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| 圖片取自著名科學漫畫網站：https://www.cartoonstock.com/directory/s/science_experiment.asp |
在這個學期間你們將學習執行一個專題研究。目前每一組已經依興趣(或天真?)選定了自己想做做看的主題，然而你們或許還不清楚究竟要做到什麼程度？應該怎麼做？以下我要仔細地說清楚大原則、評量的方式，還有每一組所應該注意的事項。
- 題目就這樣訂了嗎？其實不是。那些題目是我給的我想的，但是從點子到執行之間是會有落差的。而你們需要學著釐清從點子到真正執行的計畫之間的差異，然後就這麼做下去。或許一開始你以為你要控制的是溫度，但是說不定你很快就發現控制溼度才是合理的。那該怎麼知道怎麼做才是對的方向呢？你需要很多的前測試(pre-test)以確認方向是否可行。
- 要馬上進入操作流程嗎？要看每一組的題目性質而定。然而無論是那一種性質，每一組都需要花上很多的時間讀書、讀文獻、反覆思索與確認決策方向。如果你做的是普查型的研究，那麼你需要馬上行動，但是在行動之前你又需要知道自己應該收集什麼樣的資訊與參數。如果你做的是動物行為研究，那麼實際上的操作時間真的很短，但你真的需要花上很長的時間研讀文獻，否則你的實驗設計絕對是錯的。你有可能需要飼養動植物，但是題目方向還要確認，所以如何飼養動物並妥善照顧就是馬上要做的事，但那還不真的是實驗的操作。
- 平常要做什麼？其實就是找資料、讀書、思考、和同學還有老師討論。然後你們應該把所讀過的有用資訊，寫在部落格上，當成你們學習與思考歷程的記錄。但是找資料容易嗎？不容易。如果能讓你找到題目一模一樣的資料，不就表示沒什麼創新性嗎？倒也不是。這些議題其實都不算是新議題，有些題目的結果是可以被預測的，有些很難，開放程度不同，也會影響你的工作量。一開始你可能會覺得都在打擦邊球，看了半天的書也不確定自己有沒有抓到方向。但是老師就是要讓你們學習怎麼自己抓到方向，而不是仰賴老師的指定，這樣你們永遠都會變成只會被動做測驗卷的白老鼠。你們不能期待一篇論文或一篇網路文章就能解讀所有的問題，因此你們一定要有一個準備：為了回應一個小問題，你需要非常多資料的整合、取捨與篩選。光是這種能力就不容易，這也就是為什麼老師需要你們在blog上記載自己研讀文獻的經驗與感想。
- 老師會如何評量？老師會考量幾個面相：(1) 平時的學習態度；(2) 團隊合作的程度；(3) 部落格的品質；(4) 實驗的設計規畫；(5) 最後的執行成果。因為部落格可以由不同作者登入，老師也能看得到文章是誰寫的，所以就算是同一組的成員的成績也不盡相同喔，老師希望看到每一個人都有顯著的貢獻，而不是寄生在一個組中卻毫無作為。
- 老師對這個專題報告結果的期望是什麼？其實老師沒有要你們做什麼了不起的研究，但是我很希望從這個過程中，你們可以瞭解到，從現象的觀察與偵測、議題的發想與掌握、問題的聚焦、到假說的提出，到實驗的設計與進行，還有結果的詮釋之間有多麼長的距離與多少的基本功。所謂的實驗就是這樣，不是你到一個實驗室花三小時操作一個機器或加幾滴藥就結束了，如果只是那樣，你就不會知道什麼是完整的科學過程。然後請你不要問老師"一週應該要寫幾篇"？這樣實在太零分了，這表示你沒有求知慾，只想問"如何達到最低標準"。事實上你每天都應該在求知，每天都應該會看到新的資訊，也就是說你每天應該都能寫一篇短文來談談你讀到的資訊是什麼。如果從第五週起算到最後一週，約13週，一週兩篇就好，一組有四個人，那麼理論上一個學期應該可以累積多少心得與知識介紹呢？你可以從這個過程讓自己的閱讀效率變得更好嗎？
- 你們需要什麼工具？所謂的工具，除了各組各自需要的設備器材之外，還有統計(excel與其它免錢統計軟體通常可辦到)、繪圖(photoshop、photoimpact、illustrator等)、文獻整理(如Endnote)與攝影。如果你們需要學習單眼相機與外接閃光燈的拍攝，我會再請助理教你們，你們需要那樣的技術來精確記錄自己的所見所得。
那麼各組可以怎麼準備呢？
- 掠食者對獵物性狀的天擇效應：孔雀魚 vs 掠食性慈鯛：
這其實來自一系列的經典的研究，建議keywords是：predation、Crenicichla、guppy、phenotype、natural selection等。我相信你們很快可以找到一堆論文談論這個議題的重要性，還有如何在室內進行實驗操作。除了讀書寫心得之外，你們平常就要去養魚。怎麼養魚照顧魚就是你們要學的。而且要即刻就做，因為助教沒有義務幫你們養，不管是predator或是prey的營養狀態都要是好的。 - 生殖隔離：同屬的兩種孔雀魚與異屬的花鱂之間的生殖隔離：
聽過生殖隔離(reproductive isolation)吧？在物種形成(speciation)的角色是什麼呢？reproductive isolation有什麼樣的機制呢？為什麼挑選孔雀魚？Poecilia reticulata這個物種分布中南美洲許多地區，在過去科學家一直以為牠是一個分布很廣泛的物種。但是到近年才發現原來還有其它近似物種存在，例如Poecilia wingei。牠們都是水族寵物市場上很常見的物種，長得也很相似，但是當牠們遇在一起的時候會雜交嗎？還是不會？為什麼？你如何從形態與行為上看出來？另外經常有人懷疑大肚魚(Gambusia affinis)和孔雀魚會雜交，是真的嗎？你們需要讀很多書，也要養魚。建議的keywords：reproductive isolation、genitalia、visual signal、offspring infertility等等。 - 種間辨識：螢光魚是否會被野生型(wild type)當成同一物種呢？
這個議題和上面一個題目很接近，都是在討論species recognition的問題 (同物種的個體如何辨識彼此是同種)。螢光魚提供了檢測這個問題的機會。但如果你們想要多瞭解visual signal在魚類的species recognition或sexual selection上的角色，你們就應該要先從慈鯛科的文獻著手。使用螢光魚的另一個原因是，螢光魚是否會造成生物安全(biosecurity)的疑慮還有很多的爭議。如果螢光魚還有可能與野生型交配，那就意謂著螢光基因，這個外源基因是有可能進到野生族群的。因此這個研究主題除了檢測同一個物種的體色被人工誘變後，是否還會被同種生物認得以外，也能提供一些生物安全議題的討論基礎。 - 中山大學週邊地區動物性食材調查：這是一個普查型的研究，我需要你們這一組把整個學期所看到、遇到、吃到的所有動物性食材(從刺絲胞動物起算，連動物油、魚鬆這種東西都要算進去喔)都要記載與鑑定出來。而且最好要能精確地鑑定到種。鑑定完以後，你們需要學著推測牠們之間的親緣關係(phylogenetic relationship)，然後最後要告訴大家你們一個學期會看到的動物性食材的物種多樣性有多高？物種的親緣關係分布(phylogenetic distribution)集中在那裏？這些動物的原來棲地是什麼樣的生態系？你的一學期所需需要多少生態體系的支持？有多少是高階掠食者？有多少是初級消費者？很難呢~快點開始。建議keywords：supertree、phylogenetic、food consumption、wildlife、ecosystem等。
- 鼓山區巷弄植物的調查與空間分布：
這也是一個普查型的計畫。研究範圍是鼓山區的巷弄，不含柴山地區。你們需要把所有能見到的所有植物，包含老房子屋簷上長出來的，花盆裏的小草，水溝蓋旁的小東西，通通要鑑定出來。一方面讓你們知道都市物種多樣性究竟有多高，二來訓練自己的植物鑑定能力，三方面要你們思考這些植物究竟是怎麼出現的？(自然萌發？人工刻意栽植？人為無意播種？)，四方面你們要學習分析一個地方的物種的空間分布，最後做出一個類似這樣的地圖。老師有很多書可以借。 - 放養魚類是否能滅蚊？
這是一個看似應用，但是需要基礎生態學知識才能回應的問題。你們需要知道相關動物的life table、知道如何估計predation對prey族群量的效應、知道如何估計prey的成長速率、還有在資源有限的情況下，predator若吃完了prey，predator掛了，prey是否會再度出現呢？建議的keywords：population growth、predation、life table、mosquito等。還不是很急著做實驗，因為你們需要花時間讀書，然後再決定怎麼進行操作 (反正隨時都有蚊子)。 - 風災後生物群聚的復原：因為現在沒有風災，所以這個題目精確點來說，是在談大規模的干擾(interruption)對生物群聚(community)的干擾，還有如何選擇合適的參數(parameter)來評估生物的群聚結構是否復原？除了天天去觀察，有辦法進行操控性實驗嗎？先找找資料，再談談議題方向的發展。這是一個很開放性的題目，所以很有挑戰。建議keywords：fluctuation、population recovery、community structure、interruption、disaster、monitoring等。
- 入侵性植物如何影響本土植物種子的萌發？
這個議題接近化學相剋作用(allelopathy)，你們可以選擇銀合歡等等在台灣很常見的入侵性植物。先想想如何證實allelopathy真的存在？建議的keywords還有：competition、chemical defense、germination、seedling、invasive species。 - 誰在利用林下小苗？林下小苗意指剛剛從土中萌發，還不會開花結果，高度遠高於成株的苗木。林下小苗在生態學上的功能是什麼？對植食性動物(herbivore)來說重要嗎？因為林下小苗的高度比較低，葉片比較小，葉片可能也比較嫩，能利用它的動物種類是否和利用成株的動物不同呢？這也是一個開放性很高的題目。建議keywords：seedling、herbivore、specificity等。可以快點思考在柴山或學校中，有什麼樣的大樹小苗是最常見的？毛柿？欖仁？茄苳？還是？
- 棲位分割能促進生物共存嗎？一個地區的生物多樣性為什麼會高？有演化也有生態方面的因素。在生態因素方面，棲位的分割(niche segregation)被認為是一種促進多樣性增高的機制。就好比宿舍床位有限，但若大家把作息時間錯開，四個床位說不定可住八個人是一樣的意思。但是我們如何得知棲位分割真的存在？物種多樣性是否真的變高了？這也是一個很難的題目，你們在讀書之外，你們需要馬上在校園內找尋可用的材料，否則入秋以後就可能沒有了 (其實很多)。首先先思考什麼叫niche segregation或niche partition。
- 溫濕度是否會影響蝴蝶翅色？這是一個超級大的議題。一種生物的性狀可能同時受到遺傳與環境因子影響，而某些蝴蝶的翅膀花紋是會受到幼蟲發育期間的環境因子調控而改變的。你或許不知道如何解釋真正的機制，但可以試著確認這種現象是否真的存在。建議keywords：polyphenism、seasonal form、butterfly、wing pattern、enviornmental cue等。現在就要開始養蟲了，而且天天都在養蟲。
有問題隨時要問，一週沒進度就會完蛋了。而且在接下來每一週都會有進度報告呦。
