[來解個題] 2022生物奧林匹亞國手選拔動物學實作題(A)(B)兩部份

圖片來自wikipedia，源於1906年的Aviculture雜誌

又到了生物奧林匹亞的選訓營與國手選拔的日子，雖然這幾年因為疫情的關係國手未必能出國比賽，但是許多高中生還是非常認真地為國內的選拔準備。今年動物學組的實作題有AB兩題，一題是鵪鶉的解剖，另一題是杜比亞蟑螂的解剖。我來說明一下題目，還有學生的答題狀況，以及我們發現的問題。

實驗主題A：鳥類泌尿生殖系統觀察與比較

日本鵪鶉（Coturnix japonica）是東亞的一種鵪鶉，分類上屬鳥綱(Aves)、鶉雞目(Galliformes)、雉科(Phasianidae)、鵪鶉屬(Coturnix)，原本被視為鵪鶉的亞種，於1983年被認定為雉科鶉屬下之獨立物種。日本鵪鶉生性膽怯，喜歡成對活動於開闊且有植被覆蓋的平原、牧場、農田等環境。體形較小且偽裝色很好，經常潛伏在農田、草場的植物基部。日本鵪鶉易於飼養、生長快速、產卵量大，在世界各地皆有養殖，例如台灣，日本、印度、中國、義大利、俄羅斯、美國皆有日本鵪鶉的商業化養殖。日本鵪鶉可提供穩定的蛋白質來源，是雞的理想替代家禽，不僅可供肉用，更重要的是飼養的日本鵪鶉每年可產下高達三百個卵，相當具有經濟價值。

泄殖腔(Cloaca)是鳥類消化道、泌尿道和生殖道的單個後開口，用於排出糞便和產卵，位於尾巴底部之下，由羽毛覆蓋。根據鳥類的不同，糞便與尿液可能儲存在泄殖腔的不同腔室中，通常隨著營養吸收的持續，固體材料儲存在最內腔室中。在鳥類消化完成後，液體和固體廢物混合在一起並同時排出。

實驗材料中提供鵪鶉一隻，請進行泌尿生殖系統的觀察與比較。請將鵪鶉軀幹的腹面皮膚剝除，但留下泄殖孔周圍約0.5公分的皮膚。

1. 請將胸肌從骨骼上切除，以露出龍骨突、胸骨與肋骨，龍骨突已與胸骨癒合，將胸肋與脊肋的關節處分開，烏喙骨從肩關節處分開，將胸骨連著胸肋與烏喙骨一起移除。將腹面的肌肉壁剪掉但不破壞泄殖孔，露出腹腔的內臟。
2. 將胸肌與連著胸肋與烏喙骨的胸骨放在答案卷一對應方格中，等待助教賽後評分。
3. 完整取出生殖系統，以卵產生與排出的方向排序（A→ B→泄殖腔），將各器官放在答案卷一對應方格中並寫出名稱，等待助教賽後評分。
4. 在生殖系統通道中，找到至少三個不同發育程度的卵，取出後依照發育程度先後自左至右排列在答案卷一對應方格中，等待助教賽後評分。
5. 找出鵪鶉的泌尿系統，依照尿液產生與排出的方向，以有色大頭針在鵪鶉身上標示下列構造後等待助教賽後評分，並在答案卷一填空處寫出名稱 。
6. 在答案卷二上畫出鵪鶉完整的泌尿生殖系統並標示各個器官，以及泄殖腔內所有開口的正確相對位置並標示名稱。

實驗主題B： 蟑螂的外部與內部結構

杜比亞蟑螂（Blaptica dubia）是一種原產於阿根廷的蟑螂。其雌性個體無翅，雄性個體有翅，行卵胎生。幼蟲在雌性體內孵化後才被產出。由於飼養容易，杜比亞蟑螂長期以來是常見的寵物，也是其它動物的理想餌料。實驗材料中提供杜比亞蟑螂二隻，請進行外部與內部形態的解剖與觀察。

操作流程與問題：

1. 請使用解剖剪或昆蟲針把頭部與胸部分離後，解剖蟑螂的口器(mouth parts)。請將其成對大顎(mandible)、上唇加頭盾(labrum + clypeus)、成對的小顎(maxilla)與下唇(labrium)由頭顱上卸下。各結構請參考圖一。然後解剖下來的結構請以圖二方式排列在解剖盤上。請留意，只能用昆蟲針把節間膜(intersegmental membrane)劃開，不能直接用解剖剪把這些附肢(appendage)剪下來 (20%)。這部份做好請馬上舉手要求評分。
2. 如上步驟做完後請回答以下問題：(1) 杜比亞蟑螂的小顎鬚(maxillary palpus)有幾節？答：____________ (5%) (2) 杜比亞蟑螂的下唇鬚(labial palpus)有幾節？答：____________ (5%)
3. 接下來請把口器與頭部用面紙包好丟棄。蟑螂的胸到腹部請用昆蟲針固定在解剖盤上，使用洗滌瓶加水入解剖盤，讓水完全淹過蟑螂身體，剪開背部骨片，去除肌肉、氣管、脂肪體、消化道後將神經索留下來，且不可把體節弄斷。過程中可以洗滌瓶清洗解剖中的蟑螂。完成此步驟請舉手要求評分。(15%) (請參考圖三)
4. 請問杜比亞蟑螂的胸神經節有幾個？_____________ (5%)
5. 請問杜比亞蟑螂的腹神經節有幾個？_____________ (5%)
6. 請問你在解剖過程中如何區分肌肉、氣管、馬氏管與脂肪體？(5%)

因為受限於blogspot的格式所以我沒有把所有的圖都擺上來，但是我相信很多人可能會覺得這兩個題目看起來不高級，很簡單，沒有高科技，怎麼會出這種題目？這麼說好了，歷年的國際生物奧林匹亞都很重視解剖學(anatomy)所引發的觀察(observation)、解讀(interpretation)、辨識(recognition)等能力。而這些聽起來很簡單的東西，就是台灣教育最缺、最不屑、覺得沒有用也不會考的東西。

我們為何出這些題目呢？因為台灣的國高中教學與學習者經常認為生物學是個背科，而且是要考醫科才要背，所以呢只要會填填圖、背一背、勾一勾，腦補一下就變成小天才了。一切的一切考過就忘，把東西擺在眼前也認不出來。反正不重要，考上醫科就好了啊。

先看A題，第一題顯然就是在考鳥類，也就是一種脊椎動物基本的解剖。有些學生做得還行，但是整體來說很不錯的學生約五位左右，多數學生都有一種好像沒有吃過手扒雞的感覺，所以對鳥類的骨骼與內臟展現出強烈的陌生感。其實對沒練習過的題目與材料感到陌生真的沒關係，誰沒有第一次呢？但是同學你明明知道你在解剖的是鳥類，請問你為什麼在找膀胱？課本沒告訴你鳥類沒有膀胱嗎？還有，你不相信你肉眼所見，與解剖出來的東西。你覺得消化道和生殖腺會整組連在一起嗎？你認為生殖腺，也就是卵巢與相關生殖結構會排列在消化道上嗎？你想想自己的卵巢或睪丸難道是腸道的一部份嗎？光是看到有學生認為所有的"部位"都是線性排列我就昏了，不知道唸書唸到那裏去。還有人明明在解剖一隻鳥，但腦袋中一直冒出人類的結構，然後在答案卷上亂畫。你快去問一下女同學和你媽，她們是有泄殖腔嗎？看到整個爆炸。

再看B題。這題看起來也很簡單對不對？但這題我就是要看看同學是否相信自己的肉眼所見、是否能夠判斷、是否能根據題目指引正確操作。結果我看到什麼問題呢？

1. 題目有說要用昆蟲針劃開節間膜不要用剪的，但有好幾位同學直接用剪的，因為這樣會剪壞骨片(sclerite)，所以就直接扣分。還有人連解剖盤都找不到(不是在他面前嗎)。
2. 然後呢，有些同學在拆解口器時弄破了，這樣也會扣分。
3. 接下來是題目明明有說要拆下頭盾與上唇，但是只有不到十個人有把頭盾與上唇拆下來。
4. 題目有說要依指示排列結構，結果有排對的只有五位同學。
5. 最可怕的就是神經系統的解剖與計數。大約有五位同學做得滿好的，但多數同學都是把蟑螂打開後不是清到"什麼都不見"，就是弄成一團美乃茲。而且我有說應該要把水倒入解剖盤喔，所有同學也只有十位有做到。但最後有算對的(胸部3個、腹部7個)的只有三位。

學生沒有解剖過蟑螂沒關係，但他們應該要有基本概念。蟑螂是昆蟲，不是脊索動物，所以神經索會在腹方。昆蟲有三個胸節，所以胸神經節當然會有三個。但腹神經節則未必和腹節數量一致，所以才要他們算算看。但因為腹部每一節的長度不同，所以神經節間的距離也不會相同，所以這就是在考驗同學能不能好好解剖並辨識出神經節。

我們出的題目並不難，國際賽的題目也常是如此，但是若想要參加比賽的同學永遠在那邊紙上談兵，以為使用博聞強記就能在理論題拿到高分這是不行的，因為台灣選手歷年來就是敗在實作題上，只要沒練習過就說不會，把沒練習過當成藉口，卻不思考為什麼背下那麼多知識會無用。