教室中的能量流動
來自食物的能量
能量柯南-探索能量的跡象
熱能探一探
太陽和它的分身-風力/水力
溫度測量
生態系統中的能量運用
食物鏈遊戲
勢能與動能
能源形態變變變
家電使用大搜查
社區能源的使用
消失的能量
功率比一比
食物熱量知多少?
能源故事
能源之煋
煤礦 挖!挖!挖!
導電猜謎遊戲
燃燒出光與熱!
風水輪流轉
能量來源對對碰
線路馬戲團
電力哥倆好--電動馬達與發電機
能源分一分
燃料運輸網
加油去
核能想一想
太陽能鍋DIY
能源辯論
能源之煋
行銷能源
能源成本算一算
核廢料的處理
空氣污染黑名單
能源使用的前世今生
帳單讀一讀
讀表高手
聰明開車
能源價格與供需法則
能源觀點
綜合主題活動—能源大調查
能源之煋
能源，別說再見
再生能源?用或不用?
能源工作跟屁蟲
能源的未來
綜合主題活動-能源行動計畫
能源之煋
摘要：
利用戶外遊戲，讓學生模擬能量在食物鏈中的各種生物間的傳遞方式。
年級程度：
三年級~六年級
領域：
農業教育、環境科學、生命科學（生物學）
場地：
教室、操場
時間：
準備時間：30分鐘
活動時間：50分鐘
關鍵字彙：
化學能、光合作用、食物鏈、生產者、消費者、分解者、食草動物、食肉動物、雜食動物、生物量
主要概念領域：
生態系統中的能量流動
準備工作：
將細繩穿過杯子，方便學生把杯子綁在腰上。 先畫出遊戲場地的界線，場地必須夠寬敞但又不至於讓學生遇不到對方。
學習目標
•能夠描繪簡易的食物鏈或食物網
•能夠解釋能量為什麼會在食物鏈中的環節中遞減
•能夠圖解食物鏈中的能量如何流動以及營養素如何循環
基本原理：
以上的概念可以讓學生瞭解能量在群落中的流動，同時讓學生學習到，他們週遭的世界是因為有著源源不絕的能量循環著，才得以生生不息。
準備教材
•一份三明治或是三明治的照片
•錐形路標或其他可以標示界限的物體
•大、中、小三種尺寸的杯子；最好能夠用不同顏色來區分尺寸（三種呎吋的杯子每個學生都要準備一個）
•二到三大袋的白色爆米花
•移動式的黑板與粉筆或是活動掛圖與麥克筆
•細繩
背景說明
「嘿，晚餐要吃什麼？」
「陽光啊。」
「陽光？」
「沒錯，是陽光。」
我們吃的食物幾乎都可以透過食物鏈追溯到太陽。食 物鏈是生態群落內依層級取食（營養）之生物序列， 在這個序列中，初級消費者是二級消費者的食物， 而二級消費者則成為三級消費者的食物。在這個過程中，能量會由被捕食的生物中轉移到捕食者的身上。
我們所攝食的食物，大多是由人工農業生態系統的簡 單食物鏈而來。比方說，我們吃的牛肉，是得自吃玉米的牛，玉米的能量則來自太陽。然而，在自然生態體系中，老鷹的食物可能是蛇，蛇捕食老鼠、青蛙或野兔以獲得能量；老鼠的食物來源則是其他植物的種子。這些食物鏈不會完全一模一樣。
食物鏈始於生產者，也就是能夠自行製造食物的綠色植物。透過光合作用，植物將太陽能轉變成化學能，並儲存於化學鍵中。植物從太陽吸收來的能量中，只有百分之三轉化為化學能（轉化為化學能的比例依據植物的品種與生長地而有所不同）。
無法自行製造食物的生物稱為消費者，必須直接或間接以植物為食。只攝食植物者稱為食草動物（初級消費者），以其他消費者為食物者，稱為食肉動物（二級消費者）。以生產者與其他消費者為食物者，稱為雜食動物。
在食物鏈中，能量的傳遞不像接力賽傳棒子，可以原封不動傳給下一個跑者。事實上，能量每傳遞一次就會減少一點。當草食動物吞食植物時，無法接收植物儲存的所有能量，因為草食動物並不是把整棵植物吞下去，就算吞下去也無法完全消化。那些無法消化的部分就成為排泄物。這個情形也同樣發生在食物鏈的其他環節。
食物鏈的能量逐次遞減的另一個原因是，有些能量已經被前一個生物消耗掉了。植物會吸收部份能量作為生長之用。食草動物從植物獲得的能量，除了提供生長所需，還必須用於覓食及躲避食肉動物的捕殺。食肉動物除了日常作息（呼吸、消化食物、走動）需要能量以外，追捕獵物所消耗的能量比例更高。這些被消耗的能量最後會以熱的形式離開生物體。
從某生物轉移到另一生物的能量多寡，依食物鏈的不同而有差異。一般來說，從初級消費者傳遞給二級消費者的能量大約只有百分之十。由於能量會在每個環節中逐次遞減，生物必須儲存足夠的能量提供給下一級的消費者。換句話說，所有植物的生物量必須高於所有食草動物的生物量；所有食草動物的生物量必須高於所有食肉動物的生物量。也因為能量會遞減的緣故，生態系統中的植物數量通常會多於食草動物，食草動物的數量又多於食肉動物。
至於那些未被消耗、或是未被消化的大量有機物質（和其中所儲存的能量），又是到哪裡去了呢？有分解者之稱的細菌、真菌和螞蟻、寄生蟲這些小生物，就是以這些有機物質維生。他們會讓養分經過循環回到食物鏈當中，而儲存在這些物質當中的能量，經過利用，最後以熱的形式逸入空氣中。
食物鏈當中的養分會在生態系統內循環，並且讓能量透過一定的機制在生態系統中流動。這些食物鏈提供許多可替換的路徑，讓能量不斷地流動，創造出一個個緊密相依、錯綜複雜的食物網。人類藉由農業將食物鏈簡化，使得能量的流動更加直接。幾乎我們的每一樣食物都可以很容易地追溯到能量的根源：太陽。所以，晚餐要吃什麼呢？當然是太陽啊。
教學流程
引起動機：
問學生「人類如何獲得的生長所需和維持生理機能的能量？」他們應該會回答 「我們的能量是從食物獲得。」拿出三明治的實物或照片，並列出三明治的材料 （生菜、漢堡肉等等），引導學生去追溯每樣材料和太陽之間的關係。討論能量 是以何種方式在生物間轉移，生物又是如何使用他們所得到的能量。與學生分享 食物鏈的定義（見背景知識）。複習光合作用的過程，同時將重點放在植物是怎 麼把太陽能轉化為化學能（儲存在食物中的能量）。告訴學生今天要玩遊戲，在遊戲中，他們要模擬食物鏈中的能量轉換。
進行步驟：
1.請學生列出一個簡單的自然食物鏈。食物鏈中的生產者、初級消費者和二級消費者各舉出一種即可。例如：玉米＞老鼠＞老鷹。
2.帶學生到操場，並拿出小杯子，告訴他們小杯子代表食物鏈當中的生產者—玉米，小杯子所需的數量是全班總人數的一半，算好之後將小杯子任意放在場地 的各個角落。
3.取出大袋裝的爆米花，告訴學生這些爆米花代表來自太陽的能量。接著一邊走動，一邊將爆米花灑到小杯子裡。灑的時候不必太精確，即使有些爆米花落在 杯子外面也沒關係，不過千萬不要讓杯子裝滿爆米花。既然爆米花象徵被植物 轉化為製造食物的能量，你可以問他們「灑到外面的爆米花代表什麼？」學生可能會想到那些爆米花是沒有照射到植物的陽光，或者是植物無法成功轉化的能量。告訴學生，植物接收到的太陽能當中，能夠用來製造食物的只有百分之三。
4.將全班均分為兩組。一組扮演食草動物—老鼠，另一組扮演食肉動物—老鷹。將生物計數表抄寫在活動黑板或掛圖上，在「第一回合」的「開始」那一欄填上生產者（小杯子）、食草動物和食肉動物的數量。
5.把中杯子發給食草動物，大杯子發給食肉動物。這些杯子象徵著動物的食物需求，學生的杯子裡至少要裝一半的爆米花，表示滿足這些動物基本生存所需的食物。問學生為什麼食肉動物的杯子比食草動物的杯子大。並討論這些動物的體型、生長速率以及捕食獵物所需的能量。註：有一些特殊例子，像是鼩鼱，體型雖小，但因為容易散熱，故需補充大量的能量。
6.說明遊戲規則。遊戲目標是所有的消費者必須取得生存所需的足夠能量（爆米花）
•所有食草動物的起點在操場的一端。
•遊戲開始後，食草動物必須去找植物，把植物的爆米花放到自己的杯子裡（只能拿杯子裡的爆米花），拿爆米花的動作代表他們正在吞食植物。他們必須想辦法把杯子裝滿，以取得生存所需的足夠能量。
•同一時間，食肉動物要想辦法捉住食草動物，從他們的杯子裡取得爆米花（禁止從植物的杯子取得）。
•所有的食草動物的爆米花都被食肉動物搶完之後，宣布遊戲結束。
7.每一回合進行一至兩分鐘，結束後，在生物計數表「第一回合」的「結束」那一欄填上杯子裡還剩有一半爆米花的生產者、食草動物與食肉動物的數量。
8.告訴學生，由於能量不足，有很多生物因而無法存活下來。引導學生思考能量不足的理由，包括一開始食物鏈中的能量（爆米花）就不夠用（生產者太少，由太陽能轉化而成的食物能量不夠用），再加上生物在覓食期間所流失的能量（灑在杯子外面的爆米花）。提醒學生，生物在獲取能量和生長的過程中也會消耗能量。這些消耗掉的能量最終會以熱的形式離開生物，而且食物鏈的其他生物再也無法得到這些能量（關於上述能量流失情形的說明，請見延伸活動）。
9.試討論，這個遊戲必須做怎樣的改變，才能讓這個食物鏈生生不息？讓學生瞭解由於能量會在食物鏈的每個環節逐次減少，所以從一開始就需要更充分的能量，如此一來，扣除食物鏈當中各種必然流失的能量之後，剩餘的能量才足夠 維持整個體系的需要。在此可提醒學生關於預算的概念。並強調，降低每個環節的能量流失並不可行，一來因為動物無法完全消化它所攝取的食物，二來， 部分能量必須挪做維持機能之用。
10.學生可能會做出下列結論：生產者必須多於初級消費者；初級消費者必須多於二級消費者。問學生在遊戲一開始應該有多少生產者、食草動物和食肉動物。 把學生建議的數量寫在「第二回合」的「開始」欄，並根據這些數量重新安排杯子與學生的數量。 註：請確認學生是否瞭解植物唯一的能量來源就是太陽。能量一旦從食物鏈流 失後，就無法再循環使用了（關於分解者在食物鏈中的角色介紹，請見延伸活動）。
11.遊戲再重新進行一次。檢視學生所建議的數目，是否使食物鏈更能持續發展。 將最後倖存者的數量記在「第二回合」的「結束」欄。有必要的話，學生可以自行調整生物的比例，再玩一次。
結語：
遊戲結束後，在黑板上簡單地畫出遊戲中所呈現的食物鏈，並討論要如何調整生產者、初級消費者（食草動物）與二級消費者（食肉動物）的數量，才能達到生態系統的永續發展。
請學生想想看，如何讓這個食物鏈更接近真實生態系統的能量轉移情況。比方說，還有哪些生物的食物是玉米？老鷹除了老鼠還會吃些什麼？鼓勵學生想想其他可能性，讓這個食物網更加豐富。請確認學生是否注意到，能量在生態系統中的傳遞途徑有很多種，請學生嘗試將可能的途徑和要素添加到圖中，讓這個食物網更加完整。接著在圖的下方寫上「分解者」，再從食物鏈的每種生物畫一個箭號連到分解者。再次強調，食物鏈當中的所有生物都需要能量，儲存在食物中的能量經過燃燒釋放出來供生物使用，最終會以熱的形式離開生態系統（學生可以摸摸看自己的手臂印證這一點）。以箭頭標示出食物鏈中的養分循環及能量流動。請學生發揮創意，自己畫一個食物鏈（見評量）。
評量
形成性：
•學生是否遵守遊戲指示？
•學生能否解釋能量和養分為何在食物鏈的各個環節中逐次遞減？
•學生能否提出生產者與消費者的適切比例，以創造出更能永續發展的生態系統？
總結性：
請學生設計一個本地常見的簡單食物鏈或食物網，其中必須說明能量的流動方式以及養分的循環途徑。可能的話，請學生明確指出他們設計的食物鏈可以在何種生物群落中找到。請確認他們的食物鏈或食物網是否包含下列要素：
•呈現能量進入食物鏈的方式（箭頭：由太陽指向植物）
•養分由某生物轉移到另一生物（箭頭：由生產者指向初級消費者；由初級消費者指向二級消費者）
•能量由某生物轉移到另一生物（箭頭：標示與養分的傳遞路徑相同，可用不同顏色表示）
•能量在生物的生長過程中，經燃燒釋放後，以熱的形式離開生物（波浪型箭頭：由生物與分解者指向他處）
延伸活動
食物鏈遊戲可加入以下一種或多種變化，再重頭玩一次：
•增加一種新的三級消費者（以二級消費者為食物）或雜食動物（以生產者與消費者為食物）
•引進新的競爭者（例如：蝴蝶與老鼠搶食玉米）
•將當中一種生物替換為能量消耗較快或是新陳代謝較快的生物（例如：將在農場的生物鏈中的老鼠替換為鼩鼱），如此一來，維持生存的能量就必須增加。
為說明能量流失的概念，告訴那些杯子裡已經裝滿爆米花的學生，倒掉一半的爆米花，剩下的那些，才是他們的食物中得來的能量。倒掉的那些爆米花則代表轉變為熱能而流失的能量以及未被吞食的部分，或者是經過消化成為排泄物的部分。
在遊戲結束後，可以介紹分解者的角色。提示學生有很多小杯子已經是空的了，同時地上散落了一些爆米花，有些是灑出來的，有些是消費者無法食用的玉米粒。問問學生，大自然中的那些落葉和動物排泄物會發生什麼變化？幫助學生了解，分解者會分解有機物質，消耗其中的能量，釋放出熱能，讓有機物質中的養分回到土壤中。請向學生強調分解者對養分循環的重要性。
鼓勵學生將他們的食物網加以整理後轉化為金字塔的形式。在金字塔中必須呈現生產者多於食草動物，食草動物又多於食肉動物。同時強調，金字塔每一階的規模所對應的是那一階所蘊含的可用能量。
