2015年5月5日

專題系列課程-眼睛與光

最近幾週的Fun學練功坊課程輪到我上,本來我可以拿以前的課程整理整理就來上了,不過前幾個月都在玩電子零件,心中就想來用電子零件上課囉,不過開課科目明明是生物,怎麼和電子零件扯上關係呢?

思考很久之後,決定用聲音和光來串接,畢竟這兩個都可以用電子零件做出來,又可以和神經系統有所連結。不過想歸想,作歸作,後來只有用上「光」。

一共四周共八節課的課程是這樣分配的,第一週先講各種玩身體的東西,這個用的都是在Blog裡蒐集的素材。

第二週開始介紹眼睛。除了知識內容,也有小型實作。

  • 眼睛的構造
  • 眼睛的演化,講到純粹只有一片感光細胞,針孔眼到有水晶體的眼睛,這裡我用了webcam來作實作,把webcam的鏡頭拆掉以後,就成了很原始的眼睛構造,接下來用鋁箔紙戳一個洞,充當針孔眼(就像鸚鵡螺的眼睛),最後再把鏡頭加進去,變成有水晶體的眼睛。
  • 錐狀細胞與桿狀細胞,這裡用了「海盜眼罩」的活動,不過現場光線明亮,比較難現場實作,都只有請學生回家玩玩。下回可以試試看作個暗箱,還可以體驗黑暗中對哪種顏色比較敏感。
  • 色覺的演化:介紹從原始哺乳類、鳥類到靈長類的色覺改變
  • 體驗視野邊緣對色彩的敏感度
  • 色彩視覺的重要性:用眾多水果的擺飾照片為例,轉成黑白之後,看看還認得多少種水果。延伸到色覺對靈長類的重要性。
  • 人類錐狀細胞對對不同波長的敏感性,這影響了我們對光譜的顏色判別,從紅色到綠色之間可以看到很多種顏色,但是綠色到藍色之間的顏色卻很少,甚至用來描述這漸層的詞彙也很少。
  • 動物的紫外光視覺
第三週的課程主要是玩三色LED,比方把不同顏色的LED放在眼角,看看自己能不能判斷顏色,接著加上可變電阻控制三色LED的亮度,調成不同顏色。其實光本身沒有顏色,顏色都是大腦的感覺。不同的腦,或是不同的感光色素,就會感知到不同的顏色。

這個LED課程我之後得在修正,因為我原先為了要作聲音課程,所以請學生攜帶9V電池(這樣才好對IC 555供電),不過9V電池在LED使用上,常常會因為操作不當,不小心就燒掉LED,因此未來我會改用3V供電來作這個光的課程。

其實當初預設的課程還想加上555的IC去玩閃爍LED,用來了解人眼對閃爍光的感覺,不過在第二週玩了一下LED時,就覺得不宜加進去,除非有更多課程來當底子,或者我要撰寫更完整的講義。

第三週的課程主要做色光混合,其實還可以結合用顯微鏡觀察課本的CMYK色點,甚至還可以加上便利商店印表機的洩密黃色點的活動。

第四週則是製作光譜儀,也就是把光分開的活動,這是為了對應前一週把光合起來的活動。不過這個課程製作時間花的有點長,如果未來還有時間,應該要加上對不同LED或是燈泡的測量活動。然後還要加上對太陽光以及綠葉的光譜,這樣可以繼續延伸到生物相關的課程。

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