2015年9月27日

用糖校正烤箱

你要怎麼知道你的烤箱溫度是對的呢?這當然就是需要一個校正的過程囉,用什麼校正,可以用蔗糖來校正。

這是我從Cooking for Geeks(中文書名叫做廚藝好好玩)看到的作法。

蔗糖的熔點是186°C,所以理論上如果你設定烤箱的溫度是170°C或是180°C,蔗糖是不會融化的,不過設定180°C還是有可能融化,因為烤箱的溫度雖然是定溫,但也是有可能會高於180°C再降下來的。而如果是設定190°C的話,應該就要融化。

懂了這樣的原理之後,就來玩玩家裡的烤箱吧。

拿個小瓷盤放一點砂糖(這個成份就是蔗糖)
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烤箱的上火下火調到170°C,過了15分鐘再看,啊!融化了,變成焦糖了。顯然170°C的設定可以讓烤箱溫度高到186°C哪。
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我拿了二砂去試試,不過這回就改放在土司麵包上面

原本的樣子
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後來的樣子,看來底下的糖有融化,但是又再膠結在一起,但是上面的糖反倒沒有融化
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2015年9月26日

用SciBrick製作萬向手臂


因為看到皮卡轉貼秋雲老師用針筒製作的機械手臂,今天一早就拿起SciBrick來試組一下。

居然發現可以組成萬向手臂啊,可以轉出各種方向,雖然我還不知道可以拿來作什麼,但是我想總有一天有用的。



有了手臂之後,再來加個針筒,這樣就可以做出一個簡單的手臂。這樣的機械結構還蠻有意思的,可以看到那根螺絲一直都能夠和針筒成垂直角度呢!

2015年9月20日

用松葉評估空氣污染

用松葉的氣孔看空氣污染,這是日本教科書裡常見的活動,這是由於松葉的氣孔多而整齊,檢查也方便,所以方便量化。
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空氣中的懸浮微粒會塞在氣孔的地方,顯微鏡下檢查可以用全堵、半堵、不堵來評估。再估算視野下被堵住的氣孔數量,來評估該地空氣污染的問題,這是一個利用生物評估環境問題的簡單活動。
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2015年9月19日

醬油蛋的實驗

上篇是《[擴散很慢]跟生物學概念的關係

這是我設定給學生的家庭實驗之一,因為有些實驗時間很長,一定得在家裡完成才行。這個實驗的器材方法都簡單,只要水煮蛋和醬油就行,另外還有定時拍照。

實驗說明很簡單,就這樣

  1. 一顆煮熟的白煮蛋切半
  2. 輕輕挖出蛋黃,把醬油倒入蛋黃的空洞
  3. 每隔幾小時就測量醬油擴散的距離
  4. 如果能夠拍照就拍起來,上傳moodle的個人檔案區
  5. 將紀錄的時間和距離記錄在筆記本36頁
  6. 此頁分成上下兩半,數據表格紀錄在下半的左邊


安排這實驗的原因除了讓學生實證擴散的速度外,也同時要透過這個實驗教數據處理、繪圖等實驗技巧,觀察學生的報告,也可以讓我得知學生的探究能力為何。

下面的圖表,是我整理某位學生的數據,然後用google試算表做出來的,大致上可以看出時間和距離並非成正比(實際上距離是和時間平方成正比)

實驗數據

而這個學生本來的數據是下圖左方這樣(我拍得真是模糊啊,發生什麼事情了),右邊塗塗又改改是經過數次指導才畫出的。

問題在於本來他要用實際時間去繪圖的,以致於橫座標的時間會呈現不等距的狀況,意思就是橫座標一下子九點、十點,然後就跳到隔天早上七點,然後這些時間間隔都沒有呈現應該有的樣子。
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我堅持要讓學生先學會手繪圖表,因為基本原則要先懂,不懂的話,就會用電腦做出怪圖了。


最好的情況當然是要每小時都紀錄數據,不過也是有學生只有紀錄三四個點的。
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這樣的課程活動也是要讓學生從定性描述轉換成會定量描述,最後再透過繪製流程圖,說明實驗過程和實驗結果與討論,完成一個簡單的實驗報告。這樣類型的實驗報告多作幾次,未來作大型的探究活動或專題,就會順很多,因為已經是有經驗的了


另外,幾位學生也很棒的,會利用手機或平板拍攝縮時影片,紀錄這些擴散進行的樣子。下面這個影片,雖然偶而會有蟑螂出來搞鬼,但是可以很明顯看到擴散的距離,一開始很快,後來就慢慢的了。


火鍋店看肉片

「等等,讓我先拍個照」糟糕,去火鍋店吃個肉片都忍不住要研究一番。

這家火鍋店的肉品有雞肉、牛肉和豬肉。雞肉是雞腿、里肌。牛肉是雪花豬肉和板腱,豬肉也叫雪花豬肉。

雖然都叫雪花,不過雪花只是一個形容詞,描述它的油脂豐富。雪花豬肉有些是指chuck eye roll,肩頸部的肌群(斜方、菱形、背最長),不過這家的雪花牛肉是牛五花。

牛五花顧名思義,就是肌肉層和脂肪層交錯。
牛五花




特寫圈出一下,牛五花應該是牛的腹脇,也就是肚子那層肌肉和肥油,肌肉層包括腹直肌、腹外斜肌、腹內斜肌、腹橫肌。不過光看一片肉攤在那裡,我也不清楚哪個部位是什麼?
牛五花-線


不過這些肌群的肌纖維走向不太一樣,靠近一點倒是可以看出一些不同,還可以看到肌束之間的血管。
牛五花


板腱,是infraspinatus棘下肌的部位,搞不懂的話,就是去google一下這個肌肉名稱,看一下圖片,就是肩胛骨下方的肌肉。這塊肌肉中間的筋膜(fascia)是一大特徵。好幾年前某餐廳有名的重組牛肉,就是把中間的筋膜去除之後,再組合起來的。
牛五花

這部影片中,1:48-2:30,廚師切除的那片筋膜就是板腱的特點了。筋膜的纖維是有方向性的,是順著拉力方向延展的。像火鍋肉片這樣切成薄片,把這些纖維都切成一段一段的。

板腱



樓梯也會長黏菌

開學初,連日陰雨。季瑾傳來幾張照片說學生在學校看到黏菌,咦?學校哪裡來的黏菌,有木頭嗎?

有的!敝校的樓梯就是啊。這個木頭之前介紹校園的木材時,特別來取材。沒想到現在黏菌也要找上它。
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看起來分不出來是真菌還是黏菌,不過季瑾他們確定有黏菌,因為後來他們有找到變形體。我想如果這邊都有黏菌了,那麼其他校園的木材應該也很有機會啊。
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延伸閱讀
黏菌有動物的特徵-科技大觀園
https://scitechvista.most.gov.tw/zh-tw/Feature/C/14/14/10/1/1019.htm
狄伯瑞–植物病理學之父及近代真菌學的創始人-科技大觀園
https://scitechvista.most.gov.tw/zh-tw/Articles/C/8/8/10/1/500.htm

特生中心看熊腳、虎腳、虎鶇毛

這什麼鬼標題啊?

這篇算是純粹作圖像紀錄,想說以後自己可以用

上個週末心血來潮,跑去從來沒去過的特生中心參觀,看到很不錯的教學材料呢!

這是台灣黑熊的全身骨骼
黑熊全身骨骼


我的觀察重點在腳,下圖是前腳,稍微踮起來,從上圖可以看出後腳跗骨貼地的蹠行樣子(就跟人一樣)虎腳03


這是老虎的全身骨頭
虎全身骨骼


前後腳都可以看到它是趾骨貼地,掌骨抬起,這是趾行的特徵。熊腳02


看展過程也看到一個驚悚的畫面,原來小孩子是「山產野味」,到底美工人員有多恨小孩呢?
山產野味



這個展品讓我駐足很久啊,因為我曾經作過類似的事情,可是光是處理一片翅膀就花了很長的時間,還弄得整個房間都是毛。

這是虎鶇的全身羽毛

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頭上半部的羽毛共792支,頭下半部339支
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腹部羽毛681,背部羽毛545
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翅膀羽毛614,尾部117
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在特生中心保育館旁的生態教育園區,還看到很多很多的地洞
什麼洞


拿大頭鞋當比例尺,就知道洞有多大了。推測大概是什麼膜翅目的地蜂(?)挖的洞,可是等很久都沒看到有什麼蜂
什麼洞2

用uHandy觀察鴨跖草了解個體組成層次

這個課程是延續上次的「用洋蔥表皮了解植物表皮細胞的功能

前情提要就是既然已經知道葉子表面防水,可是國小又學過蒸散作用,知道葉子可以排水,那麼顯然葉子上有洞。

「ok,那洞在哪呢?長得又是什麼樣子呢?」這堂課就是為了解決這個問題而進行的。有別於教科書上直接觀察全部的動植物細胞,我先抓出核心問題,然後再用觀察活動去解決它,其實也就是科學方法的過程,是探究的一部分。

而這個觀察活動本身也是配合2-3生物體的組成層次所進行的,前一節課我也把「觀察水中微生物」設定成這個單元的探究活動。

這是很搞剛的工作,其實是為了增加討論的機會。我設定的問題就是,「透過顯微鏡你怎麼知道它是單細胞生物還是多細胞生物?」

看什麼?比較什麼呢?水中游來游去的微生物、出芽生殖中的酵母菌、柵藻或星盤藻、葉下表皮、口腔皮膜。你看到的一片細胞,究竟是一群單細胞的群體,還是一片多細胞的組織?

回到這個活動上,配合「個體的組成層次」,就是在看多細胞生物的分工合作。分工合作要分兩個部份來看,一是分工,二是合作。既然要分工,細胞就要作不同的事情,要作不同的事情,形狀就很有可能不一樣。而合作包括了「長得一樣的細胞彼此合作變成一群」,還有「作A功能的細胞群和B功能的細胞群一起合作」

這些概念透過鴨跖草的表皮觀察,都可以被實踐!看上下表皮細胞、保衛細胞、葉肉細胞彼此之間的關係

課程的流程很簡單,學生看影片學撕皮作玻片,然後這次改使用uHandy來拍照紀錄,方便比較與繪圖。除了觀察下表皮以外,也觀察上表皮,比較兩者不同之處(表皮細胞大小、顏色,是否看得到氣孔與保衛細胞)

提醒一個觀看小技巧,如果觀看時總是在氣孔位置看到一顆小氣泡堵在那邊影響觀察,請把表皮翻面觀察。因為氣孔在下表皮是凹向內的,如果你觀察的時候是把下表皮的外側朝上,那麼作水包埋的時候,水不容易滲進去凹洞處,所以你要反過來從下表皮的內側觀察。(其實喔,這個現象也跟植物的適應有關係,如果水這麼容易進入凹洞處,那麼氣孔就會很容易被水堵住了啊,裡面的氣體要逸出就沒那麼容易了)


學生直接看影片,step by step
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玻片用uHandy加上iPad,吸一下免對焦,立刻觀察
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用平板電腦作顯微觀察,最棒的事情就是可以任意比較。剛好這次不同學生各自拍到開開的氣孔和關關的氣孔,直接用尺去量,就知道氣孔開開的時候,保衛細胞會變胖還是變瘦。
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這些拍到的影像,我都請學生先上傳moodle的私人檔案區。後續進行相關課程時,就可以請他們把這些以前拍的影像一一吐出來。

學生透過觀察活動進行顯微攝影,留下數位紀錄,然後變成自己後續第三章第四章的學習材料,讓課程能夠前後連結得更緊密,這是今年行動學習課程我要作的數位加值應用。

2015年9月18日

反光鏡顯微鏡變身LED顯微鏡

這種反光鏡的顯微鏡算是很古老的設計,雖然有些人覺得這種很落伍,一定要插電有燈才夠潮,但是我其實還蠻喜歡這種顯微鏡的。
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成也反光鏡,敗也反光鏡。插電顯微鏡的損壞理由之一,就是燈壞掉、保險絲壞掉,而且一沒電就沒辦法用了。

相對於此,反光鏡顯微鏡的好處就在這了,只要有光就行了,但是要找到「好光」也不容易就是了。室內的太陽光不可得,可用檯燈代替,但是檯燈燈管又會讓鏡子裡反射的光源變成燈管的形狀(非均勻的光線,容易影響觀察),而且檯燈還是要插電。
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過去我們學校普遍都還是用反光鏡的顯微鏡,最近幾年則都更換成插電式的,難道過去留下的反光鏡顯微鏡就要淘汰了嗎?現在新的和這種反光鏡的差別只有光源的差別耶,有沒有辦法改裝一下呢?

有啊,之前就改過一台鹵素燈的顯微鏡增加LED光源的,這次其實也是用類似的方式去改反光鏡。怎麼改?就把一個LED燈座放在反光鏡上面囉。對!就這樣而已。


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LED燈座的設計來自科學maker,顏色看起來不一樣只是因為底下貼了黑色圓貼紙,用來固定LED腳和電池。電池使用2032,露天拍賣可以買到10元以下的價位,足以點亮數十個小時。
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2015年9月17日

雙刀流切軟木-跟虎克一起看細胞

看軟木的格子,我寫了幾篇,有幾年也的確給學生試了,不過嘛,總覺得效果普普。



不過前陣子看到葉宏毅老師的雙刀流之葉子橫切,覺得相當好,可以一試!咦?以前我不是也有寫過作過類似的東西嗎?(徒手切片真簡單-不用九把刀,只要兩把刀),這有什麼不一樣?

很不一樣,當時我做的是使用雙面刀片,手法上像是用切的。而葉老師用的是單面刀片,手法上算是用「剁」的。哪個好?單面刀片比較硬,雙面刀片比較軟,我認為葉老師的方法比較好,容易操作,也不容易受傷。。

不過我自己在採買刀片的時候,最近和以前的經驗大不相同,以前五金用品店賣的都是單面刀片,偏偏以前我愛買雙片刀片,跑很多家才買得到。最近要買,反而發現大多數店家都賣雙面刀片,反而買不到單面刀片。啊這是跟我作對嗎?後來我就直接去美容美髮用品店才買到的,畢竟這類型刀片最大用途就是割毛啊。(修髮、修面、修鬍、修眉毛)

我也錄製了幾個用兩枚單面刀片「剁」標本的影片,一個是「葉子橫切」,另一個是「看軟木切片」。學生用iPad一邊看,一邊跟著作,再用iPad搭配手機顯微鏡來觀察,這樣的學習效果非常好。

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一開始學生放進顯微鏡的都太厚,不是說學生不會切,學生當然會切,只是他們常誤以為那個切得太薄太小的是不能看的。後來再實際指導示範之後,狀況才改觀。
軟木塞02 軟木塞01 軟木塞04

學生看到這些畫面的時候,有些就很興奮的說「老師,虎克看到的就是這個喔?那我可以教虎克那些是細胞壁了」,有些則說「哇賽,我居然跟虎克看到一樣的東西耶」

  RobertHookeMicrographia1665


還有學生問「老師,虎克也是這樣切的嗎?」
我說「不知道耶,我看虎克的書沒講,但是我猜他應該是用剃刀切的沒錯」


咦?剃刀?我好像找到關鍵字了,我趕緊去翻古騰堡計畫的電子書 Micrographia(微物圖誌) ,看看虎克紀錄了什麼?

看虎克的觀察紀錄的第一點和第二點,我好像弄懂了,為什麼他會看這些了。

虎克的整本微物圖誌紀錄了60個觀察報告,還有58幅繪製精美的版畫。其中第一項觀察的是針尖,第二項觀察就是剃刀!

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為什麼觀察這些?從虎克那個有名的顯微鏡圖可以猜想,那顯微鏡的標本是插在針上的,所以當然會觀察針頭囉,而剃刀是顯微觀察製作標本的工具,所以也就會觀察剃刀囉。虎克的好奇心很重,會先從身邊事物先觀察,我想也是理所當然的

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最後最後,整理了一下最近兩年錄製有關玻片標本製作的影片

玻片標本製作 採血看不同液體對紅血球的影響v1http://youtu.be/JDrbK_nVfCs03:11
玻片標本製作 採血看不同液體對紅血球的影響v2http://youtu.be/Ffu_N72DWtQ03:32
玻片標本製作 使用肉鬆觀察肌肉細胞http://youtu.be/AT4FMehjuo801:03
玻片標本製作 紫皮洋蔥看滲透 http://youtu.be/ZcQIRzt_cz800:55
玻片標本製作 製作微生物觀察的玻片http://youtu.be/DaZF4yPETrA01:48
玻片標本製作 製作口腔皮膜細胞標本http://youtu.be/rLMVtu5XjK401:48
玻片標本製作 製作水蘊草玻片標本 純水http://youtu.be/kYm8QNRPzDE01:28
玻片標本製作 製作水蘊草玻片標本 純水與鹽水http://youtu.be/STdJXpydPGA01:40
玻片標本製作 製作洋蔥表皮細胞標本http://youtu.be/nBzzgr8hNiE02:29
玻片標本製作 製作鴨跖草下表皮標本http://youtu.be/qLWwM6JCJ9M02:00
玻片標本製作 葉子橫切https://youtu.be/gMUxYp0Y7zA03:43
玻片標本製作 葉子表面印模https://youtu.be/y4ufJbOvED401:59
玻片標本製作 香蕉果肉https://youtu.be/qH1J5_w8_ug02:37
玻片標本製作 香蕉維管束https://youtu.be/ofo4j760Cac01:49
玻片標本製作 看軟木切片https://youtu.be/Y9p5fJycvoA03:13

實物投影機看微生物

給學生看水中微生物的時候,我都會在實驗前幾天就先拿燒杯泡稻草,一次就泡了六杯,實驗時剛好一組一杯,讓大家不用走到教師桌拿材料,就可以觀察。

雖然只要泡得夠久,裡頭就會有越來越多生物,不過我有時候會希望學生特別去取某些大型的微生物,像是草履蟲。

其實草履蟲很大隻,肉眼就可以看到小小的白點在游泳,可是要指給學生,讓學生用肉眼看,這偏偏又很難指。用手機顯微鏡直接取樣,偏偏又放得太大,就很難告訴學生肉眼底下的草履蟲在哪裡。

以前我還會用架個解剖顯微鏡讓學生看看,不過今年想到我桌上有台圓剛的實物投影機,直接拍攝水面就可以。其實用手機拍攝,然後想辦法把手機影像投影出來也是可以的。或是用webcam拍攝,電腦在投影也可以。方法太多了,總之就是想辦法讓學生跟我有辦法用同一個畫面溝通。

這是實物投影機直接拍攝水面的樣子
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再近看一些
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教室後面有液晶電視,影像訊號可以直接送到這邊,然後就可以對著電視指指點點,告訴學生,你們就去找這些微生物啦
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這個是翻拍電視畫面的,有些單細胞生物真的還蠻大隻的

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