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喝大冰奶 總是「烙賽」?

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Academic year: 2022

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(1)

Biology

Chemistry

飲料生菌數檢測

喝大冰奶

總是「烙賽」?

掃描 QR code 下載教材電子檔 教師 許哲瑜

中山女中 生物科

緣起:科學素養的培育

「激素鳳梨吃太多,恐導致孩童性早熟」,

「蝦子的細胞壁會因為滲透壓的改變,造成蝦子 的養分、體液流出體外」等類似的錯誤資訊,在 新聞、網頁、 LINE群組散布的狀況,著實令生 物科老師感到無奈。大眾若缺乏科學素養,就沒 有足夠能力做到媒體識讀,除了可能造成不必要 的恐慌,更遑論在面對能源、環境保護議題時產 生良性的深度討論與思辯。也因此,科學素養的 培育在我取得師培資格前,就已經是我想要落實 的目標。

嘗試與落實:

「植物說故事」 &暑期課程

科學素養可協助我們利用科學知識與相關能 力,解決個人生活與社會上的問題。相關能力則 包含:觀察與問題形成、適當解釋圖表、邏輯思 考與論證、有效的表達與溝通。這些能力雖可 在一般課堂上培養,但礙於課程進度所產生的時 間壓力,較難深入與持續。因此,我最先選擇較 無進度壓力的特色選修時段,開設「植物說故

事」,從生態、植物解剖、植物生理等三個面向 設計課程,一步步培養學生具備科學素養的關鍵 能力,「以浮葉法測定光合作用」的教案開發正 是此時的結晶。此外,我也利用暑假期間嘗試執 行其他領域的教案,本次分享的「生菌數檢測」

即是其一。

「生菌數檢測」:

從日常生活出發

有鑑於學生有時難以將科學與生活連結,這 次挑選「冷飲生菌數超標」、「喝早餐店飲料總 是拉肚子」等貼近生活的議題與經驗切入,帶領 學生完成簡易的生菌數檢測流程,並可對應基礎 化學(一) 1-4「溶液」(溶液的濃度與配置方 法),以及基礎生物上冊 3-4「防禦」(致病菌 進入人體後的防禦機制)的相關內容與補充。

此教案的主要目的有二,其一希望學生能夠

熟悉未來生物或化學實驗的常用方法與器材,故

安排序列稀釋的實作,以及微量吸管的介紹及操

作。另一方面,則是希望能夠培養觀察、歸納

(2)

Biology

與表達的能力,故在兩周教案中均有口頭發表安 排。第一週首先帶領學生從文章或影片中歸納出 關鍵字的關聯性,協助學生了解課程架構。再來 引導學生預測生菌數檢測的結果,並練習在有限 時間內,清楚而有條理的表達自己的想法。第二 週指導學生對比上週的預測,並完成生菌數檢測 的分析工作,再將成果以投影片呈現完成口頭報 告。

營造說話的方向與機會

在此次教案設計中,除了檢視學生器材使用 的正確性與熟練度,更多是在培養學生的口語 表達能力。然而,學生過往的學習歷程與同儕壓 力,讓他們也害怕開口講出錯的東西或甚至是不 願意表達(較沒有自信開口說話,或不知道從何 開口)。為了嘗試解決這個問題,課程準備階段 就需要架構提問的問題列表與流程,讓學生能從 最基礎的現象描述,逐步練習到現象成因的推論 與解釋。課程分組除了器材限制考量,在此還有 讓學生練習統整不同組員意見的用意,同時也幫 助減少學生單獨發言的焦慮,提升發言的意願。

教師在課堂中的工作,則是協助學生融入小組討 論,引導學生說出完整且具有邏輯性的語句(學 生發言常缺乏主詞,或直接以片段式的語句表 達),並給予正向的回饋。

其他課程操作建議與延伸

考量學生口頭報告、製作投影片的熟悉度差 異,教師可視情況延長課程週數。例如:將口頭 報告延至第三週,使學生有較足夠的時間準備,

但建議要求學生在課堂時間內完成作業。此外,

若校內的資源充足,細菌的染色觀察,抗生素敏 感性試驗及抗生素濫用議題的討論,亦可以做為 該系列課程的延伸。

結語

108課綱的變革中,雖然自然科時數刪減的 決定難以符合眾人期待,但卻也提供了一個重新 檢視課程目的與內容的機會。我們希望學生不只 有得到知識,而是希望學生能夠理解知識如何形 成、如何驗證,能習慣思考並善於溝通表達。這 些能力需要多面向與持續的刺激才有辦法培養,

而特色課程與探究與實作課程的時段正提供這些 條件。教師群間則需要反覆的交流想法與討論,

才能讓課程發展更為聚焦。因此,也期待有更多 的教師投入與分享。

主題介紹

1 週課程

生菌數檢測原理介紹與實作。

2 週課程

實驗結果分析與分組口頭報告。

1 週課程

1. 能正確使用「微量吸管 pipette」。

2. 能理解無菌操作的原理,並正確執行簡易無菌操 作流程。

3. 能形成可驗證的假設,並設計解決方法或驗證的 實驗步驟。

4. 能積極參與團隊分工與討論,建立良好互動關係 與討論氛圍。

2 週課程

1. 能有條理的表達自身的想法,並適當回應聽眾的 提問或質疑。

2. 能製作有條理、且能夠協助聽眾掌握口頭報告重 點的海報或投影片。

3. 能積極參與團隊分工與討論,建立良好互動關係 與討論氛圍。

4. 能了解生菌數檢測結果所代表的意義,並指出媒 體資訊未盡說明之處。

時間分配

學習目標

廚房中的科學

喝大冰奶總是「烙賽」?

飲料生菌數檢測 許哲瑜 編著

(3)

Biology

科學探究 MIT - 生物

主題介紹

1 週課程

生菌數檢測原理介紹與實作。

2 週課程

實驗結果分析與分組口頭報告。

1 週課程

1. 能正確使用「微量吸管 pipette」。

2. 能理解無菌操作的原理,並正確執行簡易無菌操 作流程。

3. 能形成可驗證的假設,並設計解決方法或驗證的 實驗步驟。

4. 能積極參與團隊分工與討論,建立良好互動關係 與討論氛圍。

2 週課程

1. 能有條理的表達自身的想法,並適當回應聽眾的 提問或質疑。

2. 能製作有條理、且能夠協助聽眾掌握口頭報告重 點的海報或投影片。

3. 能積極參與團隊分工與討論,建立良好互動關係 與討論氛圍。

4. 能了解生菌數檢測結果所代表的意義,並指出媒 體資訊未盡說明之處。

時間分配

學習目標

廚房中的科學

喝大冰奶總是「烙賽」?

飲料生菌數檢測 許哲瑜 編著

科學探究 MIT - 生物

(4)

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第 1 週課程 3

2. 實驗結果預測

請學生預測生菌數檢測的結果,並於學習單寫下預測的理 由,再由各組發表。(每組發表時間為1分鐘)

1 溫奶茶 v.s.常溫奶茶 v.s. 冰奶茶 2 有封膜 v.s.未封膜的奶茶(均為常溫)

〈配合第1週課程學習單(想法)任務二〉

a. 由教師於課前準備,並 說明這些飲料的取得方 法。(例如:將封膜撕除 後置於實驗桌上2小時,

即為未封膜的奶茶)

b. 教師亦可在學生發表後,

提出幾個預測理由,讓 學生判斷合理性,但不 說明答案。(例如:溫度 較高,細菌滋生速度較 快,所以溫奶茶生菌數 最高)

3. 生菌數檢測原理與相關技術教學 1 微量吸管使用教學

由教師介紹微量吸管(pipette)的構造原理後,實際示範 使用方法,並特別說明常見的錯誤使用方式。讓學生配 合學習單完成該項技巧的練習。

〈配合第 1 週課程學習單(技巧)技巧一〉

2 無菌操作原理流程&稀釋塗抹法

由教師說明無菌操作的原理與意義,並示範在無菌操作 狀態下,進行稀釋塗抹法的方法。

〈配合第 1 週課程學習單(技巧)技巧二〉

3 序列稀釋原理介紹&實作

說明序列稀釋的原理與應用後。請學生根據學習單及教 師指示,完成序列稀釋工作。

〈配合第 1 週課程學習單(技巧)技巧三〉

 a. 強烈建議透過實際練習

(例如:以微量吸管吸 取蒸餾水),讓學生熟悉 微量吸管的使用方式。

b. 常見的錯誤使用方式:

˙ 忘記插tip 就吸取液 體。

˙ 按壓至底(第二段)

後吸取液體。

˙ 快速鬆開按壓處,使 液體上衝。

˙ 吐出液體時,僅按壓 至第一段,液體未完 全排出。

4. 實驗操作

各組分別在簡易無菌操作模式下,開始塗盤作業。塗抹完成 的培養皿,利用石蠟膜彌封,再以美工刀割出一塊小縫隙以 利通氣。最終將處理完成之培養皿置於生長箱過夜,並與學 生約定時間來看結果。

〈配合第1週課程學習單(想法)任務三〉

學生以照片記錄塗盤結果。將照片浮貼於學習單上,並根據 指示計算菌落數目。隔週將結果帶來課堂,進行第二週的課 程討論。

 a. 若校內有無菌操作檯,

塗盤作業可在此進行。

但仍可以介紹沒有無菌 操作檯的折衷辦法(即 本次實驗採用的方式)。 b. 說明後,可讓學生利用

空培養皿練習在轉動培 養皿的狀態下進行塗盤 作業。

三、活動總結

1. 收拾器材,清理實驗室。

2. 提醒學生必須於隔天來收集實驗結果,並拍照記錄。

P4、5 10min

P12 15min

P9~11 15min

P6~8 20min

P13 20min

P14 5 min

(5)

4 探索實作 DIY:生物篇

喝大冰奶總是「烙賽」? -飲料生菌數檢測

1 週課程 學習單(想法)

班級: 座號: 組別: 姓名:

任務一

觀看文章與新聞片段後,嘗試分析下列字詞的關聯性,將你們的分析結果呈現在下方空間與小白 板上,並思考如何利用1 分鐘說明你們的想法。(提示:可條列式說明,或嘗試利用心智圖或概念圖 呈現。可以從網路中收集資料,亦可以聯結其他字詞。)

待分析的字詞:冷飲、生菌數超標、大腸桿菌、無菌操作、序列稀釋。

(由學生自由發揮)

任務二 飲料生菌數檢測結果預測

以下為來自同一家店,不同條件的飲料。利用下列三個引導問題,寫下生菌數檢測的預測結果,

並思考如何利用1 分鐘說明你們的想法:(可以利用小白板輔助呈現你們的想法)

1 下列兩組實驗,分別假設哪個條件影響生菌數檢測的原因?

2 兩個組別中,哪種處理的生菌數檢測量會最高? 請寫下你們的預測結果。

3 你們依據什麼理由形成這些推論? 請寫下你們推論的理由。

溫奶茶v.s.常溫奶茶 v.s.冰奶茶 影響條件:溫度

(以下列出學生曾經提出的想法)

例如:

1 溫奶茶因為溫度較適合細菌生長,所以生菌數 應該為三者中最多。

2 覺得冰奶茶應該生菌數最多,因為新聞常常看 到都是冷飲出問題。

有封膜v.s.無封膜的常溫奶茶 影響條件:有無封膜(在空氣中的暴露時間)

(以下列出學生曾經提出的想法)

例如:無封膜的奶茶可能會有空氣中的細菌掉進 去,所以生菌數應該較多。

原理介紹與實作

第 1 週課程 5 任務三 在簡易無菌操作模式下,執行稀釋塗盤法。〈參考第1 週課程學習單(技巧)P.2〉

任務四 拍照記錄塗盤結果,將照片浮貼於下方表格,並計算菌落數目。(應註明處理組別與稀釋倍 率)

處理組別: 稀釋倍率: 處理組別: 稀釋倍率:

處理組別: 稀釋倍率: 處理組別: 稀釋倍率:

處理組別: 稀釋倍率: 處理組別: 稀釋倍率:

科學探究 MIT - 生物

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6 探索實作 DIY:生物篇

喝大冰奶總是「烙賽」? -飲料生菌數檢測

1 週課程 學習單(技巧)

班級: 座號: 組別: 姓名:

技巧一 微量吸管使用

1 調整刻度,並選用適當大小的 tip。

例1:吸取 1000 μl,應調整刻度至 。 例2:吸取 520 μl,應調整刻度至 。

2 安插 tip 至微量吸管上。

注意:1 根據吸取液體量選用適當大小的tip。

NOTIC2切勿以手去調整tip 的鬆緊。

3 吸取液體

1 在液體外,按壓至第一段,準備吸取液體。

2 tip 尖端垂直插入液體內,緩慢鬆開按壓 處,使液體逐漸被吸入tip 內。

注意:1 切忌快速鬆開按壓處,使液體上沖。

NOTIC2吸取液體時,tip 尖端應保持在液面下。

4 吐出液體

1 緩慢按壓,使吸取的液體離開tip,注入容器。

2 按壓第一段至底處後,需再施力按壓第二 段將所有液體排除。

3 在按壓狀態下,tip 尖端離開容器的液面 後,才可以鬆開按壓處。

5 退除 tip

1 按壓圖中位置構造,將tip 退除在垃圾桶中。

2 吸取不同液體時,需更換tip,以避免污染。

※ 技巧練習活動:以正確方式使用微量吸管,每人每次吸取 200 μl 的蒸餾水放至 eppendorf 中,共執 行10 次吸取動作後(重複步驟○2、○3共10 次),再將 tip 退除。

原理介紹與實作

按壓至第一段

緩慢鬆開 垂直插入 液體內

按壓至 第二段

鬆開 按壓處

退除tip 按壓處 吸吐液體 按壓處不同

第 1 週課程 7 技巧二 簡易無菌操作流程 & 稀釋平板塗抹法

1 將待塗抹的 LB 培養基,以及浸泡於酒精的 L 玻棒/塗菌棒置於本生燈(亦可用酒精燈)

周邊。打開本生燈,利用其製造的上升氣流 營造簡易的無菌操作空間。

2 在手上噴灑 75%酒精,完成簡易的清潔工 作 。 待 酒 精 快 完 全 揮 發 後 , 再 開 始 塗 盤 作 業。

3 將塗菌棒從浸泡的酒精取出,於本生燈火焰 上來回移動數次後移開,置於無菌操作空間 靜待其冷卻至適當溫度。(注意:靜置時,不 可讓塗菌棒塗抹區接觸到其他物體)

4 1 以微量吸管吸取 100μl 待測液體,置於 LB 培養基中。

2 以左手旋轉培養皿,右手則取塗菌棒來回 移動,以達到均勻塗抹之目的。

技巧三 序列稀釋原理介紹與實作

1 以微量吸管吸取 900 μl 蒸餾水,

置於eppendorf(A 管)中。

2 替換 tip 後,再以微量吸管吸取 100 μl 待測液體,加入 A 管中,

蓋上蓋子,上下轉動混合液體,

即完成A 管溶液置備。

3 依照右圖完成序列稀釋工作。

100 l B管溶液

+ 900 l蒸餾水

C管溶液

(稀釋 倍)

100 l A管溶液

+ 900 l蒸餾水

B管溶液

(稀釋 倍)

100 l待測液體

+ 900 l蒸餾水

A管溶液

(稀釋 倍)

(7)

第 2 週課程 5

喝大冰奶總是「烙賽」? -飲料生菌數檢測

2 週課程 學習單(想法)

班級: 座號: 組別: 姓名:

任務五

檢視你們實驗結果,檢視有無特別的菌落生成? 觀察所有組別的菌落計數結果,找出最適合計數的 稀釋倍率實驗組別。

組別 處理方式

(填入比對的飲料種類)

稀釋倍率 & 菌落計數結果 10倍稀釋 100倍稀釋 1000倍稀釋 (一)

(二)

(三)

(四)

(五)

(六)

任務六 實驗結果分析&問題討論

1 在上方表格中,圈選出適合計數的數據(具有計數意義的數據)

答:有關於計數原則,可以先請學生思考:怎樣的數字是較方便完成計數,但又不會數字太少而沒有 代表性。原則上,數字通常介於25~250 為佳。

2 在你們要比較的處理組別中,數據有什麼差別?

答:(根據實驗數據結果比較)

例如:冰奶茶在稀釋倍率為 的狀況下,菌落數量為 (個),回推生菌數為 (個/L)

結果分析與報告

6 探索實作 DIY:生物篇

3 數據呈現出的結果,表達的意義為何?實驗設計足以得到這樣的結論嗎?

答:(根據實驗數據結果說明)

4 此結果與你們預想的有無相同?若無,你覺得問題可能出在哪裡?

答:(回顧上禮拜的猜想,對比本週所得實驗結果說明)

早餐店裝飲料的容器清潔度、有無加蓋,冰塊的清潔度……均有可能影響到實驗結果。

〈學生常會回答有實驗誤差,應提醒學生要有根據,並請學生想出證實的方式〉

5 培養皿上方的菌落都是「大腸桿菌」嗎? 你們可以如何確認?

答:並非都是大腸桿菌。可另外利用特殊的培養基,使大腸桿菌菌落呈現金屬光澤的綠色*。

*利用 eosin-methylene blue agar (EMB agar) 培養基檢測。

6 回顧之前網路文章或新聞報導所提到的飲料檢測結果,有什麼內容是沒有呈現出來,但卻有可能導 致大眾不易理解或錯誤解讀文章資訊?

答:部分項目「合格」不等於「零檢出」,但民眾往往對生菌數檢測(農藥殘留檢測皆然)必須「零 檢出」的迷思 。另部分報導並沒有區別清楚生菌數數量、大腸桿菌群數量的差別,可能造成誤解。

任務七 小組合作完成4 分鐘的口頭報告,並以投影片輔助呈現口頭報告內容。評分標準請參考下方 表格:

評分項目 參考評分規準 小計

報 告 內 容 是 否 完整?

內容完整,能清楚而有邏 輯呈現結果比對、推論與 分析

(21~30分)

內容大致完整,但未比對 數據,推論與分析欠缺周 延性

(11~20分)

內容有嚴重缺失,僅有呈 現數據,欠缺推論與分析

(0~10分)

投影片製作*

能 協 助 聽 者 了 解 報 告 重 點,投影片至多僅有1項 缺失

(21~30分)

投影片有2~3項缺失,但 仍能協助掌握報告流程

(11~20分)

投影片對於報告理解無益 或未製作投影片

(0~10分)

是 否 熟 悉 報 告 內容?

過程流暢,鮮少需要注視 小抄或投影片

(11~15分)

過程中有較多停頓,常仰 賴小抄或投影片提醒內容

(6~10分)

停頓時間多於報告時間,

若無小抄就無法報告

(0~5分)

能 否 適 當 掌 握 口 頭 報 告 時 間?

能在3~4分鐘的時間區間 完成口頭報告

(7~10分)

報告超時或未達2分鐘

(3~6分)

報告嚴重超時、過短或未 上台報告

(0~2分)

能 否 適 當 回 應 台 下 觀 眾 的 提 問?

能澄清問題,並在時間內 有邏輯、條理的回答觀眾 提問

(11~15分)

在提問時間內未能完整回 應,但事後有具體回答

(6~10分)

無法具體回應提問

(0~5分)

科學探究 MIT - 生物

參考文獻

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