2016年4月30日

金魚撈網改裝浮游生物採集撈網

遇到一個問題,有些人會專注尋找一個解決方案,然後持續專研修正這個方案,可是我卻是習慣找各種方式去解決同一個問題。就像是採集水中微生物這件事,我就會想東想西的,這次找到的方案是拿金魚撈網來解決,目前是我覺得是最有趣的。

材料,金魚撈網的網框(這個網拍找一下就有了),還有絹網(請看這篇有寫哪裡買的還有規格)
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作法:就把它們組合起來就可以了,沒了。
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不過還是要注意一點,不要把網子繃平,中間要凹一點
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側面看起來是這樣的
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拿著這個撈網,在池水裡來回撈個十幾次,就可以採集到大量的浮游物質。如果是在綠水,就可以採集到大量藻類,我是在學校的魚池裡採集,所以採集到的就會有一些有機質碎屑。

除了像撈金魚一樣撈以外,其實可以這樣作,只要不斷撈水去過濾就可以了。 IMAG1448 IMAG1358


採集到之後,不需要把裡頭的東西倒出來,只要找一個容器裝水,讓撈網的底部能泡在水裡,這樣你就可以用滴管吸取到濃縮濃縮再濃縮的觀察材料了。
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像圖中這種盤星藻,之前讓學生拿燒杯撈水樣來看,也是看得到,可是一張玻片頂多看到一兩個。但利用金魚撈網改裝之後,數量就會提高到二三十倍,其實就看你拿這撈網在水裡來回撈幾次就是了。
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藻體通常是定數群體,由4、8、16、32或64個細胞所組成,不過我算了拍到的這個盤星藻,可是有65個細胞呢。

盤星藻65

寶特瓶製作浮游生物採集過濾器

八年前做了浮游生物濾網之後,最近又開始想要玩過濾的器材了,腦筋動到寶特瓶上頭。

材料很簡單,先把瓶蓋打洞,是拿尖頭剪刀直接鑽洞,就可以挖洞了。如果想要把洞弄得比較圓滑(其實也沒有這個必要),也可以先把剪刀在火上加熱,不過我自己是用加熱的圓錐鑽子去挖洞的。

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洞挖好了之後,內部鋪上這篇提到的絹網,這樣就成了很簡單的過濾器。寶特瓶裝了池水之後,再旋上這個有濾網的瓶蓋,倒置之後擠壓瓶身把水擠出,就可以完成過濾了。而因為要擠壓瓶子,所以請選用軟的寶特瓶。

當水都被濾掉之後,把瓶蓋旋出,不需要把濾網拆下來喔!直接放在裝水的容器裡,就可以用滴管吸取瓶蓋內部殘留物進行觀察。


下圖瓶蓋裡,那些黑黑褐褐的就是過濾殘留物。

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如果覺得光是用手擠壓瓶子還不夠,還可以對瓶子作一點改裝,去腳踏車店購買二手內胎。

我買一條是3元,老闆那時候還怕我買多,因為通常這些換下的內胎會有其他人特別來收,老闆說是鋁門窗業者,因為內胎可以用來纏繞捆綁東西之類的吧,比一般繩子還勇健。

拿到內胎之後,剪下氣嘴。在寶特瓶身鑽一個孔,把氣嘴像下圖那樣塞進洞裡,這麼一來就可以利用打氣機進行高壓過濾。
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如果沒有絹布,可以用濾紙代替嗎?我不建議耶,因為我有試過。當強大的壓力衝過瓶蓋時,常常會把濾紙沖散,以致於最後的液體裡都是濾紙的纖維,我覺得會影響觀察。

2016年4月22日

2016的化石觀察課程

累積幾年採集的化石,在化石課程裡就給他通通擺出來,讓學生摸個夠。
化石觀察

另外則有一些採購來的化石,那些則包含了古生代和中生代的化石。課程進行方式是讓學生先對化石有基本認識之後,要帶著iPad從這些化石裡,找出動物化石、植物化石、生痕化石,最後拍照起來,拍照還要有比例尺,並且推測找到的化石名字是什麼。

藉由這樣東翻西找,好歹對化石也認識了。。

顯微觀察蕈類(鴻禧菇)菌絲

真菌的子實體由菌絲組成,這句話說來簡單,不過教學時如果可以搭配實地觀察,效果會更好。

這個課程我用鴻禧菇來當材料,原因之一是一包裡頭就有很多子實體可以使用。

工具需要載玻片和解剖針(如果沒有的話,就自己作一個吧《自製解剖針》),當然還有顯微放大器材,uHandy或是手機顯微鏡。

在載玻片上把蕈柄盡可能分離到最細絲,然後做成水埋標本,這樣就可以了。
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鴻禧菇菌絲

手機跟光譜儀的固定方式




手機光譜儀是很好用的工具,平常放在手機顯微鏡上使用,但如果要帶著走,那要怎麼帶呢?要怎麼把手機跟光譜儀牢牢固定在一起呢?

其實手機顯微鏡的組件也可以是科學積木的一部分,所以只要拿兩個載物台夾住手機和光譜儀就可以很穩固了
光譜儀結合 光譜儀結合

2016年4月21日

渦蟲

為了接下來的課程,週日去教區採集了一些渦蟲。買了一塊豬肝切一切,到乾淨的山溝放下豬肝,沒幾分鐘,就可以釣到好多渦蟲。


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這些照片是用改裝成解剖顯微鏡的手機所拍攝的

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底下附上可愛渦蟲扭啊扭的影片

蜘蛛的書肺孔開閉gif

之前拍蜘蛛的生殖孔時,正好看到一隻蜘蛛的書肺孔,開開闔闔的樣子,拍攝下來之後,製作成動畫。拍攝的方式是利用手機顯微鏡的平台與載物台,搭配其他的透鏡。



via GIPHY

手機顯微鏡改造旋光度計

晚上突發奇想,把手機顯微鏡改造成旋光度計。

旋光度計可以用來測溶液的旋光度,像蔗糖、果糖及葡萄糖都具有旋光性,能夠使通過它們的偏振光的偏振面旋轉一定角度。參考《維生素C的 「旋」機》

改造這個旋光度計幾乎把所有模組的載台都用上了,再加上三個scibrick用來當溶液容器的置放架。
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本來我想要用手機的光度感測器來測亮度變化,而手機光度計是在螢幕那面上方,所以就要把手機螢幕朝上,放在底板上,然後光源從上而下打下。基本樣子就是跟手機顯微鏡一樣,不過我發現手機的光度感測器解析度不高,沒辦法看出偏光角度改變時的細微亮度變化,所就改成這個方式,使用光敏電阻偵測亮度來計算旋光度。

其實也不一定要這麼麻煩就是了,如果是原本顯微鏡的樣子,應該是只要改兩個地方就行。1.把本來放鏡頭底下的偏光片小圓板,改貼到偏光模組載台的圓板中間。2.用蓋玻片的透明小方盒盛裝液體,這樣也行就是了。只是因為我想用比色管試試看,所以就改成這樣。

使用單一波長的光源是最好的,例如雷射。

在製作的同時也結合了光譜儀來觀察偏光下的光譜變化,用的是白光LED,材料是比色管。當偏振片轉動時,用光譜儀觀察固定位置的材料顏色改變(底下有光譜變化的影片)。我覺得這裡頭有很多好玩的東西可以再深入研究。

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電腦上的拼骨頭活動

遊戲網址
http://www.bbc.co.uk/sn/prehistoric_life/games/skeleton_jigsaw/skeletal_jigsaws/index.shtml


這個Skeleton jigsaws活動來源是BBC的史前生活,
http://www.bbc.co.uk/nature/prehistoric


有四個level,每個level都有一樣的四種生物可選擇,不同level的關卡難度差異很大。



這遊戲是flash,所以我帶學生用筆電操作。讓學生試著從零散的骨頭中,拼湊出完整的生物樣貌,不過這遊戲是有標準答案的,我倒是希望能製作出一個沒有標準答案的遊戲界面,裡骨頭堆裡可能堆放著兩個半的生物,然後讓使用者從中挑出同種生物的個體拼湊出來,但是不一定要做出標準答案。
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資訊視覺化地質年代的時間長度圖

這個活動的目的很簡單,就是理解地質年代的時間感。課本提了前寒武紀、古生代、中生代、新生代,你以為這幾個都是一樣的時間長短嗎?人類始祖在200萬年前出現,相對於地球年齡,這是很久以前嗎?

以下的圖片和原始檔,可以在雲端硬碟下載
地質年代圖檔


每個學生拿到一張空白學習單,左邊的空格,一格代表一億年。我把最近的六億年,另外放大格子在右邊,每格是一百萬年。


  地質年代畫圖



接下來就是用色筆把前寒武紀、古生代、中生代、新生代用不同顏色塗繪出來。並且參照課本資料,把不同的生物出現的時間點標示出來,還有把之前作Earth Viewew的活動時,找到的大滅絕時間標示上去,最後在左邊以一億年為單位的格子裡,想辦法標出人類始祖出現的時間點。

地質年代畫圖-彩色

做了這個活動之後,就能用視覺化地呈現出各年代的尺度關係,然後就能進行一些討論。

使用檢索表檢索蝴蝶

今年檢索表活動改了一個方向,先利用檢索表檢索生物,會用了以後,再自己畫出五隻caminalcules的檢索表。

這個檢索表折頁是去特生中心的消費合作社買的,一面是鳳蝶科的,另一面是粉蝶科的。

這個並不是二叉檢索表的形式,分類時也沒有用到太多的特徵名詞(像是第幾翅脈啦)

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頁底有名錄,可以對照中文名和學名
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課程操作很簡單,我把幾種容易用檢索表辨識的蝴蝶照片放在moodle上,用填充題的題型來命題。學生進入moodle之後,會隨機拿到10題,然後他們就要用檢索表去找出蝴蝶的名稱,再打進moodle裡。

如果沒有iPad的話,我大概就會把照片洗出來編號,讓學生抽編號去找蝴蝶名字,再寫在學習單上,然後再人工批改。這看起來就好麻煩喔,有iPad可以用真好。

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解剖顯微鏡模組觀察蜘蛛

我在Scimage 手機顯微鏡社團裡看到文俊老師提到的觀察需求。以下引述他的文字:

許多蜘蛛要能夠正確的鑑定,必需在顯微鏡底下觀察蜘蛛的生殖構造才行。如果能夠利用手機顯微鏡提供高品質的生殖構造照片,讓社員能方便操作,那將有助於多樣性資料的收集。目前我使用手機顯微鏡拍蜘蛛的瓶頸如下:蜘蛛身體太厚不透光,不能直接擺了就拍;標本通常放在培養皿內以酒精浸泡觀察,手機顯微鏡的工作距離不夠


既然改裝了一個解剖顯微鏡,我就來試試看它能不能夠達到要求。
1.標本要放在培養皿裡,以酒精浸泡觀察
2.放大倍率要能夠鑑定生殖構造


這是金蛛科 Araneidae 姬鬼蛛屬Neoscona的某種蜘蛛,已經浸泡酒精裡頭
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用小培養皿裝著,放在手機顯微鏡的載物台上,使用前篇文章提到的18mm透鏡觀察,注意這樣的工作距離足夠讓我手指伸入。
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上面那樣的拍攝模式所拍攝到的蜘蛛腹面,這個是體長約0.5cm的個體,腹部的生殖構造是可以辨識的。
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再試試看大隻一點的個體,體長約0.8cm,同樣使用18mm透鏡,可以明顯辨識雌性個體外生殖器的垂體形狀。
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改使用12mm透鏡觀察同一隻,工作距離小一些,但距離還是足以打正面光
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科學家曾經利用金蛛科的Larinia jeskovi,進行生殖行為的觀察。當雌雄兩個體交配的時候,把它們迅速冷凍起來,觀察交配的過程,結果發現雄蛛在交配完會剪掉雌蛛的垂體,失去這個器官,雌蛛就沒有辦法再跟其他雄蛛交配了。

這篇報導裡有掃描電子顯微鏡的照片。

手機顯微鏡改裝解剖(實體)顯微鏡

生物課程裡稱的解剖顯微鏡和複式顯微鏡,我覺得名字很尷尬。因為「複式」是相對於「單式」,單式顯微鏡是一個鏡片,而複式顯微鏡是有多個鏡片組成目鏡和物鏡。所以所謂的「解剖顯微鏡」其實也是複式顯微鏡。

而解剖顯微鏡之所以叫作「解剖」,則是用功能來命名,它也有其他名字,如實體顯微鏡、金相顯微鏡。

解剖顯微鏡的特點在於工作距離較大,所以才能進行解剖。

一般我們用7mm透鏡製作的手機顯微鏡,雖然能得到較高的放大倍率,但是鏡片的焦距短,工作距離短,很難在標本上操作什麼,在加上倍率高,景深淺,所以對於某些標本也很難一窺全貌。

如果需要微距且工作距離大的手機顯微鏡,那麼就需要更改透鏡了。

手邊有一些不同焦距的透鏡,我底下的實作,使用左邊數來第二個的透鏡,直徑18mm。
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把透鏡利用黏土黏在手機後鏡頭
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手機直接放在手機顯微鏡的上板(但並不是利用原有上板的7mm透鏡),加裝的透鏡突出於上板之外。如果是使用科學maker的手機顯微鏡,可以加裝偏光模組的載物板,因為其短軸長度較長,能夠提供較大的置物空間。這樣的透鏡提供至少3公分的工作距離(標本到透鏡之間),雖然只有3公分,但要打光或是進行操作,這個距離都是可以的。
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上圖拍攝的物體是一隻死在窗台的斷頭椿象,斷頭處看到的白色絲狀物是氣管。
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鼻血果凍

上回看人血果凍已經是好久的事情了,沒想到隔了11年還有機會看到。

學生嘉祐一早來教室,興沖沖地拿了一杯東西給我看。保溫杯的杯蓋裡裝了一個紅色果凍,他說他早上來學校,一直流鼻血,所以他就拿容器裝起來了,流了好久,就變成了果凍。

鼻血糕

自製解剖針

解剖針在挑一些細微構造的時候是很重要的工具,雖然有現成商品可以選購採用,但由於我們只是需要它尖細的構造,所以也可以自己製作就是了。

材料:筷子、縫衣針、美工刀、縫衣線、膠帶

先用美工刀在筷子一端剖開約一公分的深度,需垂直剖兩刀讓筷子一端成為裂成四片,就像是夾頭一樣,然後把縫衣針插入。
解剖針


接著用線緊繞固定,最後用膠帶再貼起來。
解剖針


上方是市售解剖針,下方是自製的。若有必要作更精細的操作,也可以使用更細的針來製作,例如使用0號(直徑 0.30mm)或00號蟲針(直徑 0.25mm)
解剖針

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