阿簡生物筆記

身為一個maker，想吃麵包一定要自己作一個，但如果只是拿麵包機來作，那就有辱我自詡為Maker的名聲了。

幾年前就在日本的討論社群中看到「電気パン」這個科學動手作活動，其實心裡頭癢得很，一直想來作一下。不過從想做，到真的作，還是要有把火來點起來，才會開始作啊。

電気パン是啥呢？「電気」就電嘛，「パン」呢就是麵包。電気パン是用電流產生焦耳熱來製作麵包的製作技術。所以呢，這不是烤麵包，而是「電麵包」！剛好，我這麼愛「電」，所以一定要來實作一下啦。

需要的工具就只要帶插頭的電線、附線鱷魚夾、不鏽鋼板兩片，還有牛奶盒，而材料就麵糊或麵團就行了。（材料行買的價錢，電線35元、鱷魚夾2條22元）



兩塊不鏽鋼板當作電極，插在牛奶盒兩側。帶插頭的電線兩股分開，用鱷魚夾和兩塊不鏽鋼板相接，盒子裡就放麵糊囉。



這不鏽鋼板要怎麼來呢？為了這個工具，我搜尋了新竹地區的不鏽鋼餐廚業者，和白鐵餐廚業者，然後就在新竹市中華路上找到一家大型的不鏽鋼餐廚業者，當然我不可能找到為牛奶盒量身打造的不鏽鋼板，所以呢，暫時找到了代用品，那就是國民小吃-蚵仔煎的煎鏟。一個價格是100元，寬度達9cm，比牛奶盒的寬度多了一些，所以在測試期間，我只好把牛奶盒橫放，盒身切開來擺放，也算是能適用。

雖說可使用，但是我還是不滿足，後來也詢問店家訂製的價格，問了第一家，一片要150元，訂製的畢竟比較貴，我了解。但我還是找了其他家，後來在新竹市和平路上找到一家安億鋼鐵工廠，價格便宜了一些，於是就下訂了。

真沒想到我人生第一次踏進鋼鐵工廠，居然是為了要電麵包。我訂的規格和價錢如下，有興趣作的，可以自己尋覓在地工廠製作。
7公分x15公分，厚度1mm，霧面，用304規格的不鏽鋼，共訂20片，追加磨毛邊，單價（材料+工錢）400元，另加200元，所以一片的價格是30元。所以線材加板子的費用合計是30x2+35+11x2=117元。


有了工具之後，總是要來看一下到底怎麼玩。

我剛買齊工具就迫不及待跑到實驗室試運轉了，由於這個東西直接用110V交流電，稍不小心可能會觸電死翹翹，所以我還貼心的在實驗室門口旁的實驗桌上試驗，這樣意外倒下的時候，至少路過的學生可以幫忙撿屍（呸呸呸）

一開始的實驗的材料是頂X自產的鬆餅粉，配上光X的機能牛奶（買不到一般牛奶，只好先暫代）。調好麵糊之後，插電下去，五分鐘就好了耶！這家鬆餅粉膨脹比例好厲害，…

通常這個課程都是先介紹擴散、滲透之後，然後去講細胞泡水、泡鹽水會發生什麼改變，如果老師有時間再作個菜或紅蘿蔔放鹽的示範活動。

除了這樣的進行方式以外，我建議可以試著把整個流程翻轉，課程會發生質變喔（不是變質啦）

我在這個課程之前的顯微鏡課程中，就先讓學生實際觀察過水蘊草加鹽水的顯微變化，以及紅血球細胞加鹽、加水的顯微變化。簡言之，這個科學概念剛要介紹之前，學生已經知道「現象」了。

課堂開始的時候，也不是先講科學概念，而是利用POE的策略，讓學生對現象進行觀察、預測和解釋。兩年前教擴散和滲透時用了海帶芽來當材料（見《海帶芽吸水的POE教學策略》），今年則是改用高麗菜加鹽作泡菜來作為課程主角。

先針對問題：「菜加上鹽會怎樣？」進行預測，然後進行活動，寫下觀察到的現象，然後解釋它，這裡我也配合前兩節觀察過的細胞加鹽的圖片，讓學生把微觀和巨觀的現象作連結。





POE策略設計的情境通常會讓學生產生認知衝突-「咦？猜的跟做出來的不一樣？」，進而讓學生探索如何解釋自己的觀點與現象之間的差異。不過第一階段的菜加鹽，不太容易產生認知衝突，學生都可以預測出菜會縮小或出水，此外有些學生會遇測變黑、顏色變深，後面這幾點倒是可以產生認知衝突，因為菜葉其實是變淺，甚至變得半透明。
很多老師會害怕進行教室活動，因為怕亂、怕吵、怕準備，其實這些都可以克服，亂是正常，吵要導入討論，準備就叫學生自己來，帶鹽、菜葉、容器就可以，如果真的要做成泡菜，老師準備瓶醋和一些糖就可以。




雖然我說學生早就能預測出菜會縮小這件事（有些學生甚至拿尺來作事前事後的測量來佐證），不過實際上看到縮小的感覺還是不一樣。


像他們準備的菜葉，本來是滿滿一盆，但是加上鹽之後就縮成那一點點。從他們的眼神和驚嘆聲，可以知道「認知衝突」正在發生。



菜葉洗淨後，在盆子中抹上鹽。作泡菜通常會把菜切碎，不過作觀察時倒是先跳過，看到現象之後再撕碎菜葉就可以。



等到菜葉縮小脫水變軟時，將鹽分洗去，這點一定要徹底作到，這時候可以先吃吃看，如果沒洗乾淨，會非常鹹喔。古早作法可能會讓菜葉自然發酵變酸，不過我們跳過那步驟，可以直接醋和糖調味。




這次沒有時間繼續往下作的是-如果把已經脫水的菜加到清水中，那會發生什麼事情？

我想這會有更多精彩的討論和猜測出現吧，也會有更多的認知衝突出現，因為學生提出那些細胞被鹽弄死了，所以脫水了，那麼我想反問的是，脫水的組織，…

前幾篇講了今年讓學生從校園找材料用解剖顯微鏡觀察，接下來的複式顯微鏡也能如法炮製。

各版本中複式顯微鏡觀察的基本材料，不外乎是池水、葉下表皮、口腔皮膜細胞、水蘊草、洋蔥等。前面兩個可以直接讓學生進入校園中採集，後面幾個就不用想了。

當然這些材料，可以由老師先去採好，上課時再發給學生，但這樣子作就錯失和環境親近的契機了。未來的日子裡，學生走在校園看見池水，若是想起「我曾經用顯微鏡看過這裡的水」，我認為那樣的感觸一定比較深。









本來校園裡就有一整片紫背鴨跖草可以讓學生實地採集，但沒想到前幾週學校有植栽修剪工程，總務處居然叫工人把整片我們的實驗材料統統清走！！所以後來只好放棄紫背鴨跖草，改用了黛粉葉和合果芋，效果也算不錯。


在複式顯微鏡課程中，除了那些細胞或組織之外，我這次也加碼一些示範實驗。用顯微投影的方式，實況轉播水蘊草細胞加鹽水發生的質壁分離，另外，我也勇敢地拿出採血針戳自己手指頭，讓學生看看實際上紅血球的形狀、加清水和加鹽水的現象。


這些都能幫助學生對之後2-2的「滲透」能有更深的學習，到時我也不用再花那些時間在講那些現象。



幾年前開始把觀察細胞的活動移至課本講述之前，發現效果真的很好。因為學生是實際看過那些格子、那些細胞，所以是有感覺的學習。另外，我也沒花那麼多時間在講顯微鏡構造了，都是讓學生自己花一兩分鐘看課本認識就開始操作了。其實自己使用電器也不就是這樣嗎？我們有把每個構造先記下來之後，然後再操作嗎？通常都是需要什麼功能，再去認識那些構造。至於那些還沒用到的構造，不是看過就忘了嗎？









再者是，到底要不要在示範畫細胞呢？我也做了個實驗，在某個班時，我在黑板上畫了保衛細胞的圖，結果收過來的作業，幾乎都跟我的差不多，而且畫出來的很像是玩繪畫接龍畫出來的二手圖、三手圖，就是跟實際的圖不一樣。而在另外一個班，當我沒有畫出示範圖，反而學生畫得就比較好了。這其實關係到我要學生畫的圖，到底是「觀察老師畫的圖之後，跟著畫出來」，還是「觀察顯微鏡下的畫面，然後畫出來」

西方諺語說：不要重新發明輪子 (re-inventing the wheel)，別人幾百幾千年前就發明好輪子了，我們就不用再浪費時間作這等事。
不過我心裡有時還是會想來重新發明輪子，我說的是真的輪子。前陣子玩機械車，玩著玩著就想自己作來小車來玩，但是就不曉得怎樣弄個輪子來玩，雖然我是可以找四驅車的輪子零件來用。
幾番嘗試之後，再加上勤看Maker雜誌，找到了一些方法，所以這邊來分享一下。
因為我輪子是要直接套在馬達軸上，所以怎麼在這未來要變成輪子的瓶蓋上找到中心點，這是個難題。我當然可以用推測的，但是有沒有比較技術性的作法呢？
有的，就是弄個像照片裡頭那樣的小紙板，被裁掉的三角形底下的角度是45度。





我只要把這個裝置放在瓶蓋上，把瓶蓋推到底，順著紙板邊緣在瓶蓋上劃線，再把瓶蓋轉個角度，重複這樣的過程，那些線段的交叉點就是瓶蓋的圓心啦。





打洞之後還不夠，我是把兩個瓶蓋背對背相接，再鑽幾個孔，把迴紋針拉直穿過去再穿回來，然後利用迴紋針把兩個瓶蓋穩穩地固定住。




如此一來就完成了瓶蓋做成的小輪子，小輪子外面若要增加摩擦力，則是可以用報廢的腳踏車內胎，剪一小段套在瓶蓋上，就可以充當輪子了。

前幾天到超市買水果時，看到水果的櫃位上放了石蓮，忍不住就笑了。因為品名寫的是石蓮花果，偏偏這其實是葉子。我猜想若拿這個去問我學生，這是哪個器官，我想還是會很多人以為是果實吧。



幾個月前看到一個石蓮的實驗，覺得十分有趣，於是就跟同事阿芬要了一小盆石蓮，實驗作完了，我就把剩下的石蓮放在窗邊，沒想到日照不足之下，石蓮就不石蓮了，它的節間變得好～～～長啊，一點都沒有石蓮的氣度啦。




而那個實驗是什麼呢？簡單說，一個字，那就是「吃」。吃石蓮有什麼好作實驗的呢？這實驗來自嘉義大學的植物生理學實驗中的《石蓮花葉片味覺體驗與光合作用》
原因在於石蓮是個怪咖，別的植物多是白天開氣孔，晚上關氣孔，可是這傢伙卻是白天關氣孔，晚上開氣孔，這個特色有助於它們生長在乾燥的環境，這樣可以降低在酷熱白天開氣孔導致失水的風險。
當然，進行固碳反應還是得在大白天進行，但氣孔關了，二氧化碳怎麼進來啊？關鍵就在於石蓮這類植物可以在晚上開氣孔時，把二氧化碳弄進細胞裡先用蘋果酸的形式存起來，留著白天再用。所以呢，晚上葉子裡的蘋果酸就會增加，到了白天蘋果酸就會減少。
這種特別的代謝方式稱為景天酸代謝（Crassulacean Acid Metabolism；CAM），所以啦這類型植物就叫做CAM植物。
回頭講這實驗怎麼作呢？就是在不同時間點摘石蓮的葉子來吃，講義上是寫「分別於一天之3、6、9、12、15、18、21和24時，各切取一片石蓮花葉片，並立即品嚐與記錄葉片的味道。」我還真的選一天熬夜，每三個小時就吃一片石蓮葉子啊。扣掉三更半夜神智不清的記錄外，晚上吃到的石蓮感覺是比較酸，當然這並不表示白天吃的就會變甜，應該是說白天吃起來的就比較沒味道。
也因此，採收的時間可能就會影響風味了。在這個石蓮花農場的網站上，採收那段是這樣寫的：
「因石蓮花屬於CAM型植物，必須在清晨採收，過了中午12點，葉片中的有機酸等抗氧化抗老化成分會因為日照而產生變化，過了中午以後採收的石蓮花變得食之無味， 天然成分的酸味都消失了。 因此OO農場的石蓮花，都是在清晨五點到十一點間採收，採收後當日立即包裝宅配到府，永遠保持新鮮，絕不過夜。也因為必須在乾爽的情況下運送，OO石蓮花採收後並未經過清洗，不添加任何防腐劑或保鮮劑，大家可安心使用。」
這其實也讓我很好奇，難道採收下來的葉子就不會有氣孔開閉和景天酸循環的事情了嗎？採收下的葉子是不是在白天…

前幾天在噗浪上看到有網友講了用手持式掃描機的心得，好奇之下，上網看了很多人的心得，覺得好像可以敗一台來玩玩，於是就上網買了一台台灣製造的機器，Avision 行動CoCo棒2L。網購平台買的價錢是4388，如果是在官網買，可以多一顆鋰電池，但是價錢也比較高一點。想了很久，每次買電子產品多買一顆鋰電池，也都沒有用到，所以我就還是選了便宜一點的。
一下子要噴出四千多塊，還是蠻不捨的，不過錢花下去，也還是有好處，現在很輕鬆就可以把學生作業數位化了。過去在作這件事情都是用相機或是iPad，不過每次都會有邊緣變形或是明暗不均、對焦不清楚的問題，有次為了在學校順利拍，我把學生作業拿到走廊上蹲著拍，但是這些問題用掃描機就解決了。
其實十多年前我也買過一台平台式的掃描機，掃描速度在當時算是中等，但以現在的觀點來看，實在慢得受不了。而現在這台手持的速度呢，說明書上寫以A4尺寸來計算，黑白模式需0.6秒(300dpi)，彩色模式需1.6秒(300dpi)；黑白模式需2.4秒(600dpi)，彩色模式需6.5秒(600dpi)。像我掃的學生作業都是B5大小，用彩色 300dpi去掃，所以一張一秒多一些就可以完成。
這是最近的一些作業掃描出來的樣子 https://plus.google.com/photos/113587506250842918007/albums/5921969213454800817https://plus.google.com/photos/113587506250842918007/albums/5921968886265237985 https://plus.google.com/photos/113587506250842918007/albums/5921968488732051441

這種機器還有自動饋紙的底座，掃起來更方便呢，不過掃描時間會再多一點點。上面作業中的葉子作業，如果看到左邊圓孔下方是綠色的，那是我手持去掃描的，如果是黑色的，就是我用自動饋紙底座去掃的，有影像自動裁切功能。
這篇不是用來廣告的，純粹紀錄心得，所以還是要講缺點的。我目前覺得缺點有以下幾個，一是按鍵設計很不直覺，螢幕裡有上下鍵可以選擇一些選項，但是實體的上下鍵卻是上下排列，一時還真是搞不清楚要怎麼按。不過因為不是每次掃描都要按那些按鍵，所以習慣了就還好。
另外還有一個缺點，標榜可以…

前幾天，跟著我一起作科展的三個小女生雨潔、邁文、靖蓉偷偷地放了幾個小東西在他們的筆記本裡頭，原來是她們趁著聽演講的時候，用美術課用的軟橡皮擦做了好幾個小動物




她們還特別跟我說，「老師，這螞蟻，我們都把腳黏在胸部喔！」



她們還提供給我一個創意，她們說「老師，你以後可以拿這個給學弟妹們考試，剛好配合你些怪怪的考試」。哎啊！真是太有才了，我下次作分類的多元評量時，可以出這樣的作業「請用軟橡皮擦捏出一隻動物，必須符合它的分類特徵...」。用軟橡皮擦的好處是可以重複使用，且單色可以不用掛念配色問題。

第一堂課怎麼上？許多年前我就開始想這個問題，除了一開始多少都會講的規則外，怎麼讓學生從國中的第一堂生物課就領略這門學問的樂趣呢？答案就在科學的起步-觀察。

有別於過去我甚至想把解剖顯微鏡調到下學期再講的念頭，這次我們第一堂課就先從解剖顯微鏡開始認識生物。解剖顯微鏡的設計十分直覺，拿到顯微鏡的學生第一個動作就是把眼睛湊上目鏡去看，所以我只要教怎麼轉調節輪就好了。那眼焦調整器、眼距調整器呢？喔我先跳過不講。

其實用眼焦、眼距調整器讓兩隻眼睛同時觀看，這門檻很高耶，所以我把這課程規劃成階段式，願意作進一步嘗試的，就挑戰用兩隻眼睛同時看，如果沒辦法跨越這門檻的，至少你也享有用單隻眼睛探索顯微的樂趣。先讓他們自己用一隻眼睛(或兩隻眼睛看），等看了一些精彩東西，引起他們興趣之後，再說「想不想學更高招的？可以讓你的顯微世界變立體喔！」。有了學習動機之後，才會願意挑戰更難的。


幾年前我把顯微鏡的課程重點放在比較兩種顯微鏡的不同，但是仔細想想，這真的是重點嗎？過去我為了這個重點，曾經把複式顯微鏡和解剖顯微鏡的操作匆忙地放在同一節課完成，我完成了我所謂的進度，但我卻忽略學習的樂趣。

拿出解剖顯微鏡，看看pq或是ap玻片後，知道它是放大正立的像，這樣就結束，也未免太可惜吧？事實上我在課程中也沒規劃讓學生看字母玻片，我是告訴他們這樣的故事

「以前有個學長，考試考了98分，後來他拿到考卷後把答案塗改，跑來跟我說他應該是100分。結果我用顯微鏡看他的筆跡，就發現有問題，揭發了他的祕密。你們可以用鉛筆寫幾個字，去看字會變成什麼樣子？」聽到這樣的故事之後，學生自然就會去想法子看顯微鏡下的字，而且還興奮地告訴我「筆劃變成一顆一顆的了」(石墨顆粒）

此外，我也鼓勵他們把各式各樣的東西放上顯微鏡去找答案，像是鈔票、手掌、鉛筆盒...。

當然，學習生物的樂趣絕對不是只有在教室裡，我曾經立下心願，我的生物課一定在每次段考範圍內都能作到教室外的學習，絕不是只有講植物界去介紹植物而已。

與其我站在學生面前告訴他們，生物多美妙而可愛，那倒不如直接像母雞帶小雞去吃蟲一樣帶著他們，「喏！就這個草地，找你們想吃的吧！」，所以我就給它們每小組一個培養皿，自己去校園裡頭找想觀察的東西吧。




有人挖了土和砂石




有人則是找了蟑螂



有些人大概會以為蟑螂很恐怖，會有學生想看嗎？事實上，這組顯微鏡旁邊圍了二十幾個人等著看蟑螂。其中一…