2017~2018生物科專題研究暨防治外來種研究
- 環境議題：外來物種
- 執行方法：專題研究
- 教育階段：國民小學
- 學習議題：環境倫理
- 議題實質內涵：E26 覺知生物生命的美與價值，關懷動、植物的生命
- 策劃/執行人：鄭東益/張喬茵
- 動機：其他
- 目標範圍：小組
- 難易度：很困難
- 實施期間：2017/7~2018/7
- 參與人數：5
目標：
（1）篩選出對環境科學領域有興趣的孩子進行採集、調查並選擇目標物種、充實相關背景知識、發現問題、 深入研究、設計實驗以解決 疑問…等等之長期投入，以徹底了解 該目標物種的生態與習性。 （2）教導學生如何運用科學方法統計資料、分析資料、操作儀器、修正實驗 方向、圖表的闡釋、撰寫研究報告及條理清晰的表達實驗結果，教育學生 當一位小小科學家應有的科學技能及態度。 （3）藉著參與科學展覽 活動( 專題研究)，讓長期研究生物生態的孩子有個發表成果的舞台，也讓孩子在會場與各校優秀學生討論交 流，達到觀摩學習之成效。 （4） 藉由長期觀察目標物種，進而了解該物種棲息地保育的重要性，也實際了解生物多樣性(物種多樣性、基因多樣性、生態系多樣性)的真諦。(5) 到班級上巡迴解說該目標物種的生態，進而宣導如何保育生態環境(棲息地)，才能使生物永續生存下去。
進行方式：
（1）選出對生物有興趣的學生，帶領他們在校園，調查防治目標物種。 （2）採集後，指導學生查閱相關文獻、研究探討 ，並釐清、掌握目前研究中已知的 有什麼、未知的有哪些，進而擬定初步架構， 再分工實驗。 （3)利用暑假、寒假、週末、課餘時間，帶領學生，在研究場域內進行生態觀察及防治研究。 （4）學生經 由一系列生態科學探究過程，製作研究成果報告書及準備好詳盡的口頭 報告，以簡報、圖卡、模型的模式到班上成果報告分享，利用多媒體、解說看板來宣導，以達到環境解說、 防治的功效，並參加2018 年（ 第58屆）全市科學展覽活動。 （本校參賽名稱：瘋狂蟻別鬧了--長腳捷蟻(Anoplolepis longipes)生態與防治之研究。)
成果描述：
一、長腳捷蟻的分類地位為動物界 / 節肢動物門 /昆蟲綱/膜翅目/蟻科/捷山蟻屬，爬行速度
很快，俗稱黃瘋蟻，校園內數量很多，已對師生造成困擾，進行校內調查，螞蟻群落只
剩下長腳捷蟻及熱帶火蟻，且每次誘集全部都是長腳捷蟻來進食，可見其他螞蟻的生存
相對困難。
三、長腳捷蟻正常的爬速約每秒移動 2.64cm，被擾亂後的爬速約每秒移動 5.40cm，比一般的
螞蟻快很多，難怪俗稱黃瘋蟻。
四、長捷的攻擊模式會先用大顎咬，發現對方仍活著才會舉起腹部噴蟻酸攻擊，會多隻輪流
噴蟻酸攻擊，被噴蟻酸的螞蟻起初瞬間抖動(像被灼傷的感覺)→爬行變緩慢→身體整個
癱軟狀態→最後死亡。
五、長捷工蟻藉由蟻酸的氣味來追蹤敵人，追到時進而再度攻擊，因此長捷的蟻酸可能有標
記敵人的作用。
六、長捷會利用現有的洞(樹洞、水泥縫隙)群聚也會挖土壤的洞。同種間不同區域的長捷都
無互相攻擊(無咬無噴蟻酸);也無爭食現象;也會進入不同區域的蟻巢口，綜合上述及屬於
多蟻后型態，我們推論本校區長腳捷蟻的族群是一個龐大的超級聚落（Supercolony）。
七、當實驗平台與蟻道為 90 度時，其蟻橋間隙的極限是 17mm; 平台與蟻道的夾角愈小，即
愈陡，能搭蟻橋爬過的間隙就愈短，15 度時只能通過 10 mm 的間隙。
八、長捷用觸角觸碰蚜蟲，蚜蟲從尾端分泌出白色水晶狀液體，隨即長捷快速將液體吸食完
畢，而且有蚜蟲的莖葉，長捷也較多，長捷會依附蚜蟲的存在而聚集。
九、不同區的工蟻仍可服侍不同區的蟻后。
十、 防治長捷的成效濃度分別為 3%＞2%＞1%，硼砂濃度愈大，愈能讓長捷工蟻死亡。
十一、 驅離長捷的效果: 明星花露水水溶液>漂白水水溶液>蒜頭水水溶液>辣椒水溶液。
實施心得：
1.藉由對目標物種的長期且深入的研究，培養學生科學研究所必備的毅力及應有的生命教育、環境知能。 2.透過科學展覽的比賽舞台，能學習到不同種生物生態的知識，並見賢 思齊。 3.參與學生完成研究後，能到班上講演、宣導，以達到環境解說 、生物防治的功效， 讓師生能夠知悉校園中的入侵物種的生態及危害，使其能進一步留意及關懷環境。5.學生明白了解到外來入侵種的危害及影響，進而有環境保護的觀念。
學習者心得：
多年前，校園出現許多紅褐色的螞蟻，去年數量突然暴增，多到更是入侵到教室內，影響到我們上課了，很多同學都被干擾，也擔心是否為紅火蟻，而且牠們爬行時，速度之快看起來非常恐怖，於是我們科展小組的成員們便燃起好奇心，準備好好研究這校園怪客。當我們決定研究長腳捷蟻時，查了很多文獻，才知道牠是外來入侵種，於是我們開始努力的設計實驗想進一步了解牠的習性及如何來防治。經過長期的努力，從勘查找蟻穴到如何防治，研究過程中有許多難忘的實驗，例如「蟻橋」的行為。蟻橋建立要等好幾分鐘，過程中還要忍受蚊子的瘋狂攻擊;防治實驗時，每天都要調配餌劑，到校園裡施餌，雖然辛苦但實驗後這些痛苦都忘了，取而代之的是完成的喜悅。
做科展不僅讓我們知道很多有關螞蟻的特有知識，還讓我們知道不是每一種紅色的螞蟻像紅火蟻一樣都會攻擊人的，還有去比賽可以讓我們交到更多研究科學的朋友，還有可以讓我們知道更多其他生物的知識以及去比全國賽時可以學習到其他組的作品，還有科學闖關遊戲讓我們學到更多好玩的科學知識。科展也可以訓練我們的口頭報告以及臨場反應，每次看到實驗成功時心裡都會有說不出來的喜悅，還有全國賽時每天晚上在飯店練習時和比賽的時候都讓我們學習到團隊精神，讓我們知道做事情要成功一定要很認真很努力，成功一定要有相當的付出。做科展讓我們知道有生物已經面臨絕種，所以我們一定要好好的防治外來入侵種才不會危害到台灣的原生種。研究之路真的很辛苦，就是別人在教室裡午休時我們要在教室外面做實驗，還有我們在做實驗時因為都在教室外面做實驗，所以有很多蚊子常常叮我們，有時候下大雨我們還是在外面做實驗，別人放假在外面玩，我們也要集訓做實驗，但是科展真的好好玩。
最後我們在這麼多優秀學校的作品中脫穎而出，拿到了全國第一名，完成了我們的夢想。真的很感謝一直支持我們研究的家長、張菁峯校長，但最感謝的，當然就是我們的指導老師「鄭東益」和「張喬茵」老師了，從他們身上學到了，遇到任何困難只要願意想辦法，都可以獲得解決。我們從小就對生物的研究特別的有興趣，因為有了老師的指導，從興趣逐漸一步一步的轉變成我們的專長與成就，在做科展前我們是粗心大意的人，但在做研究之後就變得不一樣了，變得更細心更小心，有任何疏忽都不行，所以選擇做科展是一件非常棒的事，以後我們也會繼續朝這方面發展，了解更多的物種。補充：
孩子除了清楚了解外來入侵種長腳捷蟻的生態之外，也知悉防治的方法，也獲得第58屆台南市科展生物科第一名，並參加第58屆全國中小學科學展覽，獲全國國小組生 物科大會獎 第一名。並獲與總統接見的機會，另外在班級巡迴宣導時，能讓師生更能了解到外來入侵種長腳捷蟻對本土種的危害，報告者也能獲得環境相關解說的成就感，真是有意義的活動!