當魚遇到科學－海口小達爾文的科學探險

到底為什麼，偉大科學家的腦子裡會有那麼多神奇想法，發現、或發明各種好玩的科學新事件呢？
他們絕對有一項超群的能力，那就是滿滿的好奇心，跟自己找尋答案的行動力！


查爾斯．達爾文就是這樣的一個科學家。小時候的他對世界充滿好奇，不但飽讀群書博覽知識，還自創各種不同的小工具，動手設計實驗，尋找書本裡找不到的答案。長大後的他，學會了細微地觀察世界、大膽地設立推論，然後仔細地蒐集證據，最後提出「物種起源」理論，成為19世紀最偉大的科學家之一，至今還深深影響著現代科學。
(左)62歲的查爾斯．達爾文、(右)7歲的小達爾文。照片來源: Wikipedia

就像小時候的達爾文，孩子們的嘴邊也常常掛著：「為什麼？」能夠鼓勵他們動動小腦袋，培養獨立思考的能力與行動力，為自己的好奇找到答案，是羅東自然教育中心一直秉持的理念。

遠道而來的海口小達爾文
這天，中心迎來了一群來自雲林海口小漁村「成龍村」的大小朋友，每年都會外出旅行、學習新知的他們，今年遠道而來拜訪羅東自然教育中心。這群海口人的家鄉有一片美麗的濕地，叫做「成龍溼地」，由觀樹教育基金會的夥伴長期與他們一起，像群偵探般在溼地與村莊裡搜尋新奇有趣的新鮮事。
……等等，那成龍濕地和村莊，不就像是一個大型的天然實驗室嗎？如果讓他們把動手找答案的能力帶回家，一定會出現許多好玩的故事！
於是，我們決定以海口人最為熟悉的「魚與池塘」作為主題，來場「小達爾文的科學探險旅程」！


「垂釣法」可以說是最容易上手的池塘魚類調查法之一，成龍溼地的夥伴們對釣魚也不陌生，製作一支魚竿可難不倒這些小小達爾文，在大朋友小朋友聚精會神的專注力下，很快地就完成自己的調查工具，摩拳擦掌地準備大顯身手。

不愧是住在海口的孩子，釣到魚都可以很從容地自行解鉤呢！

自然研究的第一步，就是仔細觀察。昨晚，小小達爾文嘗試繪畫出他們印象中「魚」的長相，幾乎每一餐的餐桌上都有魚的海口人，曾經用一毫米的微觀尺度端詳過每一條魚兒嗎？例如有著大大的鱗片、長長硬硬的鰭條可以很有精神地撐開背鰭、厚厚的嘴唇幾乎是牠臉部的特色、大大的尾扇沒有開岔，把這些特徵集合起來，就是這一天我們釣到最多的吳郭魚，再加上身上的花紋以及身體形狀的變異，還可以把吳郭魚區分為許多不同的種類呢！海口小達爾文們細細觀察並記錄下這些魚類的特徵，這就是魚類分類學家最早的重要工作之一。

一個早上的釣魚練習讓大家意猶未盡，魚竿的操作也熟悉了不少。中心老師立刻給各年齡的大小朋友們交付了不同難度的任務，要大家共同討論、自己設計實驗，然後靠團隊合作找到問題的解答，在時間有限的情況下，這可是一個頗為艱鉅的大挑戰呀！

1~3年級的小小探索－池塘有多深？這裡面的魚都長什麼樣子？
蒐集並了解實驗地區的地形資訊，有助於實驗結果的推論。
要測量池塘深度，得先要有把長長的尺。幾個小小的頭腦， 七手八腳地把布尺黏在竹竿上，拿著自己創造出來的工具興奮地走到池畔，赫然發現這大大的池塘，只量一次，好像無法成為代表性的深度啊！
「那就多量幾次！」小傢伙們甚至討論出每5公尺就測量一次數據。
礙於時間因素，最後只測量選擇早上釣魚的南側沿岸來測量，並一一登記在表格上。

此外，1~3年級的孩子們，還將早上大家釣到的吳郭魚，進行體長、體高的外部形質測量，最後再將得到的資料一起整理為海報、口頭分享。

將蒐集到的數據化成圖，就可以一窺貯木池南側沿岸池底的樣貌囉！
（註：圖寬與圖高未依照比例）

4~6年級的－池塘不同深度中，分別住著什麼魚兒？這些魚兒吃葷還是吃素？
池塘裡不同的水深會造成不同的環境，使生活在其中的生物，有著不同的外觀型態和行為模式，例如，比較需要氧氣的魚兒，生活在接近水面的位置，眼睛和口部也會較接近頭頂；而喜歡待在池塘底部的魚兒，較能忍耐氧氣不足的環境，嘴巴的位置可能朝下，好讓牠能撿拾掉落池底的食物。
那園區裡的貯木池，會不會在不同深度也住著不同魚類呢？
4~6年級的孩子們收到這個題目後，很快提出調查方法，在七嘴八舌的討論之中，又不斷改良實驗操作，最後終於決定分為6組、每組負責不同深度（0、10、20、30、40、50公分）、組別內的兩個人再分別使用素餌（吐司）與葷餌（豬肝）來釣魚。
一開始孩子很直覺地想到在一根釣繩上綁上不同深度的鉤子等魚上鉤，但在有限的時間下要再做出新的工具恐怕有難度，便有人提出由每個人負責不同的深度的分工合作調查辦法。


餌料還分為素餌與葷餌，為了調查每個深度魚兒的食性喜好，
最後孩子決定兩人一組，負責垂釣同一個深度，但不同餌料。

今天很特別，不管是早上的練習、下午的調查，除了一隻泰國鱧之外，釣起來的幾乎都是吳郭魚。雖然還是沒辦法得知不同深度的魚種，不過海口小達爾文們從釣魚過程中觀察，發現了幾點推論：從0~50公分，每個深度都有吳郭魚、而且不管是葷餌還是素餌都有起魚。此外，海口小達爾文還發現到，在水表面的魚，只躲在水草多的地方，不到空曠處吃餌。而因為天氣、釣魚技術、釣魚時間等等原因，今天的調查結果也沒有辦法代表貯木池中的魚兒種類。

7~9年級與大人的科學大挑戰－貯木池旁邊隆隆經過的火車，會嚇到魚嗎？
園區的貯木池旁有道鐵軌，每天有好幾班台鐵火車隆隆經過，我們一直很好奇，火車經過時的巨大聲響與震動，會不會對池裡的魚造成影響呢？
這個題目比較複雜，國中生與成人的大挑戰組兵分二路，一隊從軌道旁出發，由近而遠放置三個魚箱、另一隊就在軌道旁放置三個墊有不同高度巧拼的魚箱，每個魚箱的水容量、魚隻數量完全相同，觀察當火車經過時，魚兒的反應。

然而實驗卻遇到了重重障礙，例如當天遊客眾多，走踏與喧鬧都造成了干擾、原本以為墊巧拼可以減少震動，卻發現巧拼墊得很高的箱子，震動幅度卻比較大、火車隆隆經過的時候，魚兒只是擺動魚鰭的頻率稍快的話，算是驚嚇的反應嗎？咦，手揮過魚箱上空造成的陰影，反而更容易嚇到魚耶！
原本想像中完美的實驗設計，一到現地卻出現許多干擾因子，幾乎無法單純操作欲測試的變因，到了這邊，科學實驗好像又很難了阿！的確，現正埋首研究的科學家們，也常常遇到意料之外的狀況而必須修改實驗操作的方向，或是做許多前期的觀察與測試。以這個題目為例，科學家就必須先定義魚隻出現什麼動作代表對干擾有反應；戶外的聲音太多，就必須考慮室內錄音回播的實驗操作，以排除戶外的干擾因子；空中晃動的陰影會造成反應，也應該避免；而貯木池的魚隻是不是已經習慣火車的噪音與震動，恐怕還需要從來沒「看過」火車的魚隻作為對照才能確定；吳郭魚會不會剛好是比較不怕干擾的物種，池裡的其他魚類呢？
一次又一次的提問、修正、操作、蒐集數據與推論、再修正、操作……要得到能夠說服人的科學證據，就像在破關打怪一樣，因此當未知的謎題獲得解答的時候，那種充滿成就感的喜悅是讓人難以忘懷的，這大概是科學實驗充滿挑戰，卻也最迷人有趣的地方。

大自然就是你千變萬化的研究室

這一次海口人的小達爾文科學探險，對於開發滿滿的好奇心而言只是一個小小的開始，這個有趣的世界還有更多變化萬千未解的謎題等著我們去探索，主動出擊得到的學習經驗深刻難忘，培養出的邏輯思考能力也能夠幫助我們更清晰地看待世界。試著擺脫課本中「標準答案」的框架、跳出一定要一步步照著走的「SOP」，展開行動追尋自己的創意與好奇，說不定哪一天，科學家或發明家，就出現在你家！




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