2018年5月20日

模擬鳥翅拍翅的電子機械裝置

上個月清大生科的林立元教授提供了我一組特殊裝置,是圖中的藍色盒子。內部相當於是兩組Arduino,不過其電路板是自己組的,已經把輸入和輸出的功能寫入板子中,舉例來說,可以接上一個輸入的壓力感測器,切換模式可以從盒上的LED條顯示壓力值,或是將壓力值轉換成控制伺服馬達的角度值。輸入模組也可以換成麥克風、酒精偵測、光敏電阻等...。

我拿到這個裝置後,就放在桌上讓學生上課時可以來玩一玩,一日突然想到可以再組合其他的裝置來加值應用。圖中加上了智高積木和科學Maker的科學積木,這樣就可以用壓力感測來控制它。

智高積木組成的東西,則是如這篇《積木拼出脊椎動物架構》組成的鳥翅模型,按壓壓力感測則鳥翅就可以揮動。





光是這樣揮揮,我覺得不夠,所以手繪了一些羽毛,看看會不會生動一點。不過鳥羽毛畫得太鳥,一點都不像。



所以就從網上找了鳥翅的照片剪貼上去



整個模型的作動方式就用影片呈現吧

2018年5月19日

構樹樹皮布做的手工裙

上個月給學生做《敲敲樹皮布的課程》,叮嚀學生生隔週要交上的樹皮衣服的作業,結果有的要不是就是被爸媽丟掉(做得太爛像垃圾嗎?),不然就是不見了。有帶來的就這一些些。








還好,那時候有找同事苡芬來做,做了一個森林風小裙子啊,各位這才是樹皮布做的衣服啊,可是衣服總是要穿上去才好啊。




那就來穿啊,拿出幾年前做《手作構樹樹皮布》的人偶,改讓他穿上阿芬的手工裙,好像應該加點背景。


那就跟模特兒一起走秀好了




如果把裙子拉高一點,看起來有點像剛泡完溫泉的樣子




最後就是搭上幾年前作的小背心和小書包,有了小裙子,總算沒有下面涼涼的感覺了。



校園的落葉堆生物採集,認識動物界的生物

這個校園動物的採集觀察活動,延續也有幾年了,今年變成是在落葉堆採集了。因為這一年學校設置了落葉回收區,我看到的時候就好高興,因為一定有很多生物可以觀察啦。

活動準備的器材如下
防蚊液:強烈建議帶學生做這活動一定要準備
大小塑膠盆:蒐集落葉堆和生物用
鏟子:挖落葉用的
鑷子:找小型生物
封口袋:暫時保存生物用,觀察完生物要再放回

一開始在教室會先說明此次觀察可能會觀察到的生物種類和分類,包含扁形動物、軟體動物、環節動物、節肢動物。

我先示範用鏟子把落葉鏟到大盆子,同時也讓學生注意表層落葉(可能這一兩天剛堆置的)和底層的落葉在顏色和氣味上的不同,接下來就讓學生自取工具採集觀察。

















每班都可以有人找到陸生渦蟲,不過這種和以往看到的不太一樣




鼠婦是一定可以看到的優勢物種,透過封口袋可以觀察牠到底有多少腳,是否是昆蟲。其他如馬陸、蜈蚣等也很常見。



學生撿拾到的可能是椿象的卵殼



若是活動前說明加上觀察與採集,大約是用到一節課的時間,如果需要進一步觀察顯微構造與繪圖紀錄、分析等,應該還需要一節課。未來可以做的其實是搭配這個《土壤動物的觀察、活動與檢索表》,但就是要更多時間來做專題導向的學習。比方做群集組成調查、或是鼠婦行為觀察等,或是不同層落葉堆的生物和非生物因子的研究。



構樹樹皮造紙的抄網框製作

上週接到一封信是經典雜誌的攝影需求信,因為他們為了文章配圖,需要有構樹皮造紙的圖片,他們在網上搜尋所以找上了我。剛好前些時候一直在玩弄構樹,所以我也就答應這個請求了。

其實就是我照著那篇《完全手作的構樹手工書(構樹手抄紙與刻印)》再做一次,只是我改了一個東西,就是抄紙框是自己另外做了一個。一方面是我用的樹皮沒有很多,所以如果用一個很大的篩網框去做,可能根本不夠用,另一方面是想如果之後給學生製作,總不能一個大圓篩網在撈吧。

自製抄網也不難,準備塑膠PP板和紗網就可以。PP板切割出中間有洞的兩片,其中一片用釘槍把紗網固定在上,這樣就好了。暫且稱這兩片為紗網框和空框。




使用步驟:
紗網框的紗網面朝上,再將空框疊在上面,在樹皮漿中抄紙後,把空框拿起來,就可以在紗網上留下一片方形樹皮漿片。準備毛巾一片,將紗網框翻面,讓樹皮漿片蓋在毛巾上,用另外的毛巾在紗網另一面吸乾樹皮漿片的水,就可以慢慢將樹皮漿片剝下留在毛巾上。
然後在樹皮漿片上蓋上毛巾,透過毛巾用熨斗將樹皮漿熨乾,略為乾燥後就可以用熨斗直接加熱了。。我在後來示範給學生看的時候,略過了先透過毛巾熨乾的過程,結果溼溼的樹皮漿片就黏在熨斗上,所以要注意這步驟。

這是這次製作的樹皮紙




這團其實是拳頭大的一大樹皮漿團,是剩下的樹皮漿,不知道怎麼處理,乾脆收成一大團,以後要用的時候再丟到水中泡散就好。

探究活動:顯微測量不同層洋蔥鱗葉的細胞大小


這個課程是基於幾年前的這篇《洋蔥表皮細胞會長大》,過程是作洋蔥細胞的顯微測量,觀察不同層的洋蔥鱗葉的細胞大小。不過以前不容易給學生做這活動,主要是顯微測量不容易做,還得每台複式顯微鏡都得有顯微測微尺才能。

但是現在用手機顯微鏡就方便很多,即便要做測量也有替代的作法。
如何知道顯微鏡下的細胞有多大?一開始先讓學生先用手機顯微鏡觀察這篇製作的顯微尺《用asymptote自製顯微測微尺與顯微鏡教學用玻片》,然後用直尺量測畫面中的格子變成多大格?舉例來說本來的測微尺是一格 1/20 cm ,顯微放大後在畫面上直接量是10cm,就代表放大了200倍,所以日後在同樣放大倍率下,看到的細胞大小除以200,就知道實際的大小了。

下一步是學生分組拿到一疊用牙籤串起的洋蔥片,老師可以先將整顆洋蔥切成四等分,再插入牙籤後,繼續細分成小組用的小串洋蔥片。為了在教室進行方便,所以我是讓學生用圓形透明貼紙充當蓋玻片使用。

在活動一開始,先跟學生討論他們認為洋蔥細胞會是裡面鱗葉比較大還是外面鱗葉比較大?大家有了想法之後,把這想法轉為「假設」,然後再做實驗來驗證,當然最後一定要有數據佐證假設。




這部份就是直接用直尺測量畫面中的細胞。不過畫面中的細胞其實還是有大有小,所以學生在這一步要會利用抽樣調查的方式來評估洋蔥的大小,例如在畫面中量測10個細胞再平均。












測量完數據後,發給學生方格紙,請他們在格子呈現他們的量測結果,看看是否能驗證自己的假設。學生普遍用長條圖,少部份用折線圖來呈現數據,各位也可以想想是不是還有其他圖形可以呈現數據?



































野鴿骨骼標本製作

BANG!一直撿到屍體,又是屍體文。

這次是以前學生沅昊撿來的野鴿屍體,聽說本來是活的,後來撐沒多久就走了。標本製作時間紀錄
5/9收到屍體
5/10解剖製作浸泡KOH
5/11撈起改泡雙氧水
5/12撈起固定姿勢
5/14乾燥完成



一開始不知道是什麼鳥,只知道是鳩鴿科的,後來朋友說可能是野鴿





去皮去內臟除去部份肌肉後,浸泡在KOH,通常我就是處理完浸泡不到一天,
,隔天一早就會撈起。太晚撈的話,就會肢體散開,那就要拼骨了,非我所長,實在不愛。



漂白後,是這樣,可以看到前後肢還有骨骼內有些顏色。我猶豫是要再浸泡處理還是先乾燥。後來決定先乾燥,看看情況如何。後來發現顏色還是很深,所以就讓它在乾燥的情況下,我用電鑽在骨頭末端鑽洞,注入雙氧水漂白。



這是乾燥的情況


先用一根竹籤放在脊椎骨下方,決定鳥的站立角度,然後用大量的竹籤將前後肢固定。由於頸椎有一節在浸泡KOH時,所以就身首異處,雖然只有一個關節要處理,但是事後花了我不少時間黏這段。因為兩個頸椎之間沒有足夠的黏著面可以黏好瞬間膠,黏不好情況下,就很難承重,頭就會又垂下。而其他沒掉落的頸椎之所以能夠承重,因為它們之間其實是透過乾燥後的肌肉和韌帶在承重的。後來我決定還是剪一段白鐵絲插入脊椎中,再上膠黏好頸椎才解決這個問題。





老鼠骨骼標本


對,又是屍體文。

上週二帶8班去校園植物觀察的時候,學生告訴我在操場邊上看到一隻死老鼠,然後我就很興奮地用鏟子撈回教室做標本了。

沒仔細鑑定,我猜是溝鼠,有大蛋蛋,是位先生,這位有可能是最近肆虐行政辦公室的老鼠喔。死因不明,看不出有外傷,有可能是中毒死亡的。





畫面一轉,立刻把它變成骨骼標本,是哪有那麼快啦。其實是5/8撿到老鼠當天處理,5/10就可以變這樣。過程是剝皮、解剖去內臟去肉、泡KOH,隔天撈起泡雙氧水,再隔天撈起就這樣。



接下來用牙籤和竹籤固定它的姿勢,這部份希望多花一點時間好好固定,因為固定乾燥好以後,以後如果要再調整就比較麻煩。







隔天軟組織乾燥以後就完成了,現在很愛這種標本處理方式,因為這種小型動物的骨骼,我根本就很難黏,就連順序我都搞不定了,何況是黏起。這裡也順便說明,如果需要黏小小骨骼,可以用瞬間膠,但使用上是用鑷子先將兩個骨骼靠著,再滴瞬間膠,讓膠滲入後一下就會乾。但如果是先在骨骼上滴膠,才將骨骼靠在一起,這樣反而會乾得很慢。







順手把上次做的蜜袋鼯一起放手上,上次做的因為把手掌腳掌留在毛皮標本上,所以都是斷手斷腳的。

校園植物的採集與觀察

我經常跟學生說希望他們是在真實的環境下學習生物,而不是只用圖片和影片來認識生物。所以如果有些生物是能在校園中就觀察到的,我就會在課程中安排時間特別帶他們去觀察,不只認識生物本身,也讓他們實際觀察生物的棲地。

這次的課程是針對植物界四大家族-蘚苔、蕨類、裸子、被子,雖然在前幾週已經讓學生用iPad和moodle的活動讓學生在校園中搜尋過這些植物《利用Moodle與ipad做的校園植物搜查活動》,不過我並不覺得才看個一次就會有深刻印象,所以這回又再來觀察囉。

讓學生攜帶的工具有以下幾種
   課本:對照圖片找生物名稱用
   封口袋:蒐集採集到的植物
   圓形透明貼紙:黏貼小型植物(如蘚苔類)或是孢子、花粉
   鏟子:挖掘植物的根,看軸根鬚根
   隨身顯微鏡:可以觀察ㄒㄧㄢ黑松花粉、蕨類孢子囊

蘚苔類的部份,是針對校園中的土馬鬃,讓學生親身蹲在地上尋找,分離出其中一株帶回













裸子植物看的是蘇鐵、黑松、龍柏、側柏,因為這時候剛好都能觀察到毬果。蘇鐵是長出雄毬果,大大一顆,所以看就好。黑松是雄毬果,讓每個人採一小顆在手上剝開,可以看到一片片的鱗片還有留在手上的花粉,隨身顯微鏡剛好派上用場,就看自己手就好。而側柏是還沒開裂的雌毬果,所以只有看而已,但是學生有摘幾顆,他們發現它有很好聞的味道。









被子植物主要是觀察單雙子葉植物花、葉子、根系。雙子葉植物是請學生每人摘一朵咸豐草的花,把它分屍後看小花的花瓣數目,而單子葉植物是看一些禾本科的小草上面有開小花,不過沒有花瓣可以數,如果真的要數花瓣,我看要等我們亞歷山大椰子落花才比較容易。







蕨類植物擺在課程最後才看,因為觀察的點是在比較遠的地方,學生在此可以看到至少三種蕨類,像是傅氏鳳尾蕨、鐵線蕨等。同時也可以觀察棲地,理解這些蕨類生長的地方比較潮濕陰暗。







課程裡只有要求學生採一小片帶有孢子囊的葉子,不過有學生會特製成書籤模樣


有些蕨類會因為學生採葉子採集不當,整株拔下,所以就順便作為認識蕨類植物之用,認識地下莖、看嫩葉之類的。














課程的最後,學生要把所有採集到的植物貼在筆記本上,這部份其實又是一次複習,因為他們要回憶採集到的植物是哪一個類群,要貼在哪個頁面。而如果要做細部的顯微鏡觀察,則可以在此再做深化學習,不過這就需要再一堂課才能完成,今年我就沒有做。明年應該可以結合前幾年的課程《手機顯微鏡引入的校園植物顯微攝影課程》,讓學生在教室內用自己採集的標本做顯微攝影任務

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