檢索表使用
進階二叉式檢索表每步給出兩個互斥選項:選一項,走向下一步或答案。逐步二分,幾步之內就能認出任何一種生物。
- 二叉式檢索表每步提供兩個互斥選項,逐步引導鑑定。
- 每一步只比較一個特徵。
- 選項必須互斥,令每種生物只有一條路徑。
文體小知識:科普知識文章用生活實例解釋科學概念,先看現象再講原理,讀完就能解釋日常見到的東西。
§課文原文 Passage
1野外見到一隻陌生的小鳥,怎樣知道牠是誰?科學家的答案是一把「鑰匙」— 二叉式檢索表。它每一步只給你兩個選項:有羽毛,還是沒有羽毛?有鰭,還是沒有鰭?選一項,表就帶你走向下一步,或直接給出答案。
2檢索表的威力來自「二分」:每一步把可能性砍一半。四種生物,兩三步就辨認完;八種生物,三次選擇就足夠。條件只有兩個:每步只比較一個特徵,而且兩個選項必須互斥 — 不會有一種生物兩項都符合。
3設計檢索表是反向思考:先縱覽全部對象,找出一個能把整組一分為二的特徵,再為每一半各找新特徵,繼續二分。設計好之後一定要試用:如果某生物無路可走或能走兩條路,就要換特徵重寫。
4全世界博物館和野外指南用的正是這種工具。下一課我們帶著分類和檢索的目光,回到自己居住的城市 — 看看香港的生物多樣性有多精彩。
1重點摘要 Summary
二叉式檢索表每步給出兩個互斥選項:選一項,走向下一步或答案。逐步二分,幾步之內就能認出任何一種生物。
2生字卡 Vocabulary
每一步提供兩個互斥選項、逐步引導辨認生物的工具。
檢索表中一對並列的描述(a 與 b),只能選其中一項。
用來區分目標生物的關鍵特徵,例如有沒有羽毛、翅膀數目。
選擇之後走向的路徑,通往下一步驟或最終答案。
用檢索表確定某生物身分的過程。
兩個選項不能同時成立,必須選其一;這是檢索表有效的前提。
動物檢索表常用的第一步:問「有沒有脊椎骨」,一次把動物分成兩大群。
設計檢索表後請人實際使用,檢查每種生物是否只有一條路徑。
3逐步講解 Steps
- 檢索表的樣子二叉式檢索表像一份選擇題問卷:每一行給出一對互相排斥的選項,例如 1a 有羽毛、1b 沒有羽毛。選中「有羽毛」便得出鳥類的答案;選中「沒有羽毛」,便按指示前往第 2 步繼續比較。如此一路二選一,直至得出結果。這種表格能把陌生的生物一步步帶到正確的名稱。
- 每步只看一個特徵檢索表的每一對選項只描述一個特徵:第一步只問「有沒有羽毛」,就不要同時摻入顏色和大小。一次比較一個特徵,思路才不會混亂;混入多個特徵,兩個選項便可能同時符合,無法抉擇。這條規則看似簡單,卻是檢索表保持清晰可用的關鍵,設計者和使用者都必須嚴格遵守。
- 選項必須互斥一對選項必須互斥,即任何生物只能符合其中一項:「會飛」與「不會飛」互斥,可以配成一對;「會飛」與「是黑色」卻不互斥,因為一隻黑色烏鴉兩項都符合,令人無所適從。設計時可逐項自問:有沒有生物同時滿足兩項?若有,這對選項就要更換,重新挑選清楚分明的特徵。
- 實例:辨認四種動物以辨認麻雀、狗、金魚、蛇為例:第 1 步問有沒有羽毛,有羽毛的是麻雀,沒有的進入第 2 步;第 2 步問有沒有毛髮,有的是狗,沒有的進入第 3 步;第 3 步問身體是覆蓋鱗片而無四肢,還是有鰭,前者是蛇,後者是金魚。三步之後四種動物各歸其位,足見檢索之高效。
- 設計檢索表設計檢索表由宏觀到細微:要為鯊魚、海豚、魷魚和水母製表,先找出能把四種一分為二的特徵,例如有沒有脊椎骨,把前兩者與後兩者分開;再為每組各找一個新特徵繼續二分,例如用呼吸器官區分鯊魚與海豚,用身體對稱方式區分魷魚與水母。每一步都遵循互斥和單一特徵兩條規則,表格便嚴密可用。
- 檢查與應用檢索表完成後必須檢查:請同學逐一試用,若某種生物能走進兩條路,或任何一步都無路可走,便要更換該步的特徵,直至每種生物都有唯一路徑。科學家描述新物種時,同樣要借助檢索表鑑定,確認牠不屬於已知物種才能命名。一把好檢索表,往往要經過多次修改才能定稿。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題:用二叉式檢索表為「鴿子、狗、蛇、金魚」設計鑑定流程。
- 第 1 步:1a 身體有羽毛 → 鴿子;1b 沒有羽毛 → 前往第 2 步。
- 第 2 步:2a 身體有毛髮 → 狗;2b 沒有毛髮 → 前往第 3 步。
- 第 3 步:3a 無四肢、身體覆蓋鱗片 → 蛇;3b 有鰭、生活在水中 → 金魚。
- 檢查:四種動物各自只有一條路徑,互不重疊。
- 答案:有羽毛是鴿子、有毛髮是狗、無四肢有鱗是蛇、有鰭是金魚 — 每步二選一,逐步收窄。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1二叉式檢索表每一步提供多少個選項?
Q2使用檢索表時第一步應該做什麼?
Q3「有翅膀」和「是黑色」可以作為一對選項嗎?為什麼?
Q4為 8 種生物設計平衡的檢索表,辨認一種至少要作多少次選擇?
Q5試用後發現某生物兩條路都走得通,應該怎樣做?
8重點回顧 Recap
- 二叉式檢索表每步提供兩個互斥選項,逐步引導鑑定。
- 每一步只比較一個特徵。
- 選項必須互斥,令每種生物只有一條路徑。
- 設計時先找能把整組一分為二的特徵,再逐組繼續。
- 完成後必須試用檢查,必要時更換特徵。