阿簡生物筆記

自從發現了Opentoonz這套軟體之後，開始想把一些概念作成動畫。雖然有些概念在YT上已經可以找到別人做的動畫，不過實際在教學學習上，大概還有一些問題。 首先是細節太多，有些動畫為了講求正確性，會盡可能將所有細節都放進去，不過對於概念初學者來說，反而是個干擾。 再來是動畫步驟的問題，初學者學習一項新概念時，如果能讓使用者自行操作觀察逐幀的變化，效果會比起直接動畫播放要好得多。 來看幾個前幾週做的東西，這個是雙子葉植物莖從環狀維管束慢慢長成有年輪樣子的過程，目前國中課本並沒有特別說明過程，這要在大學植物解剖學的教科書裡才會看到。(搜尋雙子葉植物初級生長、次級生長的英文可以找到，如 此連結 ) 某些學生看了課本的圖之後會好奇說為什麼兩個明明長不一樣的圖，卻說是同樣的植物，於是我就用OpenToonz繪製的成長過程的動畫，然後再寫簡單的JS讓使用者可以逐幀播放 以下這個動畫的播放效果，你可以從這個連結看到 https://chihhsiangchien.github.io/stemGrowth/growth.html 如果需要下載，可以到github下載 https://github.com/ChihHsiangChien/stemGrowth 接下來是開花植物的有性生殖部分，有些學生就是很難弄懂2-4的過程 花粉傳播到柱頭 花粉長出花粉管 精細胞藉由花粉管到胚珠 子房發育成果實、胚珠發育成種子 所以我就做了一個動畫影片放YT，因為影片很短不到10秒，建議是調成0.25慢速播放

想寫這篇文章很久了！ 因為每年看學生去搬教科書的時候，那個姿勢喔，真是讓我大驚失色。但很久沒寫，是因為總是要找素材來說明清楚，什麼樣叫做錯誤姿勢和正確姿勢。 終於前幾天看到一個製作2D動畫的軟體 OpenToonz，跟已經被淘汰的FLASH有點相似。我摸索了一晚上，把身體矢狀面脊椎骨和其他骨骼畫進去，調整各個角度，做出了一系列的動畫影片。 這個姿勢就是很多人在拿重物時會做出的姿勢。 把重物放得離腳遠遠的，彎腰下去抱住重物，然後用下背後腰的力量把重物抱起來。你雖然抱起來了，但你的腰也爆掉了。 那麼你應該怎麼從地上抱起那個大箱子呢？ 1.人的重心要靠近地上的重物 2.脊柱要保持中立，頸椎和腰椎呈現自然的弧度 3.屈髖、屈膝、不彎腰的降低身體高度。(髖就是大腿和骨盆連結的位置) 看看下面這影片的姿勢，其實就是深蹲的姿勢，蹲下抱起重物後，用屁股和大腿後肌群的力量立直身體。動作全程的脊柱都是保持中立的，不會彎腰，也不會駝背。 我把正確和錯誤的兩種姿勢同時呈現在影片中，你想想你是怎麼搬運重物的？ 有些地上的物品不一定得要用蹲下的姿勢拿起，他可能有點高度，那你可以用硬舉的方式拿起來。同樣是屈髖、屈膝、不彎腰，但髖關節改變的角度會比較多。

以往在講孟德爾遺傳法則時，總是靜態圖片說明過程，一直很想找一些互動的程式來教學，不過要找到真的適合自己的，實在很難找。不求人，乾脆自己做。 最近我就用scratch開發了三個程式，我自認用在遺傳學教學上應該是很不錯的。 第一個：孟德爾遺傳法則模擬 https://scratch.mit.edu/projects/482059339/fullscreen/ 左方預設會有5株高莖豌豆和5株矮莖豌豆。把任意兩株豌豆放在生殖區之後，按下「生吧」，就可以在右方出現子代，按一次生吧就生一個子代。如果按下「刪吧」，就會自動把子代區的豌豆刪除掉。而點擊每株豌豆時，也可以在豌豆上呈現它的基因型，再點擊一次，基因型就會消失。 因此教學時，就可以按照孟德爾的豌豆雜交實驗來演示 取兩株高莖豌豆去配種，生出的子代都會是高莖的。同理兩株矮莖的也都是生出矮莖的。點擊豌豆後，會發現這些預設擺在左邊的都是純品系的豌豆，都是TT或tt。 取一株高莖和一株矮莖去配種，生出來的都會是高莖。如果把生出的子代再放回生殖區配種，就會發現它們會生出矮莖。你可以多按幾次去統計子代的高莖和矮莖變化，當然你也可以去點擊每個豌豆植株，去看它們基因型到底是如何。 第二個互動程式是「棋盤方格」  https://scratch.mit.edu/projects/482695046/fullscreen/ 首先點擊左邊或上面的基因型，它們會自動把等位基因填到棋盤方格上。接下來你可以用手動或自動的方式完成棋盤方格。 手動的方式，就是如gif檔那樣點擊最上面和最右邊的等位基因，程式會自動組合出對應的合子，放在對應的格子裡。自動的話，就是按下「產生」，程式就會自動填好格子。 第三個程式，是用來測驗的孟德爾遺傳法則考驗 https://scratch.mit.edu/projects/478059083/fullscreen/ 每次開啟程式，會隨機產生六個小精靈，顯隱性的顏色也都不一定，你必須用遺傳學的知識去找出這六個的基因型是什麼。然後把牠們都放在底下確認區的位置，最後按下CHECK按鈕。如果放錯，那隻小精靈就會消失，所以就不可能得到全對的答案。 而找答案的方式，就是從孟德爾遺傳定律去理解，到底什麼叫做「隱性」？透過配種怎麼知道哪種顏色的是隱性？你要用誰配誰才能知道隱性是哪個？知道隱性的顏色之後，要怎麼知道顯性性狀的基因型是AA還是

其實網路上已經有很多擴散作用的演示動畫，不過原因老樣子，flash已經不支援，而且我用行動學習的方式，又希望學生可以自己動手操作看看，再加上最近又開始碰scratch，所以就自己再來寫一個模擬程式。 網址： https://scratch.mit.edu/projects/277978311/fullscreen/   操作很簡單，進入之後按下方的綠色箭頭就會開始了，球遇到牆壁會反彈，遇到其他球也會反彈。你可以調整速度或是左右放的球數。按下個別的球可以標記那顆球，還有呈現移動軌跡。 授課的使用方式，就是讓學生預測結果後，並操作，然後去解釋原因。有了微觀的模擬操作之後再去思考巨觀的變化是怎麼發生的。

前幾天讀這本有趣的書《超獵奇！人體動物圖鑑①烏龜的殼其實是肋骨》。作者的畫風想像了一個情景-「如果人類的身體像某某動物，那會長什麼樣？」 各位可以自己用書名google一下這本書裡的圖片，應該不少人會很愛才是。 我翻著翻著突然想到要來整理一些知識，那就是關於動物怎麼呼吸換氣這件事。 人的呼吸換氣很簡單，就是胸腔的擴大縮小而已。肋骨的向外向上移動，加上橫膈的向下移動，造成胸腔的擴大，而吐氣就是肋骨的向內向下，加上橫膈的向上移動。所謂「胸式呼吸」就是以肋骨移動為主導的換氣方式，換氣時可以看到胸腔起伏。而「腹式呼吸」則是以橫膈移動為主導，當橫膈下降時，則會讓腹部向外擴張。這種人類稀鬆平常的事情，在其他動物上可就沒那麼簡單了。 就先從青蛙來看吧，青蛙沒有像人類一樣包覆整個胸腔的肋骨，也沒有橫膈，所以他們的換氣方式就和我們不同。我們這種叫做被動呼吸，因為空氣是「被動」地被吸進口腔。牠們的方式則是口部擴張，主動地吸了一口氣，然後再把這口氣擠進肺裡頭。而吐氣也是如此，口腔擴張後，把肺裡的氣進入口部，再擠到外界。這個動作稱為Buccal_pumping。 下兩圖來自在wikipedia的 Buccal_pumping  。不同的兩生類用了不同的流程，下面這種二行程的出現在大多數的兩生類，外界的空氣和來自肺部的空氣會被混合。 source:https://www.wikipedia.org/ 而這種四行程的動作，則是像爪蟾或是鰻螈的換氣過程 source:https://www.wikipedia.org/ 這類型呼吸方式在某些種類的鯊魚也可以見到。 先說說一個傳說，有人說「鯊魚只要停止游泳，就不能呼吸」，這對嗎？答案是對的，但也不是全部鯊魚都這樣。像大白鯊就是得一直游泳才能換氣，這種就叫做obligate ram ventilation。 而像護士鯊，則是可以停下來休息，因為牠們就靠主動把水吞進口腔和鰓，使他們即使在靜止狀態也能換氣。這個叫做 Gular pumping。這段影片44秒開始，可以看到一些鯊魚就是進行這個過程。 我以為這種主動把氣灌進呼吸器官的動作，對人類來說，大概只有被CPR的時候才會進行。就是你倒下來之後，別人主動灌氣到你胸腔裡那樣。不過我看 WIRED 的這部影片時，才知道原來我們也可以這麼做。 Almost Impossible 這系列影集介紹了許多運動項目中

 幾年前在這個網站上看到有個 數字的瞬間記憶 遊戲，帶著學生玩都覺得非常有趣。 搭配這個 黑猩猩做瞬間記憶 的影片，更可以感受到人類的能力的不足。 但是幾年後，FLASH已經被各家瀏覽器封殺後，這個遊戲越來越難使用了，除非刻意幫瀏覽器姐鎖，否則根本玩不了。 這兩天我就想乾脆自己來做一個好了，於是就用Scratch來做出一個了。 連結在這 https://scratch.mit.edu/projects/277014957/fullscreen/ 自己做了程式才好微調一些東西，左下角可以調整牌顯示的時間，是那個數字乘上0.1秒，預設值是10，也就是1秒鐘。右下角是從幾個數字開始玩，預設是3個數字，最多就是玩到20個數字。不過我給學生做了測試，就算是再努力，大概同時8個數字就記不得了。