微生物與有機農業（四）：微生物製劑的應用
國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授、豐本生物科技公司李遠豐博士/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯
有機農業運作的基本成功條件是要有正統學術基礎研究開發出來的純淨菌種為基礎(圖片來源：flickr用戶Walmart Corporate)
微生物肥料是有機農業中不可或缺的一種重要微生物製劑，微生物能固定天然氮肥，轉化氨、硫化氫為肥分；溶化土壤中不溶性的磷酸鹽為磷肥；又能自行光合作用製造葡萄糖，微生物也可合成胺基酸、核酸等有機肥分；分解高分子有機物為有利植物吸收的低分子物質；更能分泌各種有機酸、抗生物質、生長激素，以促植物生長、提高抗病力；微生物利用化肥合成菌體有機質，繁殖成長，可以避免化肥流失，提高肥料利用率。而微生物肥料功效有三：1.提供微生物菌種源；2.提供有機營養源；3.提供微生物發酵時分泌的抑病物質。
微生物與有機農業（三）：土壤微生物的功用
國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授、豐本生物科技公司李遠豐博士/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯
有益土壤微生物除了轉變有機質為肥分之外，它對促進植物生長貢獻甚巨。(圖片來源：flickr用戶nojhan)
有益土壤微生物除了轉變有機質為肥分之外，它對促進植物生長貢獻甚巨，其功用可略分如下：
分解有機物質：土壤中有機質必須經過微生物分解成可溶於水的營養分之後，才能為植物所吸收，同時微生物也必須靠這些物質分解時，取得能量與養分，才能大量繁殖以發揮其功能。此外，微生物分泌的各種有機養分及其代謝物也可供植物吸收。
微生物與有機農業（二）：有益微生物與植物的健康
國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授、豐本生物科技公司李遠豐博士/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯
植物的生長與健康需要微生物為其共生伙伴，若不斷地使用農藥，則在殺除病原菌的同時也把有益微生物全部殺盡滅絕。(圖片來源：維基百科)
傳統想法中，根的功用乃是植物體定著基點，同時用之以吸收無機養分及水分的器官。這一種傳統的想法，對現今面臨「永續性地力」的困難問題，則提不出充分合理的說明來。為什麼植物所需的水分、無機肥分充分供應之後，植物仍舊不能茂盛地成長？為什麼根部不能完全地吸收這些養分？為什麼病原菌、病蟲害會孳衍繁生而不可收拾？
微生物與有機農業（一）：有機農業的概念
國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授、豐本生物科技公司李遠豐博士/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯
泥土中含有各種微生物及微小生物，不管這些微生物是有益還是有害，他們之間卻維持著一種生態上的平衡，互相制衡而共存，泥土中充滿了生命體。(圖片來源：維基百科)
現今農業界常有一種錯誤的觀念，就是以為施用雞糞、豬糞或其他「生肥」如魚粉、米糠……之類的有機質就是道地的「有機農業」了，其實這些「生肥」材質並不能為植物所吸收，反而造成腐敗與病蟲害的衍生。有機質必須經過微生物分解成可溶於水的營養分之後，才能為植物所吸收，同時微生物也必須靠這些物質分解時，取得能量與養分才能大量繁殖以發揮其功能，只有當有機物與有益微生物同時並存時，才能使植物體健康成長。因此，有機農業的運作除了施用有機肥外，千萬別忘了「土壤微生物群」。
微生物與有機農業：小兵立大功的微生物
國立臺灣大學科學教育發展中心鄭文、豐本生物科技公司李遠豐博士、國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯
若能有效地應用微生物，改良有機農法，將成為解決當前難題的創舉。(圖片來源：flickr用戶USDAgov)
科學，總是以學以致用為出發點，而世界的進步，多是為解決人類迫切的生存問題。自1990年代起，人類所面臨的隱患一觸即發，然而，世界糧食短缺的問題，經常被擺在臺灣新聞最不起眼的角落。直到2007年，當全球暖化危機四伏，乾旱水災等天然災害在世界肆虐，導致全球農糧產量大幅減少，世界各國政府才開始正視這個議題，且絕大多數的科學報導，卻總將重點放在作物改良本身。
然而，有異於以往的方法，在今年(2013)的下半年度，首度有來自科學界的最新研究，則指出有效的利用「微生物」將能增進糧產，解決世界糧食短缺的問題。這個驚人的研究報告發表在2013年八月底，旋即引起媒體廣泛的注意，原因是預計在2050年全球總人口數量將達到90億的壓力下，為了滿足其糧食需要，人類糧食必須增產70%到100%，而巧妙地運用微生物和當代科技，不僅可以達到這個目標，並且在兼顧環境和經濟的需求下，一石多鳥。
阻止珊瑚滅絕─解析珊瑚共生藻基因體
國立臺灣大學生命科學系助教范姜文榮
編譯來源：《Draft Assembly of the Symbiodinium minutum Nuclear Genome》
隨著地球的溫暖化、海水酸化等因素，使珊瑚礁面臨危機，已有研究報告指出地球三分之一的珊瑚礁已漸漸消失，許多國家的政府單位全力進行防止地球暖化與珊瑚礁保護的工作。(圖片來源：維基百科)
日本沖繩科學技術研究所、日本國立遺傳學研究所、日本國立生物資訊學研究所及東京大學醫學基因科學系等研究團隊，首次成功解析出與珊瑚共生的蟲黃藻1基因體，該研究團隊先前已於2011年率先成功解析珊瑚基因體，因此獲得宿主─珊瑚與共生者─蟲黃藻兩者的基因體資訊。透過基因體的遺傳資訊，將對進一步解析珊瑚與蟲黃藻間的共生關係有重要的幫助。
珊瑚礁與熱帶雨林並列為生物多樣性最豐富的地區，另因與漁業及觀光有關聯，使珊瑚礁也成為經濟上非常重要的場所。但是隨著地球的溫暖化、海水酸化等因素，使珊瑚礁面臨危機，已有研究報告指出全部地球的1/3珊瑚礁已漸漸消失，許多國家的政府單位全力進行防止地球暖化與珊瑚礁保護的工作。
為了保護珊瑚礁，有必要理解製造珊瑚礁的主角─珊瑚的生物特性，造礁珊瑚雖與水母、海葵等同樣是刺絲胞動物，但是造礁珊瑚具備其他刺絲胞動物少有的2個重要特徵：其一是造礁珊瑚與屬於渦鞭毛藻的蟲黃藻維持細胞內共生關係，因此可自蟲黃藻獲取營養物質而存活。另一特徵是具有利用二氧化碳製造碳酸鈣骨骼、形成珊瑚礁的能力。造礁珊瑚與蟲黃藻之間具有絕對的共生關係，如果發生蟲黃藻離開珊瑚或在珊瑚內死亡的情況，就會造成珊瑚白化現象，狀況嚴重時會影響珊瑚生存甚至死亡，因此有必要理解下列問題：珊瑚與蟲黃藻是如何維持其共生關係？為何海水溫上升等刺激會造成共生關係的崩解？
科學教育（五）：教師領導角色的重要性
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯葉承効/國立臺灣大學物理學系王名儒教授責任編輯
編譯來源：《Teacherpreneurs_A Bold Brand of Teacher Leadership for 21st-Century Teaching and Learning》
許多教育的政策和實際情形脫節，主要是因為改革者往往停留在「自己過去如何看待學校」的記憶中，卻未能用更有遠見的角度來看學校，發展出組織化的系統來精進教育品質。(圖片來源：維基百科)
美國的公立學校正面對一個嚴峻的挑戰：它們需要「領航教師」（Teacherpreneurs）。這些教師不僅能勝任平常教育學生的職責，他們也可以提出學生需要的教育政策與方針，並加以執行，呈現出新的教學與創造能力。在21世紀的教學環境下，能夠與學生加以連結，也可以在教室外發揮領導者角色的教師，是教育改革成功的關鍵。
儘管隨著科技的進步，許多教學方法與教具不斷推陳出新，但教師仍然是影響學生在校學習最重要的因素。多年以來，美國決策者一直試圖藉著增進教師品質去改革教育，但是他們的改革政策卻大多著眼於意識形態與權威教育，卻忽視了科學證據顯示的事實。其後果除了增加教育改革的複雜度，這樣的傾向也反映在對教師領導能力的忽視。
美國哈佛大學理查‧埃爾莫爾（Richard Elmore）教授，表示許多教育的政策和實際情形脫節，主要是因為改革者往往停留在「自己過去如何看待學校」的記憶中，卻未能用更有遠見的角度來看學校，發展出組織化的系統來精進教育品質。他認為教師們需要學習，也需要得到鼓勵、支持、獲得專業知識的途徑，以及能夠專注於新挑戰與觀察同儕的時間。
一項由《經濟學人》根據資料庫與數據統計所進行的教育研究指出，教師們長時間觀摩彼此的教學方式，並互相分享自己的方法，可以讓他們教導的學生有顯著的進步。2009年的《大都會人壽調查─美國教師》（MetLife Survey of the American Teacher）中，也有超過90%的受試者認為觀摩其他教師的教學方式，可以幫助自己的教學更有效率。
科學教育（四）：我們能學以致用嗎？
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯柯廷龍/國立臺灣大學物理學系王名儒教授責任編輯
編譯來源：《Generating Improvement Through Research and Development in Education Systems》
現今教育面臨知識學習與實際執行有極大落差的問題。(圖片來源：flickr用戶LyleSMU102)
在現今，我們的知識與實作有了越來越大的鴻溝，老師們在課堂內講述的理論似乎天馬行空，不著重實際。在教育界這個領域的落差，尤其嚴重。像高科技業和生化產業要跨越的鴻溝，跟教育中知識與實作的鴻溝比起來，實在是小巫見大巫。
要研發能夠結束這個落差的方法並不容易，有2種主要的挑戰是我們必須去面對的：其一是設計上的挑戰，要使一個人能夠心甘情願的改變，我們就必須以對方的立場來進行設計，而這也就是為什麼智慧型手機、網路那麼容易改變人類的行為模式。其二是執行上的挑戰，要人們改變他們的習慣去達成別人立定的目標，是有難度的，例如要一位老師在課堂上不教課，而是去鼓勵學生在課堂上討論，或要求外科醫生要注意洗手，這都有執行上的困難。
這2種挑戰是有關連的，越是站在實際執行者的角度去發明方法，執行上的挑戰也就越小，就像洗手的過程越簡單，醫生越想去做。但是在教育界或醫學界這個環境之下，工作人員常常得面臨被強迫要去接受別人訂立的目標，而這種現象也就擴大了知識與應用之間的距離。
要使得理論知識與實際應用的距離縮小，有3項要素。首先，找出真正的問題；其次，發展有效的解決方案；最後，將這些方案傳播出去。
科學教育（三）：教師也需要進步
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯柯廷龍/國立臺灣大學物理學系王名儒教授責任編輯
編譯來源：《Professional Development for Science Teachers》
最好的教育，是讓學生看見，教師肯不斷地教育自己。圖為高中教師正在聆聽講師分享開放式學習軟體課程。(圖片來源：國立臺灣大學科學教育發展中心)
「最好的教育，是讓學生看見，教師肯不斷地教育自己。」2013年7月，由國科會推動的高瞻計畫，與高中自然領域學科中心聯合舉辦了暑期研習教師工作坊，同年9月舉辦一系列「科學實驗論文寫作工作坊」，共吸引數百名高中自然科教師的積極參與，引發教師熱烈的迴響。
在美國，學校的老師們有很多接受教育訓練的機會，像是在夏季訓練課程、教師訓練、以學校教育為主題的職業教師交流學習社群等等，這些職業訓練有著不同的標的，傳統而言，職訓著重於增加教師的學科知識以及添加新的課程和材料，或提升教師們的學科教學知識，抑或教育老師們關於科學探究的種種。
根據嚴謹的研究，有效的教育職訓有5大要素：專注在明確的內容上、激勵老師主動學習、使老師們以及管理部門的人員們能夠共同參與其中、與其他學校的課程不脫節、時間要夠久夠深入。研究人員也表示另5種原則也很重要，也就是所設計出來的活動要可行、要將參與者的身心狀態列入評量的因素、教師們必須要沉浸在探究的經驗之中並且要能夠見證探究教學的實效、課程教材對於教師以及學生都是有教育性的，以及教師要能夠在教導的時候學習到新的教育方式。
根據一項包含了270位教師以及7000位學生的教育職業訓練指出，只有那些有要求教師去研究學生想法，以及去思考訓練意涵的職訓能夠提升教師與學生的科學知識，而另一項以影片分析作為訓練方式的研究指出，在經歷夏令營般地3個星期訓練後，老師們本身的教學知識能獲得提升，但此提升僅能支撐一小段時間。相較而言，在該學年一整年受訓的教師們獲得了許多珍貴的教學知識，並且也變得更能夠分析教學的方法。除此之外，他們自己以及他們的學生都在學科知識上有明顯的進步。
科學教育（二）：實體與虛擬實驗室
國立臺灣大學科學教育發展中心特約編譯葉承効/國立臺灣大學物理學系王名儒教授責任編輯
編譯來源：《Physical and Virtual Laboratories in Science and Engineering Education》
學生可以透過實體實驗室，來學習觀察科學現象、使用工具、蒐集數據資料和科學理論知識；他們也可以在虛擬實驗室中取得類似的成就。(圖片來源：維基百科)
這個世界需要將科學視為一生志趣，具備技術與熱情的年輕科學家。為了確保未來會有這樣的年輕人，就必須讓學生能夠對科學實驗產生興趣，並受到啟發。今日的學生可以透過實體實驗室，來學習觀察科學現象、使用工具、蒐集數據資料和科學理論知識；他們也可以在虛擬實驗室中取得類似的成就。在比較兩種實驗室的優點分析後，本文希望可以提出如何結合兩者，來為學生建構出更好的科學教育。
全世界的決策者與科學調查都得到一個共同的結論：學生如果能夠動手去學習，成果絕對比只依靠老師的教學和示範好。在科學教育的歷史中，實體實驗室的教學價值是有目共睹的，但是虛擬實驗室卻展現出一個新的教學途徑。
學生在實驗室中可以學習到科學精神、團隊合作、培養對科學的興趣、觀念的認知和培養相關操作技能的知識。實體實驗室提供學生更加貼近真實科學研究的機會，讓他們實際動手完成科學研究的過程，包括器材的準備與校正，從而體驗科學家常常遇到的困境。相較之下，虛擬實驗室則是強調省略這些事前的準備工作，讓學生有更多的時間去操縱變數，進行修正，並觀察許多實體實驗室無法觀察到的轉變過程。