95學年度第1學期 提升教學品質計畫 期末成果發表會 生物環境系統工程學系 張文亮 教授
主持人 張文亮 職 稱 教授 學 院 生農學院 系 所 生物環境系統工程學系 計畫分類 ■通識教育課程 □共同科目及基礎科學 □服務性專業課程 課程名稱 自然科學概論 課 號 602 16050 修課人數 207 學 分 2 TA人數 4 TA類別 □ A □ B ■ C 分組討論 □有 (約 次分組討論) 實驗課程 □是 (共有 次實驗) 遠距教學 □是 (共 次上線) 線上討論 □有 (共有 次討論) 課程網頁 ■有 討論看板
各學院修課人數
學生出席率
將欣賞大自然的喜悅留給兒童文學―波特與小兔彼得 日期 專題一 專題二 9/19 自然科學簡介 尊重客家人在台灣的 古典科技與人文 9/26 大自然的時鐘―論時間 將欣賞大自然的喜悅留給兒童文學―波特與小兔彼得 10/3 大自然的尺度―論空間 科學與忍術―與亂影對決 鬥牛競技的科學理論 ―張教授與草上飛 10/10 國慶日停課 10/17 大自然的基本法則―論大自然變化中的不變法則 康斯托克與波茲芙德 10/24 大自然裡的數學 ―論運動 由自然科學論台灣原住民 ―排灣族的藝術之美 10/31 大自然的災害―論颱風、地震、洪水、土石流 台灣的天災與水土保持
大自然生物的造型―論生物的體積、重量和比例 11/7 大自然的空氣 ―論風、溼度與空氣成分 關渡水磨坑溪人工溼地與生物監測 11/14 大自然的水―論地球上 為何有這麼多水 由水資源論台灣的發展 11/21 大自然生物的土壤與礦物―論如何看一粒砂 由土與植物論台灣樟樹林的故事 由水、土科學論西門豹 11/28 大自然生物的造型―論生物的體積、重量和比例 偵探科學 12/5 大自然生物的移動―論 站、走、跑、跳、踢等 由自然科學論生物廊道與生態道路 由自然科學看食品料理 12/12 大自然與生物的關係 ―論生態與生態系統 狗狗天堂――Baker Beach 由自然科學論鴨子保護運動
12/19 人與大自然的關係（一） ―論工程與科技 由自然科學論「樁腳」技術的 優美與危機 由自然科學論生態與工程在台灣的 結合―台灣環境問題的改善 屏東里港的檸檬多酸甜 12/26 人與大自然的關係（二） ―論栽種與畜牧的技術 由自然科學論超自然現象 1/2 人與大自然的關係（三） ―論氣候變遷 國外自然科學相關教材的探討 1/6 野外實習 蘆葦是水邊大自然交響曲的指揮棒
上課投影片一 2006-11-28
偵探科學 自然科學概論
Forensic science 尋找犯罪證據的科學，又稱為 criminalistics － 偵破犯罪的學問
理論 所有的犯罪，一定會留下痕跡
犯罪工具 化學型 － 毒物（砷~黑丸，番木龞 strychnine，汞，蛇液， 癩蛤蟆皮膚，蜘蛛液， 顛茄植物根） － 炸藥（TNT, 汽油） － 酒精灌醉 － 藥丸：海洛英 － 毒氣：CO
犯罪工具 物理工具 － 刀 － 槍（子彈） － 吹箭 － 車撞 － 破玻璃 － 毛巾（勒死）
犯罪工具 生物型 － 暴力（強姦犯，毆打）
犯罪痕跡 － 受害者身上留下來犯罪者的證據 精液、血滴、毛髮、唾液、膚屑 衣著纖維 指紋（fingerprint ）
犯罪痕跡 － 受害者身上留下來犯罪者的證據 － 死屍的姿勢，面孔，表情 ．中嗎啡毒、神經毒致死，瞳孔縮小 ．屍體上的蠅大小，判斷死亡天數 犯罪痕跡 － 受害者身上留下來犯罪者的證據 － 死屍的姿勢，面孔，表情 ．中嗎啡毒、神經毒致死，瞳孔縮小 ．屍體上的蠅大小，判斷死亡天數 ．屍體骨頭含水量
犯罪痕跡 － 受害者身上留下來犯罪者的證據 ．解剖：胃裡殘物 ．CO而死，皮膚為紅； NO2而死，面帶微笑 － 保險費，銀行存款，遺產 犯罪痕跡 － 受害者身上留下來犯罪者的證據 ．解剖：胃裡殘物 ．CO而死，皮膚為紅； NO2而死，面帶微笑 － 保險費，銀行存款，遺產 － 犯罪者重臨現場
現場痕跡 － 腳印：左撇、右撇、重量、速度 － 指紋： AgNO3 + NaCl → AgCl(黑) + NaNO3
現場痕跡 － 油漆、玻璃 碎片、木頭 碎片：重貼回去 － 毛髮（每一個人 毛髮的重金屬 含量不同）
現場痕跡 － 刀與傷口的關係 － 子彈與槍管：摩擦痕跡、彈道、彈頭（Cu、Ti、Al、Fe的成分不同 ） － 原子火焰光譜
現場痕跡 － 血型 A、B、 AB、O － 血跡重現(H2O2)： 氧化血液中的 蛋白質 － 血液中DNA、 gene
現場痕跡 － 有機油氣： GC檢查 － 纖維：顯微鏡 － TNT：UV light反應 (Benzen ring) － 玻璃片：X光，分析玻璃成份
犯罪行為與動機 － 血壓、出汗：測謊 － 時間：當時人在何處 － 交通工具：撞擊 － 經歷：屠夫、醫生與 犯罪行為
國際犯罪恐佈份子 － 時間 － 地點 － 工具 － 人
未來的犯罪型態 － internet資訊型 犯罪 － 傳染疾病的帶原 性病，AIDS － MDMA快樂丸： 控制人
犯罪防範 － 犯罪用品的管制 － 犯罪人的追綜 － 犯罪溫床的管制： 分級 － 學校教育 － 家庭功能上的補強 － 跨文化交流的管道
上課投影片二 2006-12-12
由自然科學論 超自然現象 自然科學概論
自然科學能夠探討 超自然現象嗎？ 超自然現象是世界上 各種族、國家、宗教 所具有的 過去、現在、未來都 持續在報導有人宣稱 的體驗
是自然科學的限制—但仍可探討「部分」的偽科學 有些超自然現象的報導可獲得暴利、色情、政治影響力 人心的潛意識、夢、恐懼探討
超自然現象的種類 鬼 分身 占星術
動物崇拜 前世今生：靈媒 附身 外星人崇拜
靈力 其他：彎曲的湯匙、碟仙轉輪、人體騰空、前世記憶、水晶磁場等
上這堂課的目的： 分辨與防備 “你們要謹慎行事，不要像愚昧人，當像智慧人，要愛惜光陰，因為現今的世代邪惡。”
謹慎：有系統的查考 智慧：分辨謊言 愛惜光陰：有些不要碰觸，以免落入陷阱 世代性的邪惡：會愈來 愈流行，而且呈現愈來 愈「朦朧」
偽科學一 分身 定義：身體多重出現，甚至不同時空 證據：宇宙磁場、精神力集中 放電、照相為證 偽科學一 分身 定義：身體多重出現，甚至不同時空 證據：宇宙磁場、精神力集中 放電、照相為證 矛盾：宇宙磁場是很小的能量（小於 萬有引力），精神不是電，精 神力集中不放電，照相多重曝 光，多焦同攝。
偽科學二 占星術 定義：人的命運（情感、職業、考 試…）受周遭星座所影響（手 紋、生辰、風水、卜卦、撲克 牌）。 證據：靈驗 偽科學二 占星術 定義：人的命運（情感、職業、考 試…）受周遭星座所影響（手 紋、生辰、風水、卜卦、撲克 牌）。 證據：靈驗 矛盾：靈驗不靈驗是1/2的機會。占 星非天文，地球中心論的偏 差。物質不會決定人的心靈。 猜身份證號碼。
偽科學三 靈力 定義：超越知覺（extrasensory precep- tion）：陰陽眼。 心靈移動（psychokinesis）： 手指醫病、陰間傳言。 證據：靈驗、脫離自我（用藥、靜坐、 反覆一句話、音樂、香味）的 體驗。 矛盾：靈力者經常自殘，逐漸失去自立 性、避世、不確定接觸者是誰。
偽科學四 鬼 定義：死人的魂（不包括非死人的鬼） 證據：看到、體驗到（夢）、鬼附房子（鬼屋）、精神病 偽科學四 鬼 定義：死人的魂（不包括非死人的鬼） 證據：看到、體驗到（夢）、鬼附房子（鬼屋）、精神病 矛盾：視覺暫留、視覺偏差、害怕反應、底意識恐懼、精神病非全為鬼附者
偽科學五 魔鬼 定義：非死人的靈 證據：恐怖支解屍體、強暴、殺嬰 、動物性交、謊言、換取附身 的機會 防備：遠離幽暗界
偽科學六 外星人 定義：外星生物來臨 證據：飛碟、外星人屍體、旋轉的麥草、古老雕刻、被外星人綁架、古老的圖騰等 偽科學六 外星人 定義：外星生物來臨 證據：飛碟、外星人屍體、旋轉的麥草、古老雕刻、被外星人綁架、古老的圖騰等 矛盾：主觀的解釋還是客觀量測？ 隨意的廣告還是認真的試驗？ 賺錢的結果還是追求真理的結果？
近代偽科學的傳播 朦朧（fuzzy） 定義：分不出真假。讓大眾隨意選擇 自己的立場。放入部分科學的 說法，但非定律。不給最後答案 定義：分不出真假。讓大眾隨意選擇 自己的立場。放入部分科學的 說法，但非定律。不給最後答案 證據：愈聰明的人愈容易受騙 防備：隱而未現的流行謊言，讓時間去沈 澱，不倉促附和大眾，以基礎物 理/化學/生物/數學進行查驗。
上課投影片三 2006-12-26
由自然科學 論鴨子保護運動 自然科學概論
當人類與鴨子第一次見面時，人類在想什麼，在人類的歷史上，沒有留下任何的記載；
是讚美上帝創造出體型這麼優美的生物？還是貪婪的想到拿根鴨毛插在髮上當裝飾？還是以為這種鳥肉大概很滋補，還是只想抓一隻帶回家養。 我們沒有資料可以下具體的答案。
鴨子的典故 根據考察，我們只知道在冰河時代，有人在洞穴的牆壁上畫下鴨子；在公元前5,000年，埃及人的象形文字就有鴨子的造型；
古希臘時期聰明的哲士可以由雁鴨科候鳥胸骨的厚度來判斷冬日的嚴寒。高緯度的地方如果愈冷、食物愈少，南下候鳥沿途的食物愈少、胸骨將愈小，所以由胸骨就可以判斷將屆的氣候。
羅馬時期，水手由海邊雁鴨的多寡，判斷適合出海捕魚的日子，海魚愈多，就吸引愈多的雁鴨前往。
此外，許多民族都有鴨子的記錄：南美洲印第安人的彫刻上有鴨子；墨西哥的 此外，許多民族都有鴨子的記錄：南美洲印第安人的彫刻上有鴨子；墨西哥的 土著以鴨子作 為圖騰；中東 人以鴨子進行 交易；亞洲的 原住民以鴨毛 作箭羽。
中國人很早以前就以鴨的叫聲作為「鴨」字的發音，甚至以鴨為作詩的題材，如高適的「庭鴨喜多雨，鄰雞知春天」，蘇軾的「竹外桃花三兩枝，春江水暖鴨先知。」
在台灣，早期在河邊趕鴨的乘載稱為「鴨母船」，養鴨的地方稱為「鴨寮」。
對鴨子的誤解 鴨子的繁殖率 高，鴨子也溫 順，不攻擊人 ，冬天的時期 ，鴨子滿天飛 ，一直是冬日進補的材料─如「薑母鴨」、「北京烤鴨」、「鴨肉肥腸」、「鴨肝與鴨腸」等。
但是，這一切在人類廣泛使用槍枝後，就迅速改變 。1876年，光在美國與加拿大，就有二千萬隻鴨子被獵人打下，約佔北美鴨子總數的17～20％。
打下來的鴨子，並不是全是為了吃，許多獵人認為在寒冷的冬天，在水邊草叢地躲藏，等待鴨群進入射擊範圍，瞄準，扣板機，在槍管的怒吼聲與鴨群驚飛的呼叫聲中可以得到快感，當時這群獵人的口號是「鴨子是打不完的」。
更槽的是，許多鴨子棲息的水域，被排水放乾 ，被改為農地或是社區用地。
鴨子減少的原因 20世紀初期，鴨子已經少很多了，都市裡已看不到鴨群成千上萬隻飛翔而過的景觀，許多孩子不再有機會聽聞野鴨的叫聲，連獵人也警覺到能打到鴨子的機會愈來愈少了。
此外，人類排放的污染，更使得野鴨的數目遽減。1915年，上萬隻的鴨子在遷移的過程，死在鹽湖城，主要是受到污水中一種新月藻（Clostridum botulinum）的毒害。
1918年，研究發現，獵人打鴨子的鉛彈，緩慢溶解釋放出的鉛，也會使鴨子鉛中毒。在大自然中，鴨子愈來愈缺乏容身之地。
開始改變這一切，而且影響普世鴨子保護的是一位美國的卡通漫畫家達藺（Jay Norwood Ding Darling, 1876-1962）， 他自稱為「和 上帝合夥照顧 野地的人」。
1932年，他推動普世第一個保護鴨子的法案「鴨子印花法案」（Duck Stamp Act），並在該年獲得羅斯福Franklin D 1932年，他推動普世第一個保護鴨子的法案「鴨子印花法案」（Duck Stamp Act），並在該年獲得羅斯福Franklin D. Roosevelt 總統的簽字。
保護鴨子的運動 該法案是印製1元的郵票，以鴨子為設計的背景，打獵的人每次都必須購買買郵票，作為獵殺鴨子的印花稅；而不獵鴨的人，也可以買。政府每賣出1元的郵票，就用其中0.98元作為保護鴨子的基金。
這法案在1934 ～1952年期間 ，每年至少有 美金500萬元 的收入，他們 買下二百萬公 頃的土地作為濕地，保護鴨子，這是世界上最成功的野生動物保護法案，並且促成下一波濕地保護的運動。
因著鴨子印花法案的基金，可以聘請一些專家參與野生動物的保護，其中有一位名叫瑞秋‧卡森（Rachael Carson）是「寂靜的春天」一書的作者，因而催生了「環境保護法」與環保署的成立。
在1980年代初期，台灣在宜蘭無尾港開始有第一個雁鴨保護區，後來也出了印刷精美的鴨子郵票。今天，有誰知道普世的濕地保護運動與環境保護運動，是源自對鴨子的保護呢？
野外實習
學期成績分佈
成果－教學內容 (1/2) 本課程為新課，雖然修課學生橫跨各個學院，但學生成績顯示，文理學院或法商的學生其成績其實並不亞於工學院或農學院學生。 學生上課參與意願很高，整學期平均出席率超過90%，且每堂課都有20-30分鐘時間持續與老師討論。
成果－教學內容 (2/2) 本課程只有1次野外教學，是美中不足的地方。由於兩百多個學生一起出野外的課程非常不容易設計管理，且花費可觀，平均一位學生加給老師的負擔是新台幣80元；若以後能有野外教學的補助，可補此之不足。
成果－TA (1/2) 兩百人以上的課程，助教的幫助是非常重要的。本課程的助教在作業批改、成績登記、PowerPoint教學檔案製作、課後回答學生問題等非常有幫助。 助教對於上課環境的維持、空調通風、音響調整等協調方面相當有幫助。
成果－TA (2/2) 本課程由於是第一次開，助教在教學輔助經驗上仍嫌不足，是為缺點。
成果－教學平台 很多學生上教學平台網路下載PowerPoint教學檔案，甚至於課程結束後要求持續使用。 學生於教學平台網站上的提問非常少，大部分喜歡在課堂上與老師直接對談。
成果－心得與建議 (1/2) 本課程應逐較發展成為有教材或課本編纂的通識課程；但目前提供給跨領域學生學習的自然科學教科書仍嫌不足。 學生對於PowerPoint教學檔案反應非常熱烈，但檔案中所使用的照片並非教師原創，須於他處引用，因此離完整自製教材仍有一段距離。
成果－心得與建議 (2/2) 本課程最好搭配2-3次野外教學。 於批改作業時，發現大約有5-10位學生精神狀態有問題，因此在寫作業時經常答非所問，非常需要個別課業輔導；但本課程由於學生眾多，難於進行。
Thanks for your attention!!