2016年6月27日

製作水下麥克風

今年六月份科學月刊,林子皓先生這篇《在海底深處竊聽海洋生態的多樣性》,讓我對水下麥克風充滿興趣。後來查資料的時候,看見臉書上的台灣聲景協會,進去之後把所有文章都讀過了,確定自己很想要作一個水下麥克風。

水下麥克風,叫做hydrophone,用這個字加上DIY去Google查一圈,就可以發現一堆製作的方式。

看了幾天之後,我決定用壓電片也作一個,材料和前一篇大同小異,一樣的線焊在壓電片上之後,鑽過底片筒的蓋子,然後把壓電片用熱熔膠固定在底片筒的筒底。接著用熱熔膠加上一堆螺帽填滿底片筒,這些是用來增重的,總不好做了水下麥克風,結果麥克風都浮在水面上吧。全部填好之後,蓋上蓋子,再用熱熔膠作防水。
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另外一端則是接立體聲公頭。線長約2公尺,中間沒有再用什麼母頭接公頭,就是一條線到底,這樣也才能避免電線訊號不良。
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做好之後就是這樣
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老樣子,又帶著我的教學用擴大機,插上麥克風,走到池邊。
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噗通一聲就把水下麥克風丟進水池,然後就可以聽到水裡多采多姿的聲音了.....並沒有。
這個水池安靜的跟鬼屋一樣,雖然裡頭有十幾隻錦鯉、一群蝌蚪、水蠆,但就是沒有什麼聲音。那麼,水下麥克風有用嗎?我認為是有的,至少碰到石頭啦、水流撞擊到它,它都還是盡責的可以發出聲音呢。我看我就哪天拿去海邊或是有船的地方來聽聽看吧,如果它真的有用,就應該能聽到漁船的螺旋槳聲音吧。
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接觸式麥克風

前幾天弄了聽木材聲音的傢伙之後,玩著玩著,線有點鬆脫,覺得不夠專業,所以乾脆作一個接觸式麥克風好了。

材料:立體聲母頭、內有兩多心線的電線(外有銅線遮蔽)、壓電片、瓶蓋

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為了減少雜訊干擾,地線和遮蔽銅線絞在一起,焊在壓電片外圈,信號線(我用紅線)焊在中心陶瓷
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瓶蓋旁邊鑽洞,穿過壓電片連接的電線,讓瓶蓋連同壓電片組合起來成為一個探頭模樣的東西。不過壓電片比瓶蓋小,所以我先在瓶蓋內部擠滿熱熔膠,再把壓電片組合上去。
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整個接觸式麥克風就完成了,把它貼在樂器上面,就可以直接收音了,當然貼在木頭上也可以接收到一部分頻寬的振動。

聽木材的聲音

最近的興趣又到聲音了,臉書上逛啊逛看到廖一璋先生介紹的木蝨會用振動唱情歌,但是它的聲音不是用聲音傳播,而是用植物枝條來傳播振動。因此他用唱針接收振動訊號之後,再用訊號放大器增加,然後再錄音。

看到有sensor啦,又有放大器的電路之類的,就會讓我好興奮。心中冒出了我也好想錄錄看的念頭,不過手邊沒唱針,所以就先找別的東西來試試看錄木頭上的振動。

想到前些時候,焊了壓電片給學生作實驗用,我就拿了接在喇叭上,壓電片則是用黏土貼在木頭上。
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這樣可以接收到什麼振動呢?坦白說要聽到昆蟲在上面振動,稍微有點難,但是倒是可以玩玩敲擊木頭。在不同位置的木頭上敲擊,是可以聽到不同的聲音。而壓電片貼在不同的位置上,傳出來的聲音也有所不同。

上頭照片裡的是芭樂樹,樹皮剝落了,壓電片很好貼,後來去貼欒樹還有梔子花,就不太好貼樹皮了,而聲音也有所不同。

底下這論文是在講昆蟲聲學的,我想如果能讀到相關文獻的全文,應該也有助於把聲音接收的方式弄好。

2016年6月25日

生物多樣性的模擬遊戲

戴爾豪斯大學(Dalhousie University)的教授Dr. Martin Willison,在他教自然保育(Nature Conservation)這課程時,設計了一個模擬遊戲叫做The Biodiversity Game ,或叫做 The Bean Game。

我瀏覽了整個遊戲的設計,覺得也相當適合用在我教生態與環境的單元時,因此我就把它這遊戲移植放進課程裡了。基本設定沒什麼改變,但是改了一些小地方,原文件可以看這篇《The Biodiversity Game

工具很簡單,我用了兩盒跳棋、一盒圍棋、兩盒花片、一盒籌碼、兩種木塊,合計20種不同的東西。
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學生分五組,代表五個國家,每個國家都有四種原生種,每個原生種有兩個,所以就是從中拿八個。遊戲共有十關,必須在十關之後,獲得最高的生物多樣性,也盡可能要保存原生種。
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在這十關裡頭,會把這些議題都放進去,包括哥倫布大交換、國際貿易交換物種、強國掠奪物種、外來種入侵、紫外線危害、基因汙染、碳足跡、最小存活族群數、生殖、最大負荷量、新種發現、天敵、疾病、環境賀爾蒙致不孕。
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遊戲的進行,可以用播放簡報說明狀況,或是老師直接口述
線上簡報檔  生物多樣性的模擬遊戲





生物多樣性的模擬

背景:
這世界上有六種生物,每種生物都有不同的遺傳特性,分別是圓圓、片片、圍圍、透透、跳跳、木木。

每組玩家扮演1個國家,每個國家有4種原生種生物,每種有2隻。這些在本國的生物,稱之為原生種。此遊戲共有5個國家。

目的在於 獲得最高的生物多樣性

1A.地理大發現
每個國家派人到其他國家「發現」物種,但你只能帶回兩隻生物回家,你有兩個選擇。 1.從同一個國家帶走兩隻 2.從兩個國家,各帶走一隻

1B.生殖
每種生物,只要有兩隻,就能配對,就可以再生出一隻。
後續遊戲中,此規則持續進行,只要在A階段結束,就可以進行生殖。
每回合只有三個生物能生殖。
除非特殊狀況,否則請延續此規則。

2A.國際貿易
每個國家請派人帶著兩隻本國的生物,到其他國家進行貿易,對方只能無條件收下。但對方可以自己選擇要給你什麼生物。
其中一個國家,無法達成貿易,請帶著自己的生物回到本國。

2B.最大負荷量
每個國家有不同的最大負荷量,基本數字是12隻,請骰骰子決定本國還能增加多少負荷量。

3A.強權掠奪
紅圓圓是很重要的生物,擁有這個生物的國家具有強勢經濟能力。可以自由選擇一個國家,從那個國家帶走兩種生物。

3B.發現新種
科學家發現黃透透原來跟其他的透透是不同種的,黃透透是一種新種生物啊!同時也發現他們有不同的繁殖模式,只要有一隻就可以生殖。

4A.國際貿易
每個國家請派人帶著兩隻本國的生物,到其他國家進行貿易,對方只能無條件收下。但對方可以自己選擇要給你什麼生物。
其中一個國家,無法達成貿易,請帶著自己的生物回到本國。

4B.捕食
藍片片是兇猛的動物,只要該國有藍片片,紅跳跳和綠跳跳都會被吃光。
但是黃跳跳可以抵抗藍片片,只要有黃跳跳在,其他的跳跳都會被保護。

5A.戰爭
有綠圓圓的國家,藉此開發出強勢武器,開始侵略其他國家,可以把沒有綠圓圓的國家的「其中一個品系的生物全滅」,並且從那個國家帶走一個個體。
如果此時有哪個國家的物種全滅,可由「神」再給予原生種

5B.競爭
只要有4個品系以上的外來種,就會有一種原生種滅絕,但是木木不會被影響。

棲地零碎化
把你的生物任意分成兩堆

任選一堆,其中一品系的生物,如果只有一個個體,就會被淘汰。

6A.掠奪資源
圍圍這種生物,在國際間成了熱門生物,每個國家都想要。
沒有圍圍的國家,可以去有圍圍的國家,拿走一隻圍圍,先搶先贏。

6B.疾病
方木木被發現居然帶有一種病毒,這種病毒會襲擊片片,造成片片大量死亡。
任何一個國家只要有木木存在,片片的數量都會各減少一個。(三個的,會少兩個)

7A.外來種逸出與入侵
每個國家都有生物逸出,逃到兩個國家變成那個國家的外來種。
請自由挑選一個個體送到其他兩個國家。

7B.互利
每一種生物都會和其他生物產生交互關係,要靠其他生物才能存活。如果你的原生種生物只有兩種以下(包含兩種),其中一種生物就會全滅。

8A.污染
為了去維持某種生物的生存,科學家發明了氟氯碳化物,但這種化學物質會破壞臭氧層,讓紫外線增加。導致白色的生物有生存危機。但是只要有木木在,白色生物受到的影響就會減輕。
有木木在的情況,白圍圍和白片片各少一半(三個的,就少兩個)。
沒有木木在的情況,白圍圍和白片片全滅。

8B.環境賀爾蒙
除了上述的污染物質,還有一些污染物質具有內分泌激素的特性,因此影響生物的正常機能,此物質被稱為環境賀爾蒙。
因為有環境荷爾蒙存在,因此阻礙各種生物的生殖機能,此回合不能進行生殖。

9A.自由交易
國家裡的某些人宣稱為了增加生物多樣性,應該鼓勵各國交換物種。
每個國家自由交換生物30秒。

9B.基因污染
不同品系的生物之間有其獨特的遺傳特性,是為遺傳多樣性。當這些生物混雜其中,會造成雜交,產生基因污染。
國家中有三種以上的圓圓,或是三種以上的片片,只有單獨一個個體的會消失。

10A.氣候變遷
由於國際交換與貿易太過頻繁,產生大量溫室氣體,造成全球氣候變遷,溫度增加,造成深色的物種的數量減少一半(只有一隻者,則全滅)。影響了黑圍圍、藍透透、藍圓圓、藍片片。

10B.計算
請計算你的國家有多少品系的生物?
是否還有原生種存在?

moodle玩跑台

生物的課程裡弄個跑台測驗還蠻正常的,幾年前就用過這個《分類跑台考與ppt計時》,還做了一個專屬的計時器。今年不一樣,又多了一項利器,就是moodle。

季瑾和建豪兩位佈置了跑台的各桌,而且還利用moodle來佈題。我覺得這招真是超方面的,一方面可以設定整張測驗卷的時間,另一方面是學生可以隨選題號進行作答(不過當然還是跟著桌面編號在走),而更重要的是,考完之後就可以立刻送卷批改了,即時知道成績如何。

實驗桌上擺的是實體標本,或是顯微鏡,moodle上則是細部題目說明
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