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細胞熱縮片吊飾製作

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去年參加工作坊做了微生物的雷射吊飾之後,當時就想了應該也可以放在課程中讓學生玩玩。只是製作流程和素材,就不會是使用雷射切割機和壓克力,畢竟是耗時又有成本,熱縮片應該是不錯的選擇。不過想著想著,材料也買了,但是就是放在那裡沒動作了。




前幾週看到永欽老師在臉書上貼文,就是讓學生以熱縮片製作細胞示意圖的課程,剛好我材料和課程也都剛好,所以就讓學生來玩玩吧。




這個課程適合在講完細胞構造,或是用顯微鏡觀察完動植物細胞構造之後。




製作熱縮片吊飾需要的工具如下,手機吊繩(賣熱縮片的網路賣家有些也有賣)、打孔機、剪成約5cm x 5cm的熱縮片(半透明,單面磨過方便上色),剪刀。另外還有熱風槍和玻璃杯是用來加熱用的。



繪圖工具有黑色油性筆和彩色色鉛筆



學生繪畫的素材包含課本的幾種細胞圖片(皮膜、肌肉、神經、紅血球)、動植物細胞模式圖、粒線體、葉綠體、顯微觀察的草履蟲、保衛細胞...等。先以鉛筆打底稿,再用油性筆畫輪廓,最後用色鉛筆上色。



用打孔機在圖片邊緣打一個孔,然後用剪刀把細胞輪廓剪下,但要注意打孔的位置要留多一些邊,避免縮小時邊緣會太窄。



將熱縮片放入玻璃杯中(我是使用燒杯),再用熱風槍加熱,只要幾秒就可以縮完成了,但是剛縮好的熱縮片會有點捲,所以要立刻倒出用物體壓平。完成後再用手機吊繩串在上面,讓學可以掛在鉛筆袋的拉鍊上。



以下就是學生的成果展示。紅血球



神經細胞



葉綠體和粒線體



紅血球


口腔皮膜細胞



肌肉細胞



精子



某某細胞



團藻



幾種細胞和胞器大集合



神經細胞

利用葉子和石頭訓練觀察能力

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此活動的設計是源自去年十月參加的研習,我再依據自己的素材和需求而更改。
在科學方法的訓練上,觀察是非常重要的技能,而且還不是看看就好,必須是有目的有方向的觀察。
流程: 在這個課程裡,先帶學生進校園採集,要求採集一片葉子和一顆石頭,並要求大小都必須比手掌小(下回還得加上必須比一半的手掌大的要求)
回到教室後發下一張A4白紙,對折成四等分。先針對石頭進行活動,在上方的格子進行描繪。教師的指導語如下
先在紙上寫上班級做號姓名在紙上畫下你的石頭把同組的石頭放在一起,再用你的圖找出你的石頭你可以在紙上再修飾你的圖,例如加圖加文字同組成員的石頭和紙都收在一起,轉交給別組請根據拿到的圖,找出對應的石頭,然後還給本人請思考看看一張能夠找到主人的圖,應該有哪些特徵或敘述 建議在與其他人的石頭混和的階段,可以加上其他非同組或同班成員的石頭。例如一組只有四個人,應該只有四個石頭,但是教師可以另外投入幾顆無主石頭。



非生物的觀察後,接下來就是做生物的觀察,對象改成葉子,流程和前述的過程一樣。讓學生根據前面的經驗去增強對生物特徵的觀察與描述。但繪圖的位置改成下半部















當葉子和石頭都觀察後,接下來就是翻面在紙背後進行討論。題目為「在描述或繪圖時,有哪些特徵應該放進去?」要求學生寫出十個或二十個,並進行發表統整。
後半段的課程討論哪些特徵是主觀或客觀的,比方說漂亮、大,這些算是主觀特徵,而客觀特徵是長度、寬度、重量...等。而且為了描述精確,使用工具量化是很重要的,例如長度、面積等的物理量。更進一步可說明有些量化可以利用電腦來進行,例如使用imagej進行面積或顏色的量化。

使用imagej用色彩標註ROI Color Coder

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這篇文章說明的是用imagej將不同選取區依照面積大小上色的功能。以下面附圖為例,看到面積最大的就用黃色標註,面積小的就用藍色標註。所以可以用肉眼觀察各種顏色去判斷面積大小,這在某些實驗結果的呈現上是很有用的資訊視覺化處理。




在imagej上怎麼做到呢?首先請使用fiji這個特製的imagej 點選Help/Update... ,等待程式自動更新後,出現manager update sites,勾選BAR就可以增加這個外掛了。
整個做法我錄製成影片說明,但是這邊還是以文字說明流程 1.欲分析的影像,要先測量出每個區塊的面積,並且要將區塊存在ROI manager裡。 2.開啟BAR/Annotation/ROI Color Coder即可標註。 *如果想要知道不同的LUT是怎麼樣,可以在Image/Color/Display LUTs裡看到所有的LUT

用desmos瀏覽器版做線性迴歸(畫趨勢線)

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國中階段要做專題,畫出散布圖然後畫出趨勢線,是很常見的統計方式。 要做這件事,大家想到的大概比較多都是Excel上,或者Google試算表上也有,不過如果是在做實驗的當下,也許是沒有電腦的情況,那麼有沒有什麼工具可以快速驗證一下自己的實驗數據呢?
這件事有智慧型手機就可以了,不過用的不是Google試算表,而是DESMOS這個網站服務,雖然它也有app可以使用,不過我試用了,其實跟網頁版差不多,所以就用網頁版就行,即連即用,還不用安裝app,多麼方便。
圖中即為Desmos的線性迴歸功能範例,只要開啟網站直接修改表格數據就行了。



如果還想要手動加線也可以,以下我錄製一段影片說明Desmos如何做線性回歸

結晶偏光的厚度分析

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前一陣子在科學maker社團裡在推自己做結晶顯微偏光觀察的活動,看到那些結晶偏光的顏色是在很奧妙,就很想多知道一些事情。剛巧,前陣子也同時被詢問了薄膜干涉的分析,所以就多了解了一些,想到正好可以用在分析結晶偏光圖,

這裡會用到一個色表,叫做Michel-lévy color chart,這本來是用在礦物結晶的分析。把岩石切磨成30µm的薄片,放在偏光顯微鏡下看顏色。既然知道礦物結晶在偏光顯微鏡下的干涉色,又知道礦物薄片的厚度,就可以對照出那種礦物的雙折射率,然後就可以推論那是什麼礦物。

作法:
1.先從縱座標找到礦物切片的厚度,比方說30µm就是0.03mm,可以從這些圖上找到從0.03mm畫出的水平線
2.從偏光顯微鏡裡看結晶的干涉色,假設是紅色接近藍色的顏色。就從剛剛的0.03mm找到和那顏色的交叉點
3.從那交叉點找到右上連接左下的斜線,往右上看去可以看到birefringence n1- n2,那個就是雙折射率。由於不同礦物結晶有不同的雙折射率,藉此就可以推論出結晶的成分。


知道這個方法後,反過來進行就可以幫助我們知道蔗糖結晶的厚度了。蔗糖結晶的作法很容易,準備飽和的蔗糖水,放在玻片上讓它自然乾燥,就會形成結晶。蔗糖是單斜晶系的結晶,也會有雙折射,然後我從這邊(https://ppt.cc/fVCIxx)看到蔗糖的雙折射率是0.032,再借用 社團的朋友 Chiachan Tsai的蔗糖偏光圖來用,對照一下Michel-lévy color chart。

先從birefringence(雙折射率)找到0.032那條往左下的斜線,然後在那條斜線上找到干涉色的顏色,就可以對照出那個結晶的厚度。比方說蔗糖結晶邊緣的灰白顏色,大約是0.01mm厚度,再往結晶中心方向看去的藍色,大約是0.02mm厚度。

有了這樣的知識,當你在看結晶的干涉色時,就可以感受到結晶的厚度了,而不單純只是看到漂亮的顏色。



後來我看到另外有板友 Jen-Yao Lin 發布了冰糖結晶縮時攝影,覺得可以拿來分析一些東西。

連結:(要加入社團才看得到)
https://www.facebook.com/groups/571073709717955/permalink/1071587466333241/?comment_id=1071643609660960&reply_comment_id…

拍拍中耳炎的耳膜長什麼樣,順道聊聊耳咽管是怎麼起源的?

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哼!要能拍出這些照片也是要點運氣的呢(壞運) 事情是這樣的,大概是開學前幾天的研習被傳染了感冒,結果這感冒感很久啊,久到耳朵都覺得塞住了呢。
去看醫生時,醫生用耳鏡看了一眼,就說這是急性中耳炎。頓時讓我好奇起,到底看到了什麼?是否是耳膜上寫了「中二」二字?
回家之後,拿出以前買的工具-內視鏡,其實就是很迷你的webcam啦。三年前就拿來拍過一次耳膜,請見【手機延長鏡頭拍耳膜、會厭、唾液分泌】。這次再拿出來拍拍看,不過這次可以拍到中耳炎時的耳膜呢,怎麼感覺有點驕傲。
老樣子再說一次,這種內視鏡沒辦法調焦,所以只能模模糊糊地拍出這樣的影像。這張是左耳,就是中耳炎時的耳膜,膜後面有一根小骨頭-錘骨,看起來淹沒在水中了。看到膜後面的樣子,我就想該不會晃晃頭部就會有水跟著晃呢?結果並沒有。



這是右耳,健康的耳膜,錘骨就好好地放在耳膜後面


既然得了中耳炎,總是要趁機多了解一下它,中耳炎的發生和耳咽管有關,耳咽管顧名思義就是一條連通耳和咽部的管子,最常感受到它存在的時候,就是外界壓力改變的時候,像是搭車上高山或是下山,或是搭飛機,甚至是嚼著口香糖過高鐵的隧道時。
想像一下這個狀況,你在平地是一大氣壓的環境,你的中耳腔室也是一大氣壓,而耳咽管平常這個管子是關起來的。所以你搭車上高山的時候,就是帶著一大氣壓的中耳腔室,但是到高山時,外界壓力變小了,假設是0.9大氣壓好了,這時候中耳腔室壓力比較大,耳膜就會往外鼓起來,然後你就會覺得不太舒服。這時候怎麼解決這個問題呢?只要耳咽管打開來就好,讓中耳腔室內的壓力和外界一樣就行,不然就是拿針把耳膜穿一個洞好了,但是這樣太蠢還是不要做比較好。
耳咽管要怎麼開?吞嚥和打呵欠時它就開了,所以你可以嚼口香糖或是張大嘴巴就行了。那麼前面有提到嚼口香糖過高鐵隧道又是怎麼一回事呢?因為高鐵隧道裡壓力變化太大,所以你耳咽管因為嚼口香糖而開開關關,耳膜就會忽膨忽凹。後來我就學會了,搭高鐵的時候,特別是台北到新竹一帶太多隧道了,就不要嚼口香糖啦。

講這些事是因為,我對耳咽管實在太好奇了,為什麼會有根管子就長在那邊,然後說它功能就是平衡中耳壓力,怎麼想都覺得裏頭應該還有什麼故事才對。
經過一路盤查後,發現果然故事很有意思!我先說重點,原來耳朵一開始不是用來聽的,是拿來呼吸的。怎麼會呢?
先來看看我們哺乳類的耳朵,聲音經由空氣震動傳到鼓膜,然後經過三小聽骨的傳遞與放大…