉蝣目 蜉蝣, 幼期活於水域中, 成蟲不再攝食, 生命短暫, 有 朝生暮死 的稱號 蜻蛉目 擅長飛行, 巡邏在水域空中的蜻蜓與豆娘, 以捕獵維生 幼時稱為 水 蠆, 生活於水中 26 2-7 多新生翅群 網翅類新生翅群的昆蟲組成眾多, 亦可結合是否經過 蛹期 的過程區分具半行變態類的多新生翅群 異新生翅群及完全變態類的內生翅群 半行變態的昆蟲, 其翅的形態是隨著齡期增長而變化, 由小形的翅芽經多幾次蛻皮, 漸漸形成完成的翅, 多新生翅群與異新生翅群昆蟲的翅即是如此的成長形式 等翅目 俗稱白蟻, 四翅等長, 具社會階級制度, 有蟻后 雄蟻 工蟻及兵蟻不同職責, 食物來源包含枯木或腐木 蜚蠊目 俗稱蟑螂, 身體扁平食性多元, 適應人造的環境, 常與人類共同生活 螳螂目 頭部呈倒三角形及鐮刀狀的前足為其外觀最大的辨識特徵, 在舉起前足時像是在祈禱, 故又名祈禱蟲 2-8 多新生翅群 襀翅目及直翅類群襀翅目 俗稱石蠅, 幼蟲多生活於流動的水域中, 成蟲交尾時期, 具特殊的打鼓交尾行為 螳脩目 外觀像螳螂, 但無螳螂的捕抓足構造, 身體似竹節蟲, 但為捕食性, 無翅膀 脩目 俗稱竹節蟲, 只吃植物, 常偽裝成樹枝或是樹葉的形態, 又名樹枝蟲或樹葉蟲 蛩蠊目 無翅 外形類似蟋蟀 蜚蠊及蠼螋, 目前僅發現於北美洲西部及亞洲

中部 北部, 多生存於高山及低溫環境, 會在入夜後爬上雪地或冰層, 故又稱冰蟲 缺翅目 外形類似白蟻, 由於此物種首次被發現時, 皆為沒有翅膀的個體, 故命名為缺翅目, 又名天使蟲 奇蟲目 俗稱足絲蟻, 外形似螞蟻, 前足跗節有一膨大處, 專司分泌絲線, 又名紡足蟲, 有群聚特性 革翅目 俗稱蠼螋, 腹部末端形成尾鉗狀, 前翅短而革質化, 故名革翅目 直翅目 包含蝗蟲, 螽蟴, 蟋蟀及螻蛄, 幼體經蛻皮 5~6 次, 慢慢變大成為成蟲 27 蟋蟀及螽蟴具有發音器, 又名 鳴蟲 2-9 異新生翅群嚙目 此類群體型微小 ( 約 1~7 mm), 包含會破壞書籍的書蝨 寄生於鳥禽類的羽蝨及以動物血液取食為主的人蝨 體蝨及陰蝨 纓翅目 翅膀上具有流蘇狀的毛列, 狀似古代槍上的纓毛故名為纓翅目, 俗稱薊馬, 多為植食性, 但亦有肉食及腐食性的類群 半翅目 此類可大略分為以蟬為代表的同翅類群, 及以蝽象為代表的異翅類群, 其中蟬具有發音器官, 而蝽象有臭腺發出臭味及半翅鞘 2-10 完全變態類內生翅群昆蟲則為完全變態類昆蟲, 經歷卵 幼蟲 蛹 成蟲四個階段, 這類的昆蟲在幼蟲階段是無翅的, 只有在經歷蛹期時, 翅才會經由未分化的細胞 成蟲盤 分化成翅 膜翅目 以腰的粗細可大致分為兩類群, 如葉蜂代表的廣腰類群及虎頭蜂 蜜蜂等的細腰類群 鞘翅目 昆蟲最大的類群, 棲地廣泛且食性多樣, 包含肉食 植食及腐生形式 本類群特色為前翅特化成堅硬的翅鞘, 又名甲蟲, 常見的類群如鍬形蟲 金龜子 天牛 兜蟲 脈翅目 外型似蜻蜓, 具兩對翅, 翅脈複雜

撚翅目 多行寄生性, 寄生於蠟蟬 葉蟬及蜂類, 前翅退化成特殊結構 假平均棍 雙翅目 即蚊 蚋 虻 蠅, 一般昆蟲的具有四片顯而易見的翅膀, 此類群僅可見一對明顯的前翅, 後翅特化成具平衡作用的平均棍 蚤目 俗稱跳蚤, 以寄生形式生存, 常見的有寵物身上的貓蚤及犬蚤 長翅目 由於部分雄蟲腹部末端狀似蠍子尾巴, 故名蠍蛉或舉尾蟲, 特殊的行 為如雄蟲在求偶儀式中, 會如下聘般給予交配禮物, 而由雌蟲來決定接受或拒絕 28 鱗翅目 包含常見的蝴蝶及蛾, 幼期稱為毛毛蟲, 多為植食性, 翅顏色及外觀變化多樣, 附有鱗片 毛翅目 俗稱石蠶蛾, 幼期多生存於不同的水域中, 以枯枝落葉或小碎石作為巢

單元三昆蟲變異的密碼 蔣中柱 鍾兆晉撰 單元設計理念 我們會覺得昆蟲種類繁多不可記數, 主要還是因為容易被昆蟲多變的外型 差 異很大的顏色以及體型的區隔所困惑, 本單元主要就是呈現昆蟲多變樣貌的原因, 讓人覺得對昆蟲的理解豁然開朗 29 不同種的昆蟲擁有各種各樣的形態, 存活於各類的環境及氣候下 但即使是同 一種昆蟲, 可能由於個體 季節 地理的變異以及雌雄的差異等因素, 形態上不一 定相同, 有多樣貌的現象 3-1 雌雄不同現象在大家印象中, 由於生活功能的差異, 雄蟲經常要負責求偶, 捍衛地盤, 雌雄的形態具有明顯的差別, 像獨角仙與鍬形蟲的雌雄差異, 其他如柑橘鳳蝶等很多蝴蝶亦有此現象 3-2 季節二型現象同一種昆蟲在不同季節, 外貌會不同 如在一年有兩世代的蝴蝶類中, 因為羽化為成蟲的時期會因氣溫 日照時間的差異, 使形態發生變化, 使翅膀的花紋及形狀不同 3-3 社會性多型現象社會性昆蟲具有嚴謹的社會結構, 如白蟻 蜜蜂及螞蟻等, 以同一女王為中心的生殖特色並依其個體的機能來決定不同的角色, 如女王 工蟲 兵蟲及雄蟲等, 在外觀或體型上各不相同

3-4 地理變異現象昆蟲的特性會受到當地生存環境以及生態影響, 不同地區的昆蟲會演化出各地的特性, 將不同地域有差異的族群, 放在 種 的位階之下, 被稱為 亞種 如在台灣與日本的低山帶 高山帶 山地 平地或小島嶼, 都可發現具有亞種特性的昆蟲 3-5 個體差異現象 30 由於生長密度及食量 ( 營養狀態 ) 等原因, 個體會有體型 翅膀和足等各部分的長 短不同 如非洲地區的飛蝗, 群聚型蝗蟲 的翅比起 獨居型蝗蟲 更長 ; 日本地 區的水稻害蟲小翅稻蝗, 則是稻蝗類群中, 翅膀較短的種類 3-6 遺傳變異現象在同一物種中, 會具許多有不同外表形態的個體, 其特徵的不連續狀態, 可能是遺傳基因上的差異所致 如波紋瓢蟲被分為 4 個形態種, 底色以紅跟黑為基底, 其斑紋數有從 0, 2, 4 到十幾個 另外生活中到處都可見到小小的果蠅, 果蠅的種類有上千種之多, 但科學家最喜歡使用的是一種叫黃果蠅來作研究 小小果蠅會有甚麼貢獻呢? 人類發現遺傳物質基因後, 基因只是個理論又抽象的概念 經過美國哥倫比亞大學的摩根 (Thomas Hunt Morgan) 努力, 明確地發現黃果蠅眼睛的顏色與性別有關連, 並且可以透過交配遺傳來操作與控制顏色, 摩根因此得到 1933 年的諾貝爾生理學或醫學獎

學習活動 8 我的前肢與後肢獨門技活動名稱 : 我的前肢與後肢獨門技! 活動目的 : 國中生都知道, 昆蟲有六隻腳, 但是, 不同昆蟲適應生存環境演化出不同功能的前後肢, 配合昆蟲展覽, 可以藉由這個活動, 加深學生對昆蟲型態多變的理解 活動準備 : 畫十張腳與蟲組合錯誤的圖 ( 竹節蟲 + 螽斯後腿 螳螂 + 螻蛄前肢 蜜蜂 + 胡蜂腿 蝗蟲 + 蟑螂腳 ) 31 活動內容 : 跟學生說明, 要進行挑錯活動, 但不說每個圖錯幾個地方 待學生指出 錯誤後, 能夠接上正確的附肢

單元四昆蟲色彩的密碼 蔣中柱 鍾兆晉撰 4-1 鮮豔的昆蟲密碼 昆蟲的種類繁多, 外表的色彩常是辨別不同種類的關鍵, 就像是人類的每個人 都有自己的名字一樣 只是我們不明白, 蝴蝶 蛾類與甲蟲, 為什麼會有種類繁多 32 且鮮豔的配色? 多數的說法是昆蟲生活在各式各樣的生態環境裡, 如熱帶環境裡有形狀繁複 花朵鮮豔的植物, 這裡的昆蟲也就演化出鮮豔的色彩 有些行為甚至會影響到昆蟲的色彩, 可以吸引異性前來交配 或是身上帶有毒性以鮮艷色彩警告敵人, 都可能是昆蟲色彩鮮豔的原因 蝴蝶與蛾類這種鱗翅目昆蟲, 翅膀上有不同色彩的鱗粉, 鞘翅目的甲蟲有鮮豔的外殼, 讓我們來看看這些華麗的昆蟲吧! 延伸問題 1. 為什麼昆蟲有那麼多的色彩與樣式? 參考提示 : 除了保護身體的主要功能外, 昆蟲外骨骼因其表面構造之不同, 而呈現不同的體色 昆蟲將這些體色用作保護色 警戒色或尋偶時的識別等, 目前已知體色依其呈色機制可分為化學色 物理色 ( 構造色 ) 和複合色 ( 合成色 ) 化學色指的是水平的外表皮, 利用直皮細胞內累積的各種色素而呈現不同的體色, 大多數昆蟲的體色屬於此類 物理色即利用凹凸不平的外表皮, 透過光線的曲折呈現金屬性光澤, 並且隨著我們看它的角度而改變顏色, 例如多種吉丁蟲 分布於南美的閃蝶 ( 太陽蝶 ) 而所謂的複合色, 則是同時利用直皮細胞內的色素和凹凸不平的外皮來呈現體色, 鳥翼蝶的翅膀即是如此

2. 昆蟲的翅痣有什麼特性? 參考提示 : 翅痣為昆蟲翅上一增厚且顏色較深的特殊構造, 通常位於翅前緣接近末端的部分, 因其大小 形態 和相對位置具有種間差異, 故通常作為分類依據 科學家以蜻蛉目為首, 進而探討翅痣的存在如何影響翅膀振動時所產生之形變, 如何進一步影響蜻蜓的拍翅飛行 33 4-1-1 鳳蝶科 (Papilionidae) 鳳蝶科大多是大型蝶類, 顏色多以黑色為底, 更能襯托出鮮艷亮麗的色彩 後翅多具有尾突 又稱為燕尾蝶 台灣產蝴蝶中體型最大, 色彩最華麗的是黃裳鳳蝶 飛在森林中好似一隻小鳥, 所以又叫鳥翼蝶 後翅那金黃色的斑紋美得令人不敢逼視 黃裳鳳蝶共有二種 其中珠光黃裳鳳蝶的種類產在蘭嶼島 這兩種看來很像, 但是珠光黃裳鳳蝶的金黃色大紋非常特別, 因為它由具有特殊物理構造的鱗片所成 因此, 如以逆光觀察時, 金黃色突然變成帶有紫 藍 綠的珍珠色, 並且發射著耀眼的光輝, 真是美極了, 是全世界蝴蝶中獨一無二的特殊色彩 4-1-2 粉蝶科 (Pieridae) 粉蝶類的體型嬌小玲瓏, 好像是蝶族中的小姐與兒童, 多半是有白 黃 粉紅以及黑色的花紋, 圖案簡單清秀, 姿態美麗可愛 其中最大的是端紅蝶, 最小的是黑小白蝶 最常見的紋白蝶, 體型纖細, 別看牠那弱不禁風的樣子, 卻有驚人的繁殖能力, 是十字花科蔬菜著名的大害蟲, 菜農防不勝防的敵人 最稀少的是全身粉紅色的紅粉蝶 4-1-3 蛺蝶科 (Nymphalidae) 蛺蝶科多為中大型蝴蝶, 翅背面則多半呈現鮮艷的色澤, 翅腹面通常為較暗淡 與樹林相似的色彩, 因此可做為隱藏的保護色 本科蝴蝶大多具有毒性, 平時以隱

晦的腹面色彩隱藏自己, 一旦被發現了, 就露出鮮豔的有毒警戒色 蛺蝶種類多, 大小 美醜應有盡有 它們的習性也很繁雜, 食物的胃口也不一樣 有的吃花蜜, 有些喜歡吃露水 果汁 樹液 尿水 糞便 米酒等, 真是酸甜苦辣無奇不有 其中最大的是大紫蛺蝶 全身滿布鮮紫色的大紋, 身軀肥胖, 翅膀有力, 因此飛起來很帶勁 牠們不訪花而專在森林中活動, 喜歡棲落在樹幹上吸樹液, 牠們的行動很 像肥雀 三線蝶與豹紋蝶類又各包括不少種類, 由最普通到最稀少的均有 牠們的 身價相差萬倍, 然而卻不易從牠們的色彩和斑紋辨認出來 會喝酒的蛺蝶有木葉蝶, 34 雙尾蝶等 把浸過米酒的棉花用鉤吊在樹枝上, 就會把牠自遙遠的地方吸引過來 牠們貪得無厭, 總是貪喝得醉醺醺的, 非但飛不起來, 往往會爛醉如泥的倒在地面, 任您隨手檢拾 4-1-4 小灰蝶科 ( Lycaenidae) 小灰蝶科多為小型蝴蝶, 顏色多變化, 十分鮮艷, 翅膀腹面及背面紋路通常不一致 背面是發亮的螢光色澤, 腹面則類似粉蝶的淡色系 小灰蝶也是蝴蝶世界中的珍品 身材嬌小, 只有半寸左右, 最小的像米粒似的 牠們雖然很小, 但是卻有非常細緻的花紋 有鮮紅 翠綠 絳紫等色彩並有金屬的光輝, 看起來真像是一顆顆的寶石 4-1-5 挵蝶科 (Hesperiidae) 挵蝶科也屬於中小型蝴蝶, 頭部較大, 體型短胖, 翅膀較小, 喜歡在林間陰暗處活動, 顏色多不如其牠科蝴蝶般鮮豔, 大多是褐色 黃色, 與枯葉類似的色彩 這一種的蝴蝶真是其貌不揚的 牠們的個子雖小, 體軀卻多癡肥, 翅膀呈不雅觀的的小三角形, 滿身黑褐色好似蝶中的小丑, 有不少種類是水稻與香蕉的害蟲 4-2 色彩的原理色與彩剛好是我們見到這個世界萬物的兩種原理, 色是自然光照在物體上, 反射所產生的單一顏色, 可以說是物體本身的顏色, 如我們的黃褐色的膚色 ; 而彩往往是物體反射光源, 物體本身可能沒有任何顏色, 卻會把光化成各種顏色 像是菱

鏡玻璃或是水珠, 可以將光化成七彩 4-2-1 繽紛多變的物理色 昆蟲螢光或像珠寶般的光澤, 是由光的反射 折射 干涉或繞射所產生的, 又 稱為物理色 光照射到表面突起時, 因不規則的排列與方式, 而呈現出不同的色彩, 如從不同角度觀看, 可呈現不一樣的顏色 如光源從翅膀上方來時, 會顯現出美麗 的光澤 反之, 從翅膀下方往上打光透過翅時, 光不會發生反射與折射等現象, 所 35 以變得黯淡無色彩, 這種光澤我們稱之為物理色 Morpho 蝴蝶棲息在南美亞馬遜河流域, 為是閃蝶亞科閃蝶族裡的一個屬 ( 屬名 Morpho ) 其最大的特色是翅膀能發出讓人驚歎的藍色金屬色澤 舉例來說, 人類的所見青蛙是綠色, 並不是因為青蛙塗了綠色塗料, 而是因為青蛙身上有著折射藍色的光的黃色分子, 所以在我們的眼睛看起來是綠色 Morpho 蝶翅上的鱗片呈特殊的排列角度 人眼看到蝶翅反射後的可見光, 以為蝴蝶是藍色金屬光澤 美麗的藍色即是因為光透過無色的微層結構而反射, 才能如此栩栩如生且隨角度自然變化 蝴蝶的金屬光澤主要來自蝴蝶蝶翅的光子晶體 蝴蝶的鱗片多層的微細結構, 在鱗片表面具有許多枝狀的奈米結構, 枝與枝間的距離約在 70~100 奈米, 這些微細結構, 能夠使折射率產生週期性變化, 而產生我們看見金屬般的光澤 這種具有周期性排列的超細微結構稱為 < 光子晶體 > 結構 ( 取自福蝶特展 ) 4-2-2 固定不變的化學色化學色是由化學色素吸收可見光譜所生成的, 無論光源從甚麼角度來, 顏色都不會改變 昆蟲的產生色素多來由昆蟲自身的代謝, 或取食自植物, 少數來自體內共生微生物 所謂化學色, 是指鱗片由於含有不同的色素而顯現出不同的顏色 蝴蝶翅膀的色素一般有黑色素 (melanins), 黃酮類物質 (flavonoids), 蝶呤 (pterins) 和眼色素 (ommochromes) 等四種 蝶呤可以增強光線在單個鱗片裏的反射, 因而蝶呤含量高的鱗片會表現艷麗的色彩 ; 而黃酮類物質可以吸收 UV( 即紫外線 ),UV 的吸收量

會被天氣 ( 比如晴空萬里或烏雲密布 ) 和周圍的環境 ( 比如綠樹成蔭或寸草不生 ) 所影響, 從而影響黃酮類物質顏色的強度 ; 黑色素是高分子聚合物, 會同時吸收 UV 和可見光, 一般表現為蝴蝶翅膀斑斕花紋底下默默付出的黑色和深棕色的背景 4-3 玩弄色彩的偽裝與擬態 昆蟲也會玩弄色彩, 有時將身體打扮得像是周圍的環境, 最有名的是枯葉蝶, 翅膀 的腹面就像是枯掉的葉子, 仔細看上面還有葉脈與被小蟲蛀掉的洞 有些無毒的昆 36 蟲, 像是食蟲虻身體沒有毒, 顏色很像黑黃鮮豔有毒的胡蜂 ; 但是同樣有毒的不同種昆蟲, 像是大家講好一樣, 也會長成同一個鮮豔 ( 如黑黃條紋 ) 的樣式, 敵人吃過其中一隻後, 下次再也不敢去吃這種類型的昆蟲 也有昆蟲長有猛禽貓頭鷹的眼睛, 嚇唬哪些前來捕食的小動物 這種種模擬形態的現象我們都稱之為擬態 延伸問題 1. 有哪一種昆蟲長有類似貓頭鷹的眼睛呢? 參考提示 : 貓頭鷹蝶科是中美洲及南美洲特產的大型蝶類共約 80 種 翅反面具有類似貓頭鷹羽毛的紋路, 後翅更具明顯的大型眼紋, 好像貓頭鷹的大眼睛 翅正面以暗色為主, 並帶有藍色 橙色或白色紋 通常日間休息, 黃昏活動, 常聚集腐敗水果吸食 其實這種方式除有威嚇的功能外, 也顯示該蝶可以讓天敵誤認攻擊後翅較不重要的部分, 還可保存生命 2. 還有模仿其他動物的昆蟲嗎? 參考提示 : 有一種南美提燈蟲 Fulgora laternaria (Linnaeus, 1758) 也是中南美洲的特產的白臘蟲, 牠的頭部前端突出像花生, 然後在其上具有假眼, 走起路來慢吞吞地, 所以有時會被誤認為是蜥蝪 成蟲體長 85-90mm, 展翅寬 100-150mm, 算是中大型昆蟲 該蟲被稱為提燈蟲乃是因為有一種傳說, 該蟲受攻擊時頭部前方突起會向點燈一樣亮起, 但後來證實是假的 實際是當牠受攻擊時, 會分泌有味道的化學忌避

劑, 並且有時後翅會打開顯示貓頭鷹般的大眼點來驅敵 37

單元五甲蟲密碼 蔣中柱 鍾兆晉撰 單元設計理念 甲蟲是鞘翅目昆蟲的統稱, 也是許多人學習昆蟲的入門類群 甲蟲的標本, 是 八田耕吉教授重要的收藏, 由八田耕吉教授的標本帶領我們, 走進甲蟲的奇幻世界, 認識了甲蟲, 可以說昆蟲就認識了泰半的種類了 38 受人喜愛的甲蟲甲蟲是最受人們喜愛的昆蟲之一, 尤其受到小朋友的喜好 有些人飼養甲蟲當作是寵物, 從電影與卡通常出現甲蟲的造型, 就可想而知了 甲蟲的行動相對緩慢, 對人類無害, 有著堅硬外殼, 像是古代帶著盔甲的武士 牠勇敢憨厚的行為, 友善的特質是受人喜愛的原因 延伸問題 1. 大家說的甲蟲到底是甚麼蟲呢? 有甚麼特徵呢? 參考提示 : 什麼是甲蟲? 除了獨角仙與鍬形蟲外, 還有其他甲蟲嗎? 這些問題相信困擾了很多人, 大部份的人對甲蟲的認知, 仍只停留在獨角仙與鍬形蟲, 彷彿甲蟲就只有獨角仙與鍬形蟲這兩類而已, 其實甲蟲的家族非常龐大, 獨角仙與鍬形蟲只是其中的一小部份而已 簡單的說, 甲蟲的定義來自於昆蟲的分類, 在昆蟲的分類上, 科學家依照翅膀與身體外形將昆蟲分門別類, 以 目 作為最主要的分類依據, 例如蝴蝶屬於 鱗翅目, 蝗蟲與螽蟴屬於 直翅目, 而昆蟲當中有一群前翅特化成堅硬的鞘翅, 這類昆蟲就被歸類為 鞘翅目, 也就是俗稱的甲蟲家族 具有堅硬鞘翅的甲蟲, 鞘翅不僅保護了膜質的後翅, 形形色色的光澤與花紋, 更讓甲蟲成為最受大小朋友喜愛的昆蟲, 尤其是體型碩大 身軀油亮的鍬形蟲與獨角仙, 幾乎成為甲蟲的代表, 當所有的目光都集中在大型的鍬形蟲與獨角仙, 可別忘了還有

許多有趣的甲蟲, 等待我們去發掘與認識 2. 神鬼傳奇電影中出現的聖甲蟲是什麼? 參考提示 : 聖甲蟲 其實指的是一類叫做 糞金龜 的鞘翅目昆蟲, 這個名稱的 由來是因為這種甲蟲會把卵產在動物的排遺裡, 然後滾成球狀 不只幼蟲, 成蟲的 主食也是動物排遺, 所以才會被冠上 糞金龜 這個稱號 在不同的棲地, 糞金龜 的習性也會不同, 有的種類也會挖甬道, 直接在動物的糞便下面挖甬道, 將糞便推 39 入甬道最裡面的巢中 其實糞金龜不只會吃糞便, 牠們也會取食腐敗的屍體, 所以 也扮演著生態系中重要的清除者角色, 更可以說是 大自然的清道夫 5-1 美麗的甲蟲色彩繽紛奇形怪狀的甲蟲, 是昆蟲家族中令人著迷的一群 堅硬的體壁, 除了可以有保護作用, 常常有著珠寶般的光澤, 讓這美麗的外殼有著各樣的功能 而體壁的延伸, 也成為各種工具, 如象鼻蟲的象鼻狀的口器 鍬形蟲的大顎等等, 都與攝食有關 ; 這些獨特的形狀也增加甲蟲的多樣性 延伸問題 1. 臺灣最大的甲蟲是那一種? 參考提示 : 台灣最大的甲蟲並不是為人熟知的獨角仙, 而是一種美麗且奇特的 長臂金龜 牠的頭 胸部呈現濃濃的赤銅色彩 近似會發亮的金綠色甲殼, 覆蓋在腹部的前翅則是暗褐色 帶有淡褐橘色的碎紋 最特別的是, 雄蟲具有長度超過身長 1.5 至 2 倍的樹枝狀長腳 而這超長前腳真正用途為何? 至今尚不能確定 根據陳維壽先生的觀察, 超長前腳的用途應該和求偶繁殖有關 牠們棲息在 1,500 公尺或更高的深山原始密林區, 白天躲入腐朽的樹洞中, 雄蟲就是利用這雙長臂伸入洞內挑逗雌蟲示愛, 如果雌蟲接受求愛, 到夜間即出洞交配 ( 長臂天牛不知道是不是也是這樣?) 然而, 過長的長臂不但有礙步行, 更不方便飛行, 對防禦天敵也無助益, 尤

其在弱肉強食的大自然生態中更是居於劣勢 因此在日治時代出版的昆蟲圖鑑上, 長臂金龜就已經被描述成極為珍稀的昆蟲 2. 臺灣最多顏色的甲蟲是哪一種? 參考提示 : 有人說是彩豔吉丁蟲, 也有人說是波紋大猿金花蟲, 更有人說是台灣擬 食蝸步行蟲 40 5-2 食性特化 人見人愛的金龜子生活中最常出現的甲蟲, 可以說是金龜子 亮晶晶的金龜子, 常常不預期地出現在眼前, 帶來驚喜 伸手去捕抓, 牠也似乎不在意, 停留在手掌慢慢爬行 許多小孩都有這樣共同的回憶, 亮眼 友善的昆蟲, 遠比那些嗡嗡作響, 弄人奇癢無比的蚊子, 更能得到人們的喜愛 一般而言, 金龜子可分為植食性與糞食性兩大類 糞食性的金龜子就是我們常說的 糞金龜, 專門以糞便為食 在自然界中扮演著清道夫分解者的角色, 在野外時不妨翻一翻糞便就可以找到它們了 而植食性的金龜子會以植物的花 莖 葉 果實 樹液或菌類為食 牠們具有一對堅硬的革質狀的前翅鞘, 後翅為膜質, 藏於前翅鞘下 大部分的鞘翅呈現綠 藍 黃 黑及紅等金屬光澤, 使牠們深受人們的喜愛 其觸角呈現鰓葉狀為其特色之一 金龜子是屬於完全變態的昆蟲, 一隻交配過的雌金龜子, 會鑽到土裡去產卵, 卵孵化後, 幼蟲就成天躲在土中, 以腐植土或植物的根為食, 由於此時的幼蟲是雞隻最喜歡啄食的昆蟲之一, 所以亦稱為 雞母蟲 如果幸運躲過天敵的攻擊, 就會在土中慢慢長大 一直到第二年的四 五月時, 才會化蛹羽化為成蟲 5-3 長有犄角的金龜子 前端長有突出的犄角, 生氣時用犄角互相撞頂, 爬行時緩步賣力, 無畏艱難, 這是獨角仙的寫照 其實獨角仙是一種大型的金龜子, 前胸特化的犄角, 造型獨特

獨角仙成蟲, 可以拉動比牠自己重 10 倍以上的物體 以前小孩常玩的遊戲之一, 就是在雄獨角仙的角上, 綁上繩子拉著重物, 比誰的力氣大 ; 獨角仙的大角, 除了是雄性的象徵之外, 也是求偶時打架的利器, 獨角仙打架就是利用大角將敵人翻個倒栽蔥 除了獨角仙外, 像是糞金龜胸部或是角金龜的頭部也長有犄角, 都受大家的喜愛 5-4 粉絲破表 雄壯的鍬形蟲 41 背部長成黑黑圓鍬形的甲蟲, 受人關注的不是名字, 而是一對大牙齒 ( 大顎 ) 雄鍬形蟲的大顎, 像個大剪刀, 好看卻不一定中用 反倒是大顎較小的雌鍬形蟲, 看來沒甚麼, 一旦被咬到, 恐怕終生難忘 鍬形蟲具各式各樣的大顎, 是收藏者追逐的目標, 但其不同形狀也可能反應牠們生活的需求, 透露鍬形蟲生命的密碼 鍬形蟲的雄蟲具有一對極發達的大顎, 是主要的戰鬥武器 雌蟲也具有一對大顎, 但比雄蟲小得多, 主要的作用是在朽木中挖洞產卵用 其觸角的第一節與第二節間的關節可以曲折, 又稱為屈膝狀觸角 鍬形蟲的體型扁平, 適合躲藏於樹木的縫隙間, 所以有時我們用力搖晃樹木時, 它就會裝死跌落下來, 然後趁我們不注意時趕快逃走 鍬形蟲大部份屬於夜行性的昆蟲 成蟲以樹液為主要食物, 幼蟲以啃食朽木來維生 不要小看幼蟲白白嫩嫩的, 其個性也是滿強悍的 一旦兩隻幼蟲相遇, 就會用口器與大顎互咬, 所以它們都在朽木裡孤獨的生活著, 直到羽化成蟲後爬出朽木 5-5 長角天牛觸角最長的甲蟲, 可以說是天牛了 或許古代人見牠壯如牛 長角又飛在天空, 將之取名為天牛 天牛的種類繁多, 在台灣已知的有 700 多種 一般常見的種類, 其體形呈長橢圓形 有一對強而有力的大顎, 最大的特徵是有著一對又粗又長的鞭狀觸角, 有些長度甚至超過體長的二至三倍長, 猶如牠的英文名 longhorned beetles, 翻作 長角甲蟲 一般傳神 不同品種的天牛, 有的愛啃樹葉或樹皮, 有的喜歡在

花叢間吸食花蜜, 不過總體而言, 牠們都是素食主義者 不要以為牠們是吃菜的, 就比較溫馴 這就錯了, 在牠們頭部下方長著一副鋒利的大顎, 這可是用來防衛攻擊 啃食樹皮或產卵時切開樹皮的重要武器 工具呢! 天牛的一生要經過卵 幼蟲 蛹 成蟲四個階段 雌天牛會把卵產在樹木幹莖或枯木中, 當卵孵化出幼蟲時, 幼蟲會鑽入樹幹以啃食樹木的纖維來維生, 所以會 造成樹木折斷或枯死的危機 幸虧有許多樹的醫生, 如五色鳥 小啄木鳥, 會啄食 藏在樹幹中的天牛幼蟲, 使得自然生態保持平衡 42 延伸問題 1. 臺灣保育類的天牛為何? 為何會演變為害蟲呢? 參考提示 : 民國 78 年台灣首度公告的保育類野生動物名單中, 霧社血斑天牛即被列為第二類珍貴稀有的保育類野生動物, 面臨的危機為 棲地破壞, 非法捕捉壓力大 然而, 曾幾何時牠在民眾的眼光似乎有所轉變, 近年來報章雜誌時有霧社血斑天牛 為害 山櫻花的報導, 保育類昆蟲儼然搖身一變成為害蟲! 真正原因究竟如何? 霧社血斑天牛是一種大型甲蟲, 其體長變化很大, 由 3 公分到 6 公分不等, 若加上長長的觸角, 則更顯得修長 牠的身體外表散佈著亮麗的血紅色的絨毛, 因此有 血斑 之稱, 而這樣的色澤正好與牠主食的山櫻花樹皮相襯, 若不仔細觀察, 還真容易忽略停棲在樹幹上的霧社血斑天牛成蟲 霧社血斑天牛的一生與櫻花樹有著不解之緣, 雖然偶有取食桃李樹的紀錄, 但仍強烈偏好山櫻花 產在樹幹表面的卵孵化後即鑽入樹幹中, 幼蟲雖僅取食活的櫻花樹, 吃的卻是樹木中間死掉的木質部 各地大量的山櫻花種植, 似乎提供霧社血斑天牛更多的資源, 除了食物資源更為豐富, 可以養活更多的幼蟲, 而原本散落山區各地的各地櫻花樹現在變得更為集中, 於其間尋覓配偶似乎也變得更容易了 2. 除了天牛之外, 木製傢俱裡可能躲藏的昆蟲有哪些? 參考提示 : 一般木製傢俱, 尤其是原木打造的, 都有可能躲藏蛀蝕木材的昆蟲, 除

了天牛之外, 小蠹蟲 擬步行蟲 白蟻 木匠蟻和鑽木甲蟲, 都會在木製傢俱中繼續生存, 有時會破壞傢俱, 但能夠在安靜的深夜發出擾人睡眠的啃咬木頭聲音的, 還是天牛的威力較大 5-6 長嘴的象鼻蟲 象鼻蟲的頭部是一根長長的構造, 其實這不是牠的鼻子, 而是牠拉長的頭部與 口器, 所以比較正確的說法, 應該是長嘴蟲而不是象鼻蟲 只過不這看似鼻子的部 43 位, 其實就是牠用來鑽挖樹幹以從事生產或嚼食食物的口器 因此有些種類成了人類經濟作物或糧食的主要害蟲, 例如專門蛀蝕穀物的穀象 米象, 為害香蕉甚巨的香蕉球莖象鼻蟲或為害竹筍的台灣大象鼻蟲 另外也可以用口器鑽洞把卵產入 象鼻蟲是鞘翅目昆蟲中最大的一科, 也是昆蟲王國中種類最多的一群, 全世界已知的種類已達六萬種之多 但其大小相差甚多, 有些不易被發現, 也是較為被人類忽略的一個主要因素 延伸問題 1. 什麼是米象? 參考提示 : 米象就是一般人所說的米蟲, 牠們專門以米粒為食, 是甲蟲象鼻蟲科的成員之一 尖尖長長的鼻子是象鼻蟲主要的特徵, 但長鼻不是真正的鼻子, 而是額頭突出的吻部, 口器位於吻部的前端 有趣的是, 牠們一輩子都不用喝水喔!

單元六水中的昆蟲密碼 蔣中柱 鍾兆晉撰 單元設計理念 八田耕吉教授是水棲昆蟲專家, 特闢此單員除了跟教授收藏大量的水棲昆蟲有 關以外, 本身水棲昆蟲就是水玉生態系重要的指標生物, 在這個單元中, 我們也罕 見有針時的活體在水中生活的情形被展示出來, 在這區參觀將會收或特別豐盛 44 6-1 昆蟲在水中如何生存硬殼的昆蟲在陸地上可以是戰車 ( 獨角仙 ), 在空中可以是滑翔機 ( 蜻蜓 ), 水中是潛水艇 ( 龍蝨 ) 昆蟲除了稱霸在陸地與空中, 在水中也處處可見 ; 甚至跨界演出, 同時有水中與空中的生活型態 蜻蜓的幼蟲以潛水艇的形式住在水中, 成蟲卻長出一雙翅膀能翱翔於空中 ; 無論如何, 只要曾經生活在水中, 都可以稱為 水生昆蟲 只要有翅膀就能浮乘在空中, 但在水中生活就需要有更多的裝備 看看人類如何在水中活動, 用呼吸管浮潛 帶著氣瓶潛入水中 昆蟲的紅娘華尾巴裝載著長長的呼吸管, 進入水中 ; 龍蝨像是潛水伕, 背著氣泡潛入水中 ; 更有長出像魚一樣具氣管鰓的蜻蛉 蜉蝣及石蠅幼蟲, 想在水中停留多久就能多久 只要是有水的環境都可以是牠們的家, 湍急的溪流 平靜的水漥 水塘 農田 積水的樹洞竹筒等等, 水生昆蟲各顯神通生活其中 除非是水質汙染到無法生存, 不然連在泥水裡也都可以忍受及存活, 因此水生昆蟲亦可用來監測水質受汙染的程度喔! 一般的淡水環境可區分為靜水及流水兩種不同棲息環境, 為了適應 生活在這兩種環境的水棲昆蟲其生態和形態便有差異, 例如 : 流水環境的含氧量較高 流速較快, 生活其中的水棲昆蟲對於水質的需求較嚴格, 體形多為流線型 ; 靜水環境的含氧量較低 流速慢, 生活其中的水棲昆蟲對於水質的需求低, 體形為較為肥胖 水棲昆蟲對於水質的需求十分敏感, 不同污染程度的水質, 會有不同的水棲昆蟲, 例如 : 蜉蝣 石蠅等對水質要求最高, 孑孓 搖蚊 水黽等最耐污染, 紅娘華 水蠆 龍蝨 石蠶蛾等對

水質的適應範圍較廣 ; 這些水棲昆蟲可以作為水質污染監測的指標生物, 甚至比物 理和化學的污染監測法還要簡單 準確 6-2 流水域 溪流裡的昆蟲密碼 水中的生態世界, 由流水速度來形塑一切 昆蟲在靜止或流動水域, 不同的石 沙 泥的底質, 棲息種類就不一樣 因此同一條河的上游 中游 下游生活的昆蟲 也會不一樣 在水流急的水域, 往往是粘著在岩石的上固著型昆蟲, 才不會被水沖 45 走 ; 甚至是利用絲將小石頭網起來, 可以保護自己 ; 或是具有匍匐能力, 於石頭跟石頭之間或表面爬行, 不被水流沖走 1. 襀翅目的石蠅 : 幼蟲以胸部氣管鰓呼吸, 喜歡生活在無污染的水域, 大多會築巢, 以獵食其牠水生昆蟲為生 2. 蜉蝣目的蜉蝣 : 身體大多瘦長流線形, 適應在急水流中活動 孵化出的成蟲有蕾絲般美麗的翅膀, 成蟲不取食, 壽命短, 有人稱之為 朝生夕死 3. 脈翅目的石蛉 : 幼蟲長條形, 匍匐爬在水底, 靠著一對大顎, 捕抓過往的獵物為生, 成蟲仍保有這對大顎 4. 鞘翅目的扁泥蟲 : 幼蟲外表扁平而呈圓盤型, 如烏龜外殼或是像是錢幣 ; 常附於石頭表面上緩慢活動, 主要以刮取藻類為食物 5. 鞘翅目的螢火蟲 : 幼蟲以螺類為食, 腹部末端具發光器, 不同種類的螢火蟲, 發出光的頻率不同 6-3 靜水域 池塘或水田裡的昆蟲水流較緩的水域, 水底常常會有泥沙或樹葉堆積 ; 生活在這裡的水生昆蟲, 比較不需擔心強勁的水流沖走, 可以更自由活動 ; 常常會見到吐絲將落葉或沙子做成攜帶性的巢, 在水中緩慢爬行, 或是乾脆鑽入到沙裡 泥土, 只留下一個洞口 1. 不均翅亞目的蜻蜓 : 幼蟲以直腸鰓呼吸, 成蟲休息時翅膀平放, 捕食空中的昆蟲

2. 均翅亞目的豆娘 : 幼蟲以尾巴突出的氣管鰓呼吸, 成蟲休息時翅膀疊合, 身體較細長, 亦為獵食昆蟲 3. 鞘翅目的龍蝨 : 少數幼蟲與成蟲都在水中生活的昆蟲, 後足特化成游泳足, 且在腹部末端攜有空氣泡, 像是帶著氣瓶潛水一樣 4. 鞘翅目的豉甲 : 成蟲通常在水面上活動, 眼睛分為上下兩半, 可同時看水面的 上下 5. 半翅目的紅娘華 : 生活在水中的成蟲, 腹部末端由尾毛併成一根呼吸管, 像是 46 蠍子一樣 前足則特化成鐮刀狀的捕捉足 6. 半翅目的田鼈 : 成蟲生活在水中, 外表構造與紅娘華類似, 都帶有呼吸管 雄蟲背負由雌蟲產下之卵粒, 幼蟲孵化後才脫落, 肉食性, 有時會獵捕小型青蛙 7. 半翅目的水黽 : 成蟲在水面上活動, 足上具纖毛, 可利用表面張力在水面上滑行, 捕捉不幸落水的昆蟲為食 8. 雙翅目的蚊 : 幼蟲生活於水中, 以尾巴連通水面上的空氣, 有些大蚊及搖蚊的幼蟲具有血鰓, 可以直接在水中呼吸

單元七昆蟲的環境密碼 蔣中柱 鍾兆晉撰 單元設計理念 昆蟲是生態系中重要的角色, 常常扮演關鍵物種 基石物種及顯著物種, 認識 昆蟲的行為, 以及與環境息息相關的分佈, 就是對環境產生終極關懷的起點 47 7-1 環境與昆蟲的生存生態環境決定了當地可居住的生物 各種環境條件的差異, 不同的氣候帶 雨量 氣溫 甚至人為的都市與鄉村等皆會影響當地生存的生物種類及數量 尤其是環境的汙染程度會直接或間接影響當地的生物族群結構 藉由調查各項生態系及地理景觀找出其典型的代表昆蟲, 藉此進一步了解環境目前所受到的影響 7-2 從城市到郊區淺山再到深山對於昆蟲生態的研究, 逐漸以都市 郊區的淺山及高山地區為區分, 各區出現代表性的昆蟲 此概念起源於 2010 年 生物多樣性公約 第十屆會員國大會 (10th COP) 所通過的里山倡議 (Satoyama Initiative), 追求以永續自然經營的方式開發社會經濟, 實現人類社會與自然和諧共生的理想 7-2-1 城市的昆蟲生態在人為的城市環境中, 大量原生的昆蟲已經消失, 所能留下的昆蟲種類已經被篩選, 或是演化出適應與人類共處的能力, 牠們可以忍耐原先自然界所沒有的光害 化學污染與噪音 例如蟑螂, 喜歡群聚 最常和人類生活在一起, 取食人類剩餘的食物 白天通常躲在抽屜 衣櫃 污水管道或陰暗隱密角落中休息, 晚上熄燈之後, 就開始出來活動 常如影隨形地跟著人類遷徙, 分布極廣 一般家裡常發現 : 1. 美洲蜚蠊 : 體長 3.5-4.5 公分, 前胸背板的後半部為橘黃色, 翅膀紅褐色至深

褐色 2. 德國蜚蠊 : 體長 1.0-1.5 公分, 前胸背板有兩條黑色的縱向條紋, 翅膀淡褐色 建議延伸閱讀 東京昆蟲物語 :46 則與昆蟲相遇的抒情紀事, 作者帶我們回到 他的童年, 一九五零 六零年代的東京, 將小男孩與昆蟲間的美好相遇, 化為四十 六篇動人的昆蟲紀事 細膩的自然觀察 懷舊的人文筆觸, 搭配寫實細膩的手繪昆 蟲圖及簡明的外觀習性解說, 是本絕佳的都市昆蟲札記 但其中也說明都市化 全 48 球暖化昆蟲相也在逐漸變遷中, 我們是否有所作為來維持台灣生態的多樣性 7-2-2 郊區的昆蟲生態在人類的開發下, 原先較為平緩的自然地, 被改建成低密度建築 農田 公園等多種的人造與自然混合生態, 同時也改變原有的昆蟲生態 水生昆蟲是 郊區生態 的代表, 如蜻蛉目的稚蟲生活於水中, 易受人為工程與生活, 造成環境變動或水質汙染而影響 且不同種類的蜻蛉具有不同的生活環境及產卵偏好, 又蜻蛉成蟲體型大好辨識, 故很適合做為環境指標的生物 學習活動 9 何處是蟲家? 活動名稱 : 何處是蟲家? 活動目的 : 對於沒有經驗的採集者而言, 要在野外順利找到昆蟲, 並不是一件容易的事情 本活動是讓學生先在採集前體驗昆蟲可能藏身的地點, 及昆蟲可能暴露行蹤的線索, 有助於在野外找到昆蟲 活動準備 : 大海報一張, 將兩兩相對的特性描述書寫上去 活動內容 : 除了題目之外, 大海報兩兩相對的選項, 一開始是用色紙浮貼住的, 第一題開始, 所有學生選擇兩兩相對的答案站立, 公布答案後, 正確的站著, 錯誤的蹲下, 逐一揭露選項, 看誰最後仍然站著, 就是在野外容易

找到蟲的人 海報內容如下 : 下列何者比較容易找到昆蟲? 葉背 葉面 蟲糞上方 蟲糞下方 咬痕附近 遠離咬痕 49 葉子捲曲 葉子平坦 老葉 幼葉 完整的樹皮 缺刻的樹皮 盛開的花 含苞待放的花 剛熟的果實 熟透的果實 石頭上 石頭底 7-2-3 深山環境的昆蟲生態深山指的是無人居住或較少受人干擾的生態環境 理想中, 這裡的昆蟲生態, 最接近原來的自然風貌, 然而不可避免地會受到全球暖化與氣候變遷的影響 7-3 以水生昆蟲檢測環境的密碼一條流動的河川除非明顯地發臭了, 否則難以知道是否在變化中 從河川中所住的水生昆蟲, 就可以透露出河川是否健康 各種水生昆蟲幫助河流中的營養循環及分解作用, 與其牠水生生物息息相關 各種水生昆蟲的存活與否, 會反映河川水質的好壞 7-3-1 解開河川建康與否的密碼

採集水生昆蟲, 是解開河川健康與否的密碼 選擇適當的急流或淺水區, 將採集用的水網逆流放置於溪流底部, 攪動及清洗底部的石頭及泥沙即可使水生昆蟲順勢流入網中再將採集得到的物品倒入水盤內, 清除泥沙及其它物質後, 將水生昆蟲挑出存於 75% 酒精, 以方便後續的分類及鑑定 7-3-2 反映水質等級的水生昆蟲 採集到的水生昆標本經過鑑定後, 經由對該地水生生物的耐污特性以及群聚結 50 構分析, 得到生物指數 (Biotic index), 用來反映該地的水質等級 7-3-3 蜉蝣的大發生訴說環境的改變根據日本學者研究, 由於人為工程的水壩會攔截水及泥沙, 當水壩內的泥沙堆積時, 使得蜉蝣幼蟲有更多的食物以及居住空間 加上農業及家庭廢水的排放, 大量的有機物質, 作為蜉蝣幼蟲的食物源 這些因素, 造成蜉蝣的大發生 7-4 變化中的大氣環境 由於人類使用化石燃料, 排出大量的二氧化碳, 造成大氣溫室效應, 以致於全 球暖化 (Global warming) 全球暖化更會造成氣候型態的改變, 降雨的不均, 乾 旱及水災頻傳, 對人類造成重大的影響, 也對昆蟲生態造成的影響 7-4-1 物種朝涼的地方搬家了! 暖化造成各地年均溫的上升, 原本生活在南方低緯度區域的生物, 不耐溫度的提升, 逐漸往北方高緯度較涼的區域移動, 造成物種得以往北方遷息 譬如, 原先不耐冷的蚊子, 向北方分佈 7-4-2 冬天不再冷 冬季死亡率降低 因冬季期間溫度上升, 使得不耐低溫的昆蟲逐漸能夠存活於冬天的氣候

7-4-3 活得愈久生的愈多 世代 溫暖的天數增加, 也使得生活世代較短的昆蟲, 壽命更長, 或得以增加更多的 51

單元八昆蟲與人 蔣中柱 鍾兆晉撰 單元設計理念 本單元以人與蟲的關係出發, 建構昆蟲在人類文明的價值, 從捕捉昆蟲 研究 昆蟲 利用昆蟲到向昆蟲學習, 這個單元是最能引起共鳴的地方 52 8-1 觀察昆蟲觀察是認識昆蟲的第一步, 記錄則可以幫助我們進一步了解 分析牠們的行為 特徵 觀察昆蟲的方式可分為 : 1. 室內觀察 : 是指捕捉一隻昆蟲 ( 例如鍬形蟲或蟋蟀 ), 放在適度大小的籠子或壓克力飼養盒中, 觀察牠們的行為, 記錄牠們的生活 但是要長期在室內觀察昆蟲, 首先要能讓牠們活下去, 而要讓抓到的昆蟲活下去, 不但得為牠們張羅食物, 還要為牠們提供遮蔽物品 假如不懂如何飼養, 或沒時間照顧, 建議還是到野外去觀察大自然裡的昆蟲吧! 2. 野外觀察 : 在野外觀察昆蟲是一件有趣但卻辛苦的事 野外刮風下雨 陰晴不定, 而且大部份昆蟲十分活躍, 觀察者還得追著牠們跑 但是, 想要真正了解昆蟲的行為和生態, 野外觀察是絕不可少的 3. 觀察記錄 : 將觀察到的形態特徵 行為 生活史等記錄下來, 不僅可以加深印象, 也可在日後較有系統地整理每一次的觀察結果, 並歸納出各項結果 4. 文字記錄 : 大一點的昆蟲多半可用肉眼直接觀察 記錄 這時, 需要一本記錄本和一枝筆, 將觀察的時間 地點 天氣等基本資料, 以及昆蟲的舉手投足一一記下 有個碼錶更好, 它可以更精確地記錄動作時間 若要更仔細觀察昆蟲, 還可借助放大鏡, 傳統的放大鏡體積較大, 目前市面上可以買到摺疊式的小型放大鏡, 攜帶非常方便, 是觀察昆蟲的好工具

5. 聲音和影像記錄 : 除了用文字記錄外, 還可以利用其牠的工具記錄 例如, 寫字速度較慢的人, 可以用錄音筆將所觀察到的情景, 口述錄下來, 然後再寫成文字 由於行為稍縱即逝, 因此用能讓行為停格的數位相機也是觀察的重要利器 近年來, DV PAD 及智慧型手機的使用及價格也愈來愈普及, 說不定也可拍攝一部昆蟲影集 學習活動 10 昆蟲豪宅 活動名稱 : 昆蟲豪宅 ( 巢材與種類的配對 ) 53 活動目的 : 本活動主要讓中學生了解昆蟲也會利用身體以外的物體築巢, 以躲避天敵 調控體溫 育幼 儲存食物等 活動準備 : 課前準備各種昆蟲築巢的照片及提問的問題 活動內容 : 1. 答案有四個區塊, 分別是昆蟲種類 築巢方式 巢材及巢的功能, 在提問中, 這四個區塊要都能配對正確, 才算過關 2. 每組可以有一次機會舉手問老師前述四個區塊以外的提示 3. 任何時候, 各組都可舉手回答問題描述的答案, 不必等所有組都問完提示 4. 問題描述 : (1) 突出地表的巨廈 ( 白蟻 ) (2) 懸吊樹梢的空中堡壘 ( 胡蜂窩 ) (3)3D 規律美宅 ( 蜜蜂巢 ) (4) 移動公寓 ( 避債蛾 ) (5) 摺疊的綠色套房 ( 捲葉象鼻蟲 ) (6) 完美地下城 ( 收穫蟻 ) (7) 葉下的變形別墅 ( 扁蚜蟲蠳 ) (8) 壺狀造型屋 ( 泥壺蜂 )

8-1-1 採集用具 工欲善其事, 必先利其器, 昆蟲採集有許多特殊的工具, 讓我們能更方便更有效率地完成調查 1. 蟲網 : 與蟲桿組合, 可依喜好選擇不同長度蟲桿來進行採樣 2. 容器 : 依蟲體大小選擇盛裝昆蟲的容器, 生活中常見的塑膠罐都相當適合 3. 吸蟲管 : 用來採集一些不易徒手抓取的小蟲, 吸氣口會有紗布阻擋昆蟲吸入 口中而留在試管內 54 4. 毒瓶 : 將採集的昆蟲置入毒瓶, 以免過度掙扎造成蟲體損傷 5. 三角紙與三角盒 : 當採集的對象為蝴蝶 蛾類或蜻蜓等昆蟲時, 會將牠們的翅合攏並小心放入三角紙中, 再置入三角盒內, 除良好保存避免受損外, 也節省空間 8-1-2 標製作本用具標本製作除了記錄物種資訊, 同時也提供實體特徵的檢視, 在昆蟲分類研究來說是不可或缺的 1. 昆蟲針 : 用以固定蟲體的針, 多為不鏽鋼製 ; 不同蟲針號代表粗細不同, 號碼越大, 針身越粗 ; 您看到了嗎? 還有超小的微針喔! 2. 平均台 : 使各標本與標本籤保持一定的距離 3. 展翅板與描圖紙 : 作為調整及固定具有大型翅膀的昆蟲標本製作 4. 標本籤 : 標本籤可以想成是標本的名牌, 所含資訊主要有採集時間 採集者 採集地點, 其它如採集方法 採集環境, 海拔高度, 當天天氣等都可記錄, 這些資訊在蒐藏豐富的博物館標本管理系統中都相當重要

學習活動 11 蟲腳怎麼擺? 活動名稱 : 蟲腳怎麼擺 ( 腳長的方向 )? 活動目的 : 大部分的中學生都知道, 昆蟲具有六隻腳, 但是昆蟲的六隻腳, 在靜止的時候, 都是怎麼擺的, 卻未必清楚 本活動旨在讓學生注意自然情況下昆蟲的體態, 並可運用在製作標本的展肢上 活動準備 : 一個黏有 6 條鐵絲的木製昆蟲模型 ( 鐵絲出線部分在胸節 ) 活動內容 : 55 1. 學生必須了解昆蟲的附肢 ( 基節 腿節 轉節 脛節 跗節和前跗節 ) 後, 摺出可能的腳型 2. 時限內, 讓學生將鐵絲摺出昆蟲的腳型, 並轉出認為正確的蟲腳方向 8-2 食用昆蟲蜂蜜是最為人類所廣泛接受的昆蟲產品, 蜜蜂授粉的過程更是主宰人類的糧食來源 以昆蟲為食在世界許多地區, 是補充蛋白質的重要來源 且在東南亞及中國某些偏遠地區, 仍保有食用昆蟲的文化 現今世界糧食短缺的問題逐漸浮現, 說不定日後我們還需要藉由昆蟲才能生存呢! 1. 蜂蜜 : 人類使用最久的昆蟲產品, 也是少數經過現代工業與商業推廣的昆蟲產品 2. 田鼈 ( 桂花蟬 ): 為一種生活在水域的大型肉食性昆蟲, 烹調後雄蟲會有不同於雌蟲的風味 3. 蟬猴 ( 蟬若蟲 )& 蟬蛻 : 是蟬生活在土裡的若蟲 ; 在中國, 蟬猴烹飪相當多元, 有拌炒 油炸 火烤等, 在有些地區甚至做為餃子內餡 蟬蛻是老熟若蟲所蛻下的, 蟬蛻則常入藥, 蟬蛻無味而性微寒, 具疏風熱 息風止痙等功效 4. 蝗蟲 : 中國某些地區, 有吃油炸蝗蟲的習慣 古代經常受蝗蟲危害的地區,

結合治蝗將捕到的蝗蟲做為食品, 經醃製 曬乾或油炸後在集市上賣, 名為 蝗米 或 旱蝦 農村兒童捉來蝗蟲後, 利用灶熄火後的餘溫灰燼炙烤, 外焦裏嫩, 香酥味美 5. 蟻 : 在西周, 已有食蟻的記載 ; 中國少數民族也使用螞蟻 蔬菜與醋作為風味獨特的涼拌料理 世界各地亦有食蟻文化 ; 像阿根廷國宴即有以螞蟻為食材的菜 餚 美洲人認為吃螞蟻可促進骨骼發育, 且螞蟻含鋅量高, 為調節免疫系統的良藥 6. 竹蟲 : 在氣候溫暖潮濕的中國南方, 當地的少數民族搜尋生長不正常的竹子, 56 並採集裡面白白嫩嫩的竹蟲, 竹蟲在當地視為佳餚 8-3 藥用昆蟲在明朝的藥典 < 本草綱目 > 中便已記錄了數種入藥的昆蟲, 這些用作傳統醫藥的昆蟲, 在現代生活中, 仍然被用來作為養生的健康食品 1. 冬蟲夏草 : 蝙蝠蛾科昆蟲的幼蟲在秋冬季被蟲草屬的真菌感染死亡後, 第 2 年夏天從幼蟲上長出一根蟲草屬的真菌角狀子座, 即為冬蟲夏草 夏至前後挖取, 去泥土後曬乾或烘乾, 療效難以證明, 作為健康食品用 2. 斑蝥體內含有強烈的斑蝥素, 斑蝥性味辛熱, 本身有劇毒, 碰觸時會造成皮膚起泡, 能破血逐瘀, 散結消癥 8-4 昆蟲仿生學 向昆蟲學習生存絕技無論是水陸或是空中, 都有無數種類的昆蟲優遊存活 表示昆蟲在地球生命史中, 已經演化出適應各種環境的本事 人類想盡各種辦法運用各種科技, 想要模仿昆蟲的結構與特殊功能, 因此運用科技模仿生物的特殊本領學科出現了, 我們稱之為昆蟲仿生學 (Bionics) 延伸問題 1. 昆蟲有什麼值得模仿的結構或特殊功能呢?

參考提示 : 仿生學的任務就是要研究生物系統的優異能力及產生的原理, 並把它模式化, 然後應用這些原理去設計和製造新的技術設備 仿生學家由昆蟲得到啟發, 例如 : (1) 根據蒼蠅嗅覺器官的結構和功能, 仿製成一種十分奇特的小型氣體分析 儀 這種儀器的 探頭 不是金屬, 而是活的蒼蠅 就是把非常纖細的微電 極插到蒼蠅的嗅覺神經上, 將引導出來的神經電信號經電子線路放大後, 送 57 給分析器 ; 分析器一經發現氣味物質的信號, 便能發出警報 這種儀器已經被安裝在宇宙飛船的座艙裡, 用來檢測艙內氣體的成分 這種小型氣體分析儀, 也可測量潛水艇和礦井裡的有害氣體 (2) 科學家們受蝴蝶身上的鱗片會隨陽光的照射方向自動變換角度而調節體溫的啟發, 將人造衛星的控溫系統製成了葉片正反兩面輻射 散熱能力相差很大的百葉窗樣式, 在每扇窗的轉動位置安裝有對溫度敏感的金屬絲, 隨溫度變化可調節窗的開合, 從而保持了人造衛星內部溫度的恆定, 解決了太空船在太空航行的一大難題 (3) 蜻蜒依靠加重的翅痣在高速飛行時安然無恙, 於是人們倣傚蜻蜒在飛機的兩翼加上了平衡重錘, 解決了因高速飛行而引起振動這個令人棘手的問題 (4) 昆蟲學家研究發現, 蒼蠅的後翅退化成一對平均棍 當它飛行時, 平均棍以一定的頻率進行機械振動, 可以調節翅膀的運動方向, 是保持蒼蠅身體平衡的導航儀 (5) 早在 60 年前, 人們根據對螢火蟲的研究, 創造了日光燈, 使人類的照明光源發生了很大變化 現在, 人們已能用摻和某些化學物質的方法得到類似生物光的冷光, 作為安全照明用 相關仿生學資料請參考下列網頁 : http://speedfaq.com/jibingbaike/25.html#1 學習活動 12 昆蟲謎語

活動名稱 : 昆蟲謎語活動目的 : 透過文字的描述, 將昆蟲的行為及形態特徵, 掌握得維妙維肖, 謎底揭曉, 蟲兒的特性也記住了 活動準備 : 有關昆蟲的燈謎 活動內容 : 謎樣蟲兒 題號 答案 58 謎題一 : 蚱蜢 能飛能跳穿綠袍, 愛吃禾苗和青草, 若是您想找到牠, 嘗試草叢裡面查 謎題二 : 蜜蜂 兄弟幾千, 做屋相連, 做個甜酒好過年, 合個好藥賣個好價錢 謎題三 : 蒼蠅 頭戴紅纓帽, 身穿綠羅袍, 背上生雙翅, 腿上全是毛 謎題四 : 蚊子 有手無腳 有衣無扣, 出門都喝紅露酒

謎題五 : 螳螂 頭大頸長肚子大, 隨時都帶兩把刀, 搖搖晃晃四處尋, 害蟲看您哪裡跑 謎題六 : 螢火蟲 59 白天草裡住晚上空中遊金光閃閃動見尾不見頭 謎題七 : 蟬 此蟲真稀奇講話用肚皮一躲十七年老來才得子 8-4-1 仿生多足機器人 2012 年 8 月火星探測車發現號登陸火星成功 仔細看看, 這輛無人探測車, 有幾隻腳? 六隻腳 就是模仿地球上最會行走的動物 蟑螂 為了適應火星上崎嶇凹凸不平的地面, 科學家觀察善於在各種環境行走的蟑螂, 並將蟑螂控制行走的神經機制, 應用在此探測車上, 成為一個可行走在各種陸面型態的機器人 8-4-2 螞蟻驗算法與群體智慧 螞蟻演算法 (Ant Colony Optimization) 是一種學習螞蟻找食物所衍生出來的運算 方法, 用來在地圖中尋找最佳化路徑的機率型技術 自然界裡螞蟻搜尋途徑, 靠的

是牠們身上的費洛蒙來傳達訊息 當無意中找到食物, 就會留下費洛蒙, 說 這裡有食物!, 當其牠螞蟻也經過附近, 發現費洛蒙的存在後, 就會聚集在一起, 這樣的費洛蒙濃度就會越來越高 靠著費洛蒙的標示, 濃度越高表示越多的螞蟻走過, 就不會去走其牠的路徑, 慢慢找出最好最近的路徑來走 有點像是人類的社會, 當人們第一次看到排隊的餐館, 即使沒去過, 也會認為這家餐館不錯, 算是一種集體 智慧的呈現 60 8-4-3 昆蟲形態力學看看一隻細小的蚊子, 可以在空中飛行的神出鬼沒, 打也打不到, 讓人氣的咬牙 人類的飛行器無論是飛機或直升機, 目前飛行的靈活度上是遠遠比不上蚊子的 當昆蟲物理學家與流體力學工程師結合, 將昆蟲在形態所產生的物理力學, 研究出其中的奧妙, 運用在機械工程上, 尤其是交通工具上, 是昆蟲形態力學最大的運用 譬如, 人類所設計的引擎是用作動力來源, 但昆蟲的肌肉通常不只是作為發動機, 還有煞車 彈簧與支柱等其它的功能, 且會隨著運動狀態來改變功能, 這種多功能的型態也可值得人類學習的 8-4-4 昆蟲的複眼德國畢勒菲爾大學 (Bielefeld University) 的之研究人員, 已成功製造出一種人造蜂眼, 它擁有全功能的攝影鏡頭, 達 280 度的視覺範圍, 以說明光對昆蟲複雜的傳感 處理和導航能力 人造蜂眼是由一組輕型的鏡頭, 連接到 USB 的攝影機 因為鏡頭前緣, 運用了由壓克力鏡片製成的彎曲反射面, 所以蜂眼攝影機的視野毫不遜於蜜蜂, 充分展現了昆蟲的 獨特觀點 在今後的發展上, 研究人員希望可以加入紫外線, 使其能更充分地展現出蜜蜂的色覺, 因為對蜜蜂來說, 區別或認出花朵是很重要的, 主要是用來辨別方向 牠們也希望之後可以把神經處理階段納入模型 最後, 研究人員表示, 儘管這個視覺模型, 在模仿蜜蜂複眼的空間解析度上, 可能有所限制, 但研究成果應可以運用在很多方面, 比如說, 利用結合虛擬蜜蜂的飛行,

以及輸出的影像, 可以測試機器人上的蜜蜂式視覺導航策略 8-5 啟發藝術靈感的昆蟲 日本動畫大師宮崎駿, 從觀察昆蟲中, 啟發 風之谷 環保電影的誕生 電影 中一隻隻像蜻蜓的飛機, 俯瞰未來遭受人類汙染的大地, 地面上如推土機的 王蟲 將受汙染的大地化腐朽為再生 要是沒有了蟲的元素, 單靠人類的力量, 是無法將 污染的地球恢復生機 61 昆蟲郵票 昆蟲也是郵票中的題材, 發行國大多取材自該國所熟知或獨特的昆蟲, 這也反映該 國對昆蟲種類的認知情況 延伸問題 1. 臺灣有昆蟲郵票嗎? 共有那些昆蟲種類呢? 參考提示 : 臺灣中華郵政在 47 年才開始有第一套昆蟲的郵票, 迄今陸續也出了 20 套的昆蟲郵票 1.47 年 3 月 20 日發行第一套臺灣昆蟲郵票, 昆蟲主角分別是 : 臺灣條紋大天牛 寬尾鳳蝶 蛇頭蛾 ( 皇蛾 ) 螢斑蛾 長臂金龜及無尾白斑黑鳳蝶 2.66 年 7 月 20 日發行臺灣蝴蝶郵票, 分別有 : 黑點大白斑蝶 曙鳳蝶 環紋蝶及端紅蝶 3.67 年 9 月 20 日發行第二套臺灣蝴蝶郵票, 分別有 : 雌白黃蝶 紫斑蝶 大紅紋鳳蝶及石墻蝶 4.78 年 7 月 14 日發行第三套臺灣蝴蝶郵票, 分別有 : 青帶鳳蝶 大鳳蝶 紅紋鳳蝶及無尾鳳蝶 5.79 年 4 月 20 日發行第四套臺灣蝴蝶郵票, 分別有 : 黑脈樺斑蝶 雌紅紫蛺蝶 孔雀蛺蝶及臺灣紋白蝶

6.86 年 4 月 25 日發行保育昆蟲郵票, 分別有 : 臺灣大鍬形蟲 蘭嶼大葉螽蟖 津田氏大頭竹節蟲及珠光鳳蝶 7.89 年 10 月 11 日發行臺灣蜻蜓 溪流蜻蜓小全張, 分別有 : 鉤尾春蜓 善變蜻蜓 樂仙蜻蜓及無霸勾蜓 8.92 年 6 月 26 日發行臺灣蛾類郵票, 分別有 : 綠斑姬尺蠖蛾 中帶白苔蛾 胡 桃豹蛾及黃群夜蛾 9.92 年 7 月 25 日發行臺灣蜻蜓 池塘蜻蜓小全張, 分別有 : 燄紅蜻蜓 粗腰蜻 62 蜓 綠胸晏蜓及彩裳蜻蜓 10.93 年 4 月 21 日發行第五套臺灣蝴蝶郵票, 分別有 : 大絹斑蝶 綠弄蝶 眼蛺蝶及綠灰蝶 11.95 年 5 月 25 日發行臺灣螢火蟲郵票, 分別有 : 臺灣窗螢 橙螢 雪螢及蓬萊短角窗螢 12.95 年 8 月 16 日發行臺灣蜻蜓 水田蜻蜓小全張, 分別有 : 猩紅蜻蜓 霜白蜻蜓 侏儒蜻蜓及杜松蜻蜓 13.97 年 6 月 5 日發形臺灣鍬形蟲郵票, 分別有 : 紅圓翅鍬形蟲 長角大鍬形蟲 大屯姬深山鍬形蟲及豔細身赤鍬形蟲 14.98 年 6 月 25 日發行第六套臺灣蝴蝶郵票, 分別有 : 柑橘鳳蝶 黃裳鳳蝶 綠斑鳳蝶及琉璃翠鳳蝶 15.99 年 5 月 21 日發行第一套臺灣天牛郵票, 分別有 : 高砂紅天牛 臺灣紅星天牛 黃胸紫天牛及黃紋天牛 16.100 年 1 月 26 日發行第二套臺灣天牛郵票, 分別有 : 霧社血斑天牛 擬硬象天牛 臺灣黃帶天牛及臺灣大牙鋸天牛 17.100 年 4 月 8 日發行第七套臺灣蝴蝶郵票, 分別有 : 圓翅紫斑蝶 斯氏紫斑蝶 小紫斑蝶及端紫斑蝶 18.101 年 3 月 9 日發行第三套臺灣天牛郵票, 分別有 : 阿里山花天牛 臺灣樟紅天牛 曙光虎天牛及紫豔白星大天牛

19.101 年 7 月 12 日發行臺灣蜂類郵票小全張, 分別有 : 虎蜾贏 西洋蜂 松毛蟲黑點瘤姬蜂 黑竹蜂 雙金環虎頭蜂及東方蜜蜂 20.102 年 8 月 28 日發行第四套臺灣天牛郵票, 分別有 : 蘭嶼偽鍬形天牛 蓬萊紅天牛 深山巨天牛及深山黃條虎天牛 參考網站 : 中華郵政全球資訊網 (2014) 郵票寶藏 2014 年 3 月 1 日, 取自 http://www.post.gov.tw/post/internet/w_stamphouse/stamphouse_index_ch.htm 63

單元九延伸學習 鍾兆晉撰 單元設計理念 本單元以 Joseph Cornell 創立的順流學習法 (flow learning) 精神帶 入昆蟲的學習活動 順流學習法主要是讓自然體驗或自然探索的活動能夠順利而且 64 有成效的進行 透過第一步驟喚醒熱誠 (awaken enthusiasm) 第二步驟集中注意力 (focus attention) 第三步驟親身體驗 (direct experience) 以及第四步驟分享啟示 (share inspiration) 分階段一連串逐步實施的活動, 使學生很快融入大自然並享受在荒野學習昆蟲學的快樂 順流學習法強調施教者發揮愛與真誠, 是能夠讓教學活動深化的教學法 9-1 昆蟲生態箱 學習活動 13 昆蟲與生態系活動名稱 : 昆蟲與生態系 活動目的 : 昆蟲與人類的分佈, 對環境的開發息息相關 本活動的目的在讓學生瞭解不同開發程度, 會有不同的昆蟲伴隨相生 活動準備 : 將人類活動頻度及干擾度分四級, 即都市 郊區 淺山 高山, 同時認識里山倡議, 將昆蟲保育融入里山精神 里山 (Satoyama) 是指住家 村落 耕地 池塘 溪流與山丘等混和地景 這類多樣性高的環境, 因為當地住民的適當規畫, 不僅提供了在地所需的食物 飲用水與日常物資, 涵養在地文化, 增加當地的生態多樣性, 並達到永續環境的目標, 是經學術認證的永續型社會生態生產地景

(socio-ecological production) 里山 一詞雖起源於日本, 但全球各地皆有以里山基本原則管理的永續案例 因此, 聯合國大學高等研究所 (UNU- IAS) 與日本環境省發起了 里山倡議 (Satoyama Initiatives), 希望透過整理全球各地現存的里山案例, 提倡里山環境管理模式, 實現人與自然和諧共存的願景 活動內容 : 1. 在老師提供的 100 種昆蟲中, 挑出自己認為會出現的種類, 放在四個 65 代表不同干擾度的區域 2. 跟同學比對, 都市 郊區 淺山與高山的昆蟲, 有哪一些不一樣, 為 何不一樣? 誰的理由充分?

學習活動 14 我知道就是你活動名稱 : 我知道就是你 活動目的 : 不是每個人都有追尋昆蟲的體驗, 有的人有經驗, 有的人渴望經驗, 有的人想複習找甲蟲的樂趣 這個活動, 可以幫助同學找到志同道合的昆蟲伙伴 活動準備 : 先心理建設, 要大家放開心胸, 說出心裡的話 活動內容 : 請按以下的描述, 找到一個符合的伙伴, 請他談一下昆蟲相關經驗, 66 並寫下名字 ( 一個名字最好只出現一次 ) 1. 曾在大自然, 看過以下任三種昆蟲 : 蜻蜓 豆娘 仰泳蟲 龍蝨 叩頭蟲 紅星椿蟓 烏鴉鳳蝶 石牆蝶 突眼蝗 黃星天牛 小灰蝶 長腳蜂 白 蟻 我的昆蟲伙伴姓名 : 2. 曾獨自在山間步行 我的昆蟲伙伴姓名 : 3. 曾安靜蹲在田野, 全心觀察昆蟲 我的昆蟲伙伴姓名 : 4. 曾幫助過迷途闖進民宅的昆蟲回大自然 我的昆蟲伙伴姓名 : 5. 曾有過印像深刻的與昆蟲接觸的經驗 我的昆蟲伙伴姓名 : 6. 如果能變成一種昆蟲, 想變成什麼昆蟲? 我的昆蟲伙伴姓名 : 7. 記得和昆蟲有關的一首詩 一首歌或一句話? 我的昆蟲伙伴姓 名 : 8. 特別喜歡的昆蟲體驗活動? 我的昆蟲伙伴姓名 : 9. 曾在大自然中找到難能可貴遇到的昆蟲? 我的昆蟲伙伴姓 名 : 10. 如果滯留在一個無人島上, 會帶哪三本書? 書名 :

學習活動 15 訪問昆蟲活動目的 : 本活動透過學生模擬記者採訪的角色扮演, 自問自答, 深化學生對主題昆蟲的瞭解, 同時練習提出適切的問題 活動準備 : 每個人要在活動前, 預先設想主題昆蟲 活動內容 : 選擇一個昆蟲當作您訪問的對象, 把他當成一個好朋友, 或者知名 的明星, 就像其他在地球上和您共享生命的朋友一樣 在這個訪談 裡, 試著以不同的眼光來看待事情 訪問時, 您可以用想像力回答 67 問題 只需選擇一樣, 最吸引您的項目來訪問 例一 昆蟲你怕人類嗎? 妳用什麼心態面對人類? 你怎麼和人類打交道? 有什麼方法和人類和平共處? 例二 昆蟲你幾歲了? 你一直都是這樣的大小嗎? 你從哪裡來的? 住在這個特別的地方, 生活過得如何? 誰會來探望你? 你遭遇過什麼大事嗎? 有什麼特別的要告訴我嗎? 例三 昆蟲你要去哪裡? 你有什麼天敵, 需要提防呢? 你要去做什麼事? 你吃什麼? 你怎麼找到這些食物呢? 你住哪裡? 獨居還是群居? 你有沒有到過別的地方旅行? 你有沒有那些特別的事, 想告訴別人呢? 學習活動 16 尋找昆蟲的藏身地活動名稱 : 尋找昆蟲的藏身地 活動目的 : 借物少女 是知名的日本動畫, 內容描寫傳說中的小人, 如何在人類的空間生存 自由無限的進行縮小版的人類生活思維 這個活動讓學生思考, 如果自己是昆蟲, 會喜歡居住在哪個角落? 為什麼? 活動準備 : 教師要提供腹地夠大的場地, 讓學生能夠蹲身細思

活動內容 : 選擇一個自己認為特別的地方, 當做您的藏身地, 蹲下來, 保持安靜, 花一些時間環顧周邊 享受一下, 挑一個舒服的地方, 停下來, 想一想下面的問題 1. 為你的藏身地, 取一個特殊的名稱 ; 將來想到更好的名稱時還可以再改, 但現在先為它取個名字 我的藏身地名字是 : 2. 在你的藏身地中, 首先注意到那些事物? 3. 在你的藏身地中, 最值得一提的是什麼? 68 4. 身歷其境, 你感想如何? 學習活動 17 鳴蟲聲音地圖活動名稱 : 鳴蟲聲音地圖 活動目的 : 很多昆蟲我們不容易直接觀察到牠的身影, 因為牠善於躲藏, 活動準備 : 空白 A4 紙 有鳴蟲出沒的大自然 活動內容 : 符號 表示您的位置, 並在空白處做記號, 以顯示聲音的方向 來源和距離 儘量把記號畫的跟聲音來源像一點, 而且越簡單越好 1. 您聽到幾種不同的鳴蟲聲音? 2. 您聽到哪些鳴蟲的聲音? 那些鳴蟲的聲音是您無法分辨的? 請寫下聲音的特性 3. 您畫出的鳴蟲聲音地圖透露哪些訊息? 聲音源集不集中? 分 佈有沒有區隔? 有沒有最小距離?

9-2 蟲蟲的生活故鄉 學習活動 18 蟲蟲之愛 活動名稱 : 蟲蟲之愛 ( 生殖行為 ) 活動目的 : 國中學生在上生殖課程的時候都非常的好奇, 對於求偶的過程充滿 了想像, 本活動讓學生認識昆蟲的生殖行為, 擴展生命的視野, 同 時讓學生充分展現創意, 用文字描述昆蟲之愛 69 活動準備 : 各種昆蟲的交配照或求偶照或影片 活動內容 : 1. 先播放或傳閱各種昆蟲的交配照或求偶照或影片 2. 請同學用廣告台詞的文案形式描寫昆蟲的生殖, 可提示數例, 例如 : 死亡之愛 雄螳螂為了一親芳澤不惜被雌螳螂斬首 愛的獻祭 雄蠍蛉捕捉昆蟲獻給雌蠍蛉 學習活動 19 昆蟲生存遊戲活動名稱 : 昆蟲生存遊戲 ( 食性 ) 活動目的 : 昆蟲的生態系中, 都有各自的生態區位, 本活動能讓學生瞭解, 萬物相生相剋, 透過食性關係, 昆蟲之間相互影響且相互依存 活動準備 : 每個人都有 3 張卡, 分別是螞蟻 食蟲椿蟓 蜻蜓 螞蟻遇食蟲椿, 被吸乾體液 ; 食蟲椿蟓飛在空中, 被蜻蜓捕食 ; 蜻蜓誤停在螞蟻領地, 被螞蟻圍攻 活動內容 : 1. 活動開始前, 每個人領取三張蟲卡, 準備玩遊戲 2. 開始遊戲, 每個人找另一個人 PK, 同時出蟲卡, 蟲卡若產生先前訂

義的食性關係, 被捕食的蟲卡被贏的沒收 3. 限定時間內, 誰的蟲卡多就獲勝 4. 進階玩法 : 每個人 5 張蟲卡, 任意組合 可以組聯隊玩, 可以約定一次出蟲卡幾張 學習活動 20 昆蟲成語 活動名稱 : 昆蟲成語 70 活動目的 : 從古至今昆蟲從未在人類文明中缺席, 因此, 中國人常用的成語中, 有大量的蟲名出現, 有些成語精準的描述了昆蟲的形態 行為特性或節氣 透過這次活動, 拉近學生對昆蟲的感覺, 也使學生明白昆蟲學的實用性, 是從古代就開始的 活動準備 : 每組學生給一張 A4 紙, 紙上已畫好連續空格 4 格 活動內容 : 1. 請各組學生自行選擇有昆蟲名稱的成語, 並查出代表義意 2. 將選定的昆蟲成語用在生活中, 以四格漫畫呈現昆蟲成語的新內涵 3. 進階活動, 各組挑一個昆蟲成語, 說明此成語在科學上的誤謬或有違常理之處 學習活動 21 昆蟲賓果活動名稱 : 昆蟲賓果 活動目的 : 昆蟲種類繁多, 每個人也因自身的生活經驗, 認識不同的昆蟲, 本活動讓學生能夠認識更多的昆蟲 活動準備 : 空白 A4 紙一張 ( 或已畫好 6 6=36 格的 A4 紙一張 ) 活動內容 : 1. 每個人將自己認識的 36 種昆蟲, 寫在空白的格子中

2. 活動開始, 兩兩捉對並提問對方, 提到的提昆蟲名, 就劃掉, 看誰先完成四條賓果線 3. 為了讓活動順利進行, 允許書寫同物異名也可銷格, 例如 : 蟑螂 蜚蠊 活動秘訣 : 1. 學生一方面要寫很特殊的蟲名 ; 讓自己在喊的時候可以畫下一格, 71 而對方不能畫 2. 另一方面又要寫很常見的蟲名, 讓對方喊的時候, 自己可以畫到一格 3. 注意喊的時後不要讓對方看到, 喊玩後要互相確認是否喊到的昆蟲確實寫在紙上 學習活動 22 昆蟲狩獵冒險記活動名稱 : 昆蟲狩獵冒險記 ( 靜獵 ) 活動目的 : 大多數人只以眼睛去看世界, 若能活用其他感官, 將帶給學生全新的體驗 在這個活動裡, 請學生以視覺 聽覺 嗅覺和觸覺來探索周遭的昆蟲 活動準備 : 請同學將自己當作一種昆蟲 ( 自己選擇 ), 用昆蟲的視野, 模擬揣想昆蟲的角度下回答下列的問題 活動內容 : 我的非凡探究 1. 哪裡的棲地最好? 為它取個貼切的名字, 然後把您看到的景像畫下來 2. 躺下來, 閉上眼睛, 把注意力集中在嗅覺上, 請找出 4 種空氣中不同 我的非凡成果它的名字是 : 它的美麗是 : 東 : 西 :

的氣味? 試著描述並猜想他們來自何處? 3. 蹲著, 安靜一陣子, 以文字 注音符號或英文字母, 描述您所聽到的鳥叫聲或大自然中任何一種聲音 4. 匍匐慢慢前進, 用您的手指感受最熱和最冷的東西 探究這些東西的溫度, 到夜晚時會改變嗎? 5. 假設您是昆蟲東張西望, 哪裡有最豐美的食物? 請您找出 3 種不同的昆蟲美食 南 : 北 : 文字 : 注音符號 : 英文字母 : 最熱的東西 : 最冷的東西 : 美食名稱 1. 美食名稱 2. 美食名稱 3. 72

9-3 昆蟲型態大變裝 學習活動 23 出發了! 活動名稱 : 出發了!( 採集昆蟲裝備 ) 活動目的 : 透過活動, 建立學生正確採集昆蟲裝備知識, 讓採集成為安全 有 效及有意義的教學活動 活動準備 : 所有的採級裝備, 都用西卡紙製作紙模型, 另外, 每一組學生都會 73 有一個一樣是西卡紙作的穿學生制服的學生紙模型 教學提示 : 所準備的裝備, 有些是混淆使用的, 有些是無論哪種類型的採集皆必備的 活動內容 : 1. 解釋各種採集, 夜間採集 溪流昆蟲採集 甲蟲採集 蝴蝶採集 活體採集 學術採集 2. 將學生分組 3. 分組的學生, 到前面抽採集狀態, 然後依據題目開始佈置西卡紙模型人, 應如何裝備以達成採集的目標? 4. 上台發表, 裝備的原因及有利採集的證據 學習活動 24 六足行活動名稱 : 六足行 ( 昆蟲如何走路 ) 活動目的 : 每個人都知道, 昆蟲有六隻腳, 但是, 大部分的人不清楚, 六隻腳的昆蟲如何協調步足行走 本活動即提供機會讓學生體驗昆蟲的步行方式 活動準備 : 1. 將昆蟲右足定義為 123 腳, 左足定義為 456 腳

2. 播放影片, 讓學生認識昆蟲步行的過程 活動內容 : 1. 學生三人一組, 每組前後站, 盡量靠近, 比賽前, 讓學生練習三人六腳 2. 第一人的左右腳是編號 4 1 腳, 第二人的左右腳是編號 5 2 的腳, 第三個人的左右腳是編號 6 3 的腳 3. 每組在競走時, 手搭前人, 不能鬆開, 鬆開就算失敗 74 4. 每組在前進時, 必須按照腳的編號順序 4 2 6 1 5 3 前進, 錯 了要從頭走 學習活動 25 我家的寶寶像不像我活動名稱 : 我家的寶寶像不像我 ( 幼蟲尋親記 ) 活動目的 : 昆蟲的生命形式, 幼蟲和成蟲往往在形態上差異很大 本活動讓學生將昆蟲的幼蟲和成蟲連結, 使學生對昆蟲生活史有全面的瞭解 活動準備 : 各種昆蟲的幼蟲照片以及對應的成蟲照片 活動內容 : 1. 首先, 將幼蟲及對應的成蟲照片秀出來, 讓大家仔細看 2. 接下來, 各組將幼蟲像成蟲的特徵及構造寫在紙上 3. 各組公佈寫出的答案, 由教師判斷是否正確, 正確的特徵越多分數越高 4. 進階玩法, 票選最不像父母的幼蟲

學習活動 26 昆蟲變形金剛活動名稱 : 昆蟲變形金剛 活動目的 : 所有的學生, 在成長的過程, 都遇過各式各樣的昆蟲, 給學生們一個情境, 如果科技進步到可以將昆蟲的性狀任意組合, 則學生想要組合成什麼超級昆蟲? 這個活動, 可以讓學生發揮想像力, 將自己 所瞭解的昆蟲構造和功能, 進行一次創意的解構與重構, 讓昆蟲科 學和想像力結合 75 活動準備 : 1. 每人一張 A4 紙和自備各式筆 2. 秀出各式角蟬造型, 引發學生設計靈感 活動內容 : 1. 每個人選定 6 種昆蟲, 進行創意組合 2. 畫出創意組合的昆蟲變形金剛後, 加上說明 ; 說明這樣的昆蟲在未來的環境佔何種優勢 3. 共同檢討昆蟲變形金剛設計圖的可能, 例如 : 如果有人把昆蟲兜成八隻腳, 牠就不是昆蟲了 或者, 前胸背板延伸物畫成分節, 也違反演化的方向 學習活動 27 昆蟲特徵與分群活動名稱 : 昆蟲特徵與分群 活動目的 : 我們常常會覺得將生物分門別類是很難的事, 辨別種類都是記了又忘 忘了再記 其實, 將昆蟲分門別類是有系統訣竅的 這個活動讓學生練習昆蟲分類的方式, 讓學生明白觀察形態特徵的重點 活動準備 : 準備一張有 20 隻不同種類瓢蟲的海報, 瓢蟲有大小的差別 有顏

色的差別 有觸角形狀的差別 有翅鞘斑點數量的差別 有背板花紋的差別 有斑點形狀的差別更有附肢顏色的差別 活動內容 : 1. 將學生分成三至六人一組 2. 要學生討論, 各組提出將 20 隻瓢蟲分類的方法, 並說明瓢蟲的種類 有幾種 3. 看看哪一組可以用最少的階層, 分出瓢蟲類別 76 4. 問題討論 : (1) 分類是否有唯一的標準設定方法? (2) 是否所有的特徵, 都適合用來當分類的特徵嗎? 學習活動 28 昆蟲心智圖活動名稱 : 昆蟲心智圖活動目的 : 中學生認識昆蟲, 都是憑著經驗, 片面 表像以及間接, 所以大家好像跟昆蟲很熟, 卻又常有錯誤認知 本活動可以讓學生利用知識體系的心智圖分析, 建構對昆蟲的知識 活動準備 : 準備心智圖軟體 X MIND 或空白 A4 紙 活動內容 : 1. 以昆蟲為核心概念, 設想跟昆蟲有關的關鍵字 2. 將關鍵字以連接詞聯結 接合以及整理, 建構完整的昆蟲概念構圖 3. 交換不同的人製作的昆蟲心智圖, 以擴大自己的心智圖 學習活動 29 蟬的摺紙遊戲

活動名稱 : 蟬的摺紙遊戲 活動目的 : 蟬是生活中常見的昆蟲, 在夏天我們容易聽到蟬鳴, 撿到蟬的屍體 透過這個活動, 學生可以動手簡單的摺出像蟬的摺紙作品, 並畫上一種台灣產蟬種的圖案 活動準備 : 1. 每人一張正方形的色紙及油性簽字筆 2. 簡介台灣常見蟬類的投影片 77 活動內容 : 1. 依指示完成第一次標準的蟬摺紙 2. 開放同學創意修改蟬摺紙, 摺出個人化的作品 3. 用油性筆畫上蟬的特徵 ( 複眼 花紋 翅脈 ) 學習活動 30 昆蟲拾荒客活動名稱 : 昆蟲拾荒客 活動目的 : 我們到野外, 不一定看得到昆蟲的身影, 但是透過細心的觀察, 我們仍然找得到昆蟲存在的證據 本活動讓學生體會, 隨處皆有昆蟲留下的痕跡作為昆蟲存在的間接證據 活動準備 :

1. 號夾鏈袋 拾荒表 2. 選擇一塊夠大 夠多微棲境的活動樣區, 在學校通常用整個校園 活動內容 : 在教師指定的特定區域沿途尋找一些與昆蟲有關事物, 不必真正收集實物 ( 除特別說明, 如撿拾一個蟬蛻 ), 只要做下記錄或記號 昆蟲拾荒表 1. 很圓的蟲身 2. 非常直的蟲腳 3. 樹皮被蛀洞的 4. 有咬痕的葉子 樹 5. 很奇型的蟲蠳 6. 長角的蟲 7. 蟲糞 8. 有三種以上顏色的蟲 9. 蟲叫的聲音 10. 蟲挖的地洞 11. 蟲吐的絲 12. 純白的蟲 13. 蜷縮睡覺的蟲 14. 整排的蟲卵 15. 排隊的蟲 16. 蟲蛹 17. 跟背景一樣的蟲 18. 躲水中的蟲 19. 蟲的殘破屍體 20. 正在訪花採蜜的蟲 78 活動秘訣 : 這個活動可以在拾荒進行前鋪陳一個故事有, 也就是一個前情提要, 讓活動趣味橫 生

參考書籍 小林準治 (2004) 手塚治虫昆蟲圖鑑 臺北市 : 玉山社 ISBN:9867819446 王怡 (2005) 凶殘的螞蟻殺手 動物生態未解謎 臺北市 : 驛站文化 ISBN: 9867448480 王效岳 (1988) 臺灣的天蠶蛾 臺北市 : 臺灣省立博物館 ISBN:9789860301687 王效岳 (1997) 有趣的竹節蟲和螳螂 臺北市 : 東皇 ISBN:9575315812 79 尼可拉斯魏德 (2004) 昆蟲帝國 臺北市 : 胡桃木 ISBN:9578320361 石井誠 (2003) 認識昆蟲 KIDS- 和常見的昆蟲做朋友 臺北市 : 漢欣文化 ISBN: 9576863791 吉田賢治 (2002) 飼養鍬形蟲及獨角仙的獨家妙方 臺北市 : 千華 ISBN: 9574636097 吉田賢治 (2006) 獨角仙鍬形蟲圖見圖鑑 & 飼育完全 book 臺北市 : 楓書坊出版社 ISBN:9868167183 安永一正 (2001) 天牛家族 臺北市 : 遠足文化 ISBN:9789866731358 安永一正 (2007) 鍬形蟲大集合 臺北市 : 遠足文化 ISBN:9789866731235 安永一正 (2009) 大力士獨角仙 臺北市 : 遠足文化 ISBN:9789866731327 安永一正 (2009) 獨角仙的同伴們 臺北市 : 遠足文化 ISBN:9789866731341 朱耀沂 (2003) 黑道昆蟲記 ( 上 ) 臺北市 : 玉山社 ISBN:9867819268 朱耀沂 (2003) 黑道昆蟲記 ( 下 ) 臺北市 : 玉山社 ISBN:9867819268 朱耀沂 (2004) 昆蟲聊天室 臺北市 : 玉山社 ISBN:9867819683 朱耀沂 (2004) 昆蟲雜貨店 臺北市 : 玉山社 ISBN:9867819675 朱耀沂 (2005) 人蟲大戰 臺北市 : 商周出版 ISBN:9861245308 朱耀沂 (2006) 情色昆蟲記 臺北市 : 商周出版 ISBN:9861247556 朱耀沂 (2009) 蟑螂博物學 臺北市 : 天下文化 ISBN:9789862162651 朱耀沂 (2012) 台灣昆蟲教室 臺北市 : 天下文化 ISBN:9789862168622

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貳 教學資源篇 84

二 國中應用篇學習單元 26 角色扮演學習單 偵察昆蟲嫌疑犯鍾兆晉撰 OO 國中角色扮演學習單 偵察昆蟲嫌疑犯 記錄人 : 學校 : 年級 : 姓名 : 85 調查時間 : 年 月 日調查主角 : 光滑管琉璃蟻 (Ochetellus glaber) 逃犯罪行 : 工蟻發展生殖能力, 雄蟻隱匿有翅身份, 打亂解釋社會性昆蟲理論 漢彌爾敦定律, 且全世界逃竄分佈 要犯簡述 : 光滑管琉璃蟻屬於蟻科 (Formicidae) 琉璃亞科(Dolichoderinae) 的琉璃蟻屬 (Hypoclinea), 光滑管琉璃蟻體型小 頭楯明顯, 前額葉呈傾斜狀, 蓋住部份觸角窩穴與圓承口, 具前中胸背板縫, 複眼大而明顯, 無單眼 ; 觸角 12 節, 具前中胸背板縫, 前伸腹節葉退化, 無後足脛節腺, 腰節一節 ( 無後腹柄節 ), 無腹部發音構造, 臀板小, 構造簡單 ; 腹臀板後緣無特化的酸腺孔, 螫針退化 通緝照片 : 圖一 正常工蟻 圖二 中為腹部膨大之蟻后 圖三 產卵工蟻 追蹤紀錄 : * 藏匿地點 :

* 搬運縱隊 : 出現共犯 ( 共同生活的生物 ): 共犯植物 : 共犯動物 : 挾持人質 : 賊窩造型 : 蚜蟲 ; 介殼蟲 ; 毛蟲 ; 其牠 86 扁圓型錐型瓶型不規則形 叛軍數量 ( 估算 ): 叛軍一 : 叛軍二 : 叛軍三 : 叛軍四 : 隻隻隻隻

活動指引 國小年班姓名 : 活動目標 : 國中應用篇 87 1. 以角色扮演的方式, 認識一種常見的螞蟻, 希望達到寓教於樂的效果 2. 認識特殊的社會性昆蟲, 並期待學生能從觀察中加強其野外感知能力 適用對象 : 國中七年級 重要概念 : 1. 膜翅目昆蟲生殖特性為單雙倍染色體性別決定機制 2. 缺翅的螞蟻是生殖分工後的結果 注意事項 : 1. 在導覽到 8-4-2 螞蟻驗算法與群體智慧時, 可預留伏筆, 帶進本次活動 2. 教師若無法找到光滑管琉璃蟻, 可以改為其他種螞蟻進行, 尤以土棲型蟻類為佳 配合學習單元 : 學習單元 27 中學生社會性昆蟲網路揭密 學習單元 28 光滑管琉璃蟻形態解析 配合 12 年國教課程 : 國中七下學期生態系

學習單元 27 中學生社會性昆蟲網路揭密 鍾兆晉撰 活動說明 : 問題導向學習指引, 自行利用網際網路建構昆蟲學知識 說明 : 一步一腳印, 探索昆蟲全貌 引導問題 使用何種搜尋引擎? 主角的學名是什麼? 主題昆蟲 : 光滑管琉璃蟻 88 隸屬哪一科與哪一亞科? 光滑管琉璃蟻的身體有沒有味道? 類似什麼味道? 光滑管琉璃蟻是什麼顏色? 有沒有看過光滑管琉璃蟻? ( 必須先查詢到牠的圖片 ) 在哪裡看過光滑管琉璃蟻? 光滑管琉璃蟻會不會咬人? 光滑管琉璃蟻會不會造成生活的困擾? 雄蟻 : 光滑管琉璃蟻的體型大小為何? 蟻后 : 工蟻 : 光滑管琉璃蟻的地理分佈是什麼? 孤雌產雌 的定義為何? 哪些螞蟻也可以孤雌產雌?( 請列學名 ) 所有使用過的關鍵字有哪些?

活動指引 國小年班姓名 : 國中應用篇 活動目標 : 引導學生利用網際網路建構 89 昆蟲學知識 適用對象 : 國中七年級 重要概念 : 1. 問一個好問題, 才會有好答案 2. 生物的生殖形式是多樣的 光滑管琉璃蟻工蟻的孤雌產雌, 讓這種螞蟻具有很強的擴散能力 3. 先找學名, 再由學名找其他資料, 是從網路獲得正確的大量知識的方法之一 注意事項 : 1. 在介紹展覽區的 8-4-2 螞蟻驗算法與群體智慧內容時, 引申出螞蟻這種社會性昆蟲的特性, 並結合資訊教育, 在有限的時間內迅速累積社會性昆蟲的知識 2. 教師可以改其他種螞蟻進行搜尋, 尤以具孤雌產雌特性的蟻類為佳 3. 提示學生關鍵字之重要 配合學習單元 解開昆蟲密碼學習單元 26 角色扮演學習單 偵察昆蟲嫌疑犯 解開昆蟲密碼學習單元 28 光滑管琉璃蟻形態解析

配合 12 年國教課程 國中七上學期動物的行為 國中七上學期資訊與生活 90

學習單元 28 光滑管琉璃蟻形態解析 Dino Lite Digital Microscope 光滑管琉璃蟻形態學習單 鍾兆晉撰 一 目的 : 學習使用 Dino Lite Digital Microscope 擷取光滑管琉璃蟻的正面圖 腹 面圖 側面圖 頭部放大圖 腹部放大圖 觸角放大圖及前肢放大圖, 並學習正確的圖說撰寫 91 二 步驟 :( 一 ) 以二氧化碳灌入養殖光滑管琉璃蟻之人工蟻巢內, 麻醉螞蟻 ( 二 ) 以鑷子輕輕挑選其中一隻工蟻 ( 三 ) 將挑起的工蟻放在置有冰塊且冰塊上鋪有面紙的培養皿中, 再依需求調整螞蟻型態姿勢, 以 Dino Lite Digital Microscope 擷取畫面 ( 四 ) 將擷取的畫面轉貼至學習單, 並加入圖說 ( 五 ) 繳交學習單 三 結果 : 正面圖 正面圖

92 腹面圖 腹面圖

活動指引 國小年班姓名 : 國中應用篇 93 活動目標 1. 學習使用數位儀器和截圖軟體觀察如螞蟻等小型昆蟲的型態構造 將觀察昆蟲的方式, 從肉眼提昇到顯微鏡, 希望達到即時微觀學習的效果 2. 認識昆蟲的細微構造, 並期待學生能從動手操作資訊平台, 加強運用科技於昆蟲學知識學習的能力 重要概念 : 1. 觀察形態時, 我們需要正面觀 背面觀 腹面觀以及側面觀各種角度的描述 2. 低溫和高二氧化碳濃度, 都是麻醉昆蟲或減緩昆蟲移動的方法 適用對象 : 國中七年級 注意事項 : 1. 以資訊科技及數位設備的工具導覽 8-1 的觀察昆蟲, 協助昆蟲形態的深入探究 2. 畫面擷取後, 學習如何標註圖示及正確處理圖說 配合學習單元 : 解開昆蟲密碼學習單元 26 角色扮演學習單 偵察昆蟲嫌疑犯. 解開昆蟲密碼學習單元 27 中學生社會性昆蟲網路揭密

配合 12 年國教課程 : 國中七下學期地球上的生物 ( 動物的觀察 ) 94 94

學習單元 29 小小蟬達人 鍾兆晉撰 活動說明 : 各位小小蟬達人, 在天氣逐漸變熱的季節裡, 樹林中的歌手 蟬逐漸地增多了, 您可曾仔細聆聽牠們的自然音符呢? 每一種蟬的鳴叫聲都一樣嗎? 一年當中, 哪一種 蟬最早出現? 哪一種蟬最晚出現? 蟬會演奏交響樂嗎? 經由觀察活動進行中, 各位應 95 該發現了一些現象, 在自然生態中, 這些現象或許應該存在著一些道理喔! 觀察者 : 班級 : 學號 : 姓名 : 觀察地點 : 組員 : 象! 下列一些問題, 讓我們一起來思考, 最後並用一首詩來記敘描述您所觀察到的現 一 請您用 100 個字以內的文字, 描寫您觀察蟬的情景 二 同一種蟬, 它的鳴叫聲音都一樣嗎? 請您用錄音器材將他們的聲音錄下來 如果 有不一樣的情形, 又為什麼不一樣? 三 有句俗諺 螳螂捕蟬, 代表著螳螂會捕食蟬, 是食物鏈的一環 您是否觀察到 蟬的附近出現螳螂或其他動物嗎? 這些動物對蟬會不會有威脅? 四 請您描述蟬在鳴叫時, 身體的動作變化 為什麼蟬在鳴叫時會有這些動作? 蟬又 為什麼要鳴叫呢? 五 所有的蟬都會叫嗎? 為什麼? 95

六 請您將觀察蟬後的感想, 以一首新詩來描述他們之間的互動 行為或蟬鳴聲 96 96

活動指引 國小年班姓名 : 國中應用篇 97 活動目標 : 在台灣的夏季, 蟬是最常見的 昆蟲, 以蟬為起點的認識昆蟲活動, 結合文學創作的因子, 讓學生用認知建構對蟬的喜愛與熟識 適用對象 : 國中七年級 重要概念 : 1. 蟬是一種鳴蟲, 所有鳴蟲的叫聲都各自有特殊的生存意義 2. 蟬的生活史, 大部分在土中完成, 土壤的健康與裸露, 與蟬的存在息息相關 3. 並不是所有蟬的個體都會鳴叫, 並不是同一種蟬的鳴叫只有一種, 蟬的聲紋分析, 也是行為和分類的依據 注意事項 : 1. 在 8-1 觀察昆蟲時, 提到收錄蟲音的具體作法, 同時也帶出蟬的科學知識 2. 教師可以帶入與蟬有關的成語, 例如 : 金蟬脫殼 蟬聯往復 蟬蛻龍變 蟬喘雷乾 寒蟬僵鳥及蟬聯蠶緒等等 3. 提示學生蟬與其他生物的關係 配合學習單元 97

解開昆蟲密碼學習單元 26 角色扮演學習單 偵察昆蟲嫌疑犯 解開昆蟲密碼學習單元 28 光滑管琉璃蟻形態解析 配合 12 年國教課程 國中七下學期環境保護與生態平衡 98 98

學習單元 30 保育昆蟲學習單 鍾兆晉撰 活動說明 : 看一段瀕臨絕種昆蟲的介紹影片, 或者展場內保育類昆蟲的 標本介紹, 說明現今再也不易發現蹤跡, 引起學生學習動機 99 班級 : 座號 : 姓名 : 下列問題, 請大家分組討論, 並在課程結束時, 各組選出ㄧ位同學代表, 分享您那組的昆蟲保育認知 1. 請問台灣共有幾種保育類昆蟲? 而這次的展覽讓您印象最深刻是哪一種保育類的昆蟲呢? 2. 請描述您所認識的保育類昆蟲居住的環境? 3. 請簡單回答長臂金龜的生態行為, 以及這類甲蟲面臨到什麼問題? 4. 您知道政府為何要將這些昆蟲列入保育嗎? 如果您有機會遇到其中任何一種昆蟲, 請 問您要如何來保護這些保育類的昆蟲? 5. 請詳細寫下您寫這份學習單時, 所參考過的書籍或網站資料? 6. 要解決大紫蛺蝶的保育問題, 要先解決哪一種植物的保育問題? 為什麼? 99

活動指引 國中年班姓名 : 國中應用篇 活動目標 : 認識保育類昆蟲並引導學 生思考保育問題的成因及解決之道 100 適用對象 : 國中七年級 重要概念 : 1. 絕大多數瀕臨絕種的生物普遍呈現 : 低出生率 高死亡率 族群增加慢 總數少 低分布密度以及年老 2. 保育類昆蟲也受 河馬效應 (HIPPO) 影響, 分別是棲地 (Habitat) 破壞 外來物種之入侵 (Invasive) 污染(Pollution) 人口(Population) 增加的資源耗盡以及過度利用 (Overexploitation) 注意事項 : 1. 在展覽區並無特別針對保育類昆蟲設專區展示, 但收藏的標本及昆蟲相關郵票展示中不乏大型的少見物種, 可由單一標本介紹保育類昆蟲 2. 教師可以用情意的部分, 引起學生對保育動物的關懷增加 3. 提示學生保育類昆蟲大部分都大而艷麗, 都有很強的捕捉壓力 配合學習單元 解開昆蟲密碼學習單元 27 小小蟬達人 100

配合 12 年國教課程 國中七下學期環境保護與生態平衡 101 101

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