2011年11月12日

電子目鏡的應用(2)-看小魚尾鰭血液流動

電子目鏡接下來派上用場的地方,是我用電腦分組上課的地方。

之前有提到,我用電腦群組教室上消化系統,效果很不錯。接下來,我就想嘗試用電腦群組教室+電子目鏡+顯微鏡,來看小魚尾鰭的血液循環。

我一直很想改進這個實驗,以前還想過是不是可以看人類自己的微血管。因為每次上課,就得發給學生十多條魚,魚一跳,學生就在那邊哎哎叫,一不小心魚就會跳出培養皿,或是拍溼物鏡。我心疼魚會受傷,心疼顯微鏡會受潮,也心疼學生是不是能看到我們要他看的東西。

以前因為心疼魚,我甚至下了一道命令,每組看魚只能看1分鐘,魚的確少受一點傷了,可是學生卻不一定觀察到那個現象。

因為希望學生能看到那個現象,我也曾把這個實驗變成示範實驗,只用一條魚,我示範怎麼裝置之後,我再播放預先錄製的血液循環影片給同學看。我讓學生得到觀察的經驗,魚也減少傷害了,可是學生少了自己操作的經驗。

學生觀察的經驗、學生操作的經驗和實驗動物的權利,這三者我一直在找平衡點。今年我算是找到了平衡的作法了。

每組學生一部顯微鏡、一部電腦+顯示器,還有一架連接電子目鏡的顯微鏡。
電子目鏡看小魚04.jpg


我學月鈴老師把小魚放在封口袋裡,而不是放在培養皿中。其實我去年就曾經用封口袋來做了,那時候在袋子裡還加了一些水,想要讓小魚能夠順利呼吸,不過加了水之後,反而不容易觀察。今年則是直接把魚放進封口袋,也沒另外加水進去,觀察就順利很多了。

電子目鏡看小魚02.jpg

我也試過把魚頭蓋上溼的化妝綿之後,再進封口袋,但當我把魚放回水中的時候,卻看見牠們浮到水面上吞空氣的次數,卻和沒蓋化妝綿的次數差不多。這讓我懷疑蓋上溼棉花或化妝綿,是不是真的有效果?蓋上去之後鰓蓋開不了,這樣還能幫助呼吸嗎?也許要像幫魚動手術那樣,還要另外灌水給牠才好。

怎麼放魚,這是個學問,治平學長之前帶一份科展,就是做這個主題:鰭中有軌-改良課本「觀察小魚血液流動」實驗與發展測量血液流速方法



當學生拿到魚之後,就要先開啟webcam的錄影功能,操作顯微鏡錄下尾鰭血液循環的影片,然後就可以把魚送回水中了。

接下來的繪圖和討論,只要用各組錄下的影片就可以進行了。無論怎麼樣重播、倒轉、停格,都不會傷害那條魚了,而且學生也都能得到觀察的經驗,惟獨減少的是學生把小魚放上載物台的操作經驗,因為一組只會用一套裝置,相較於其他,我覺得這是值得被犧牲的。(不犧牲也可以,再多弄幾套裝置就可以解決了)
電子目鏡看小魚01.jpg

國中生物課程裡,使用脊椎動物作為材料的只剩下這個小魚實驗,「人」就不要算了,我們不會因為敲敲膝反射,就讓學生死掉。可是小魚實驗做不好,卻會讓魚死掉。

雖然九年一貫課程裡只講人權教育,不講動物權,但是我還是很希望能把實驗動物的3R原則放進課程裡。

這3R原則是
一、 取代 ( Replacement ):利用體外實驗技術、電腦化模擬及錄影帶等技術,以取代活體實驗,並且可以得到相同的實驗結果及數據。

二、 減量 ( Reduction ):主要是減少實驗動物的使用量。利用適當的實驗方法、控制環境的變異數及統計學上的顯著性,可以在試驗設計上減少實驗動物的使用量,並且可以取得相同的實驗結果及數據。近來在實驗動物學上的進步,使動物的健康監測、遺傳特性及環境要求標準化,可以減少實驗上的變異數,而減低使用數量。

三、精緻 ( Refinement ):減少實驗動物於實驗中產生的緊迫及疼痛。規劃動物試驗時,先行瞭解動物的需求、良好的飼養管理及環境需求,可以減少動物的緊迫。使用適當的麻醉劑、止痛劑以及合理的安樂死等,皆是精緻化的一部份。同時,實驗動物中心在營運上的改善,也可使動物實驗的飼養與管理更為人道。「精緻」不只可以增加動物之福祉,同時也可以保證動物實驗的品質。此外,進行動物實驗時,除了進行實驗之科學家之外,仍需要其他人員的配合,包括動物飼養管理人員、動物技術人員、實驗動物獸醫及專家等,才能達到這三項目標
上文摘自動物保護資訊網 ;

我用電子目鏡協助觀察小魚血液流動,希望能夠精緻化觀察的過程,錄下血液循環的影片,減少小魚曝露在空氣中的時間;改成每組觀察一尾,讓小魚能減量使用。只是取代還沒辦法做到,除非我有辦法讓學生看到自己甲襞的微血管流動模樣,那得把顯微鏡的光源改成同軸光,而且要加長物鏡的工作距離。

延伸閱讀:怡嘉的血液循環教學-4也值得一讀,她讓學生自己帶相機拍攝,然後連接到單槍播放報告。


預告一下,因為覺得這個低價的電子目鏡應用在生物學教學上,作法值得推廣,所以我會在寒假時,開一個顯微鏡應用工作坊,內容是做電子目鏡、改裝顯微鏡、做單式顯微鏡等。