2010年8月31日

果凍蠟做的腦模型

做這種有的沒有的事情,我最有行動力了。

前兩天看到網友水母在噗浪上噗了一個產品,叫作大腦製冰模(請去賣書的那個網站找)
就是這個!


身為生物老師,怎麼能沒有這個東西呢!一氣之下,就立刻下定了(氣啥?),隔天就送到小7等著我去領回來了。
(這個模的另外一面長得好好笑,明明就只是四個分半的球,可是一看就很有趣)


人家本來是用來製冰,不過我前一陣子玩果凍蠟玩到什麼都想用果凍蠟來做看看。
所以就用果凍蠟做了這麼多個大腦模型啊


這個是原色的
(如果事後再拿油性筆塗各個分區應該也很有趣)


這個有加紅色染料,染料是去台北後火車站那的化工行特別買的油性染料,買的時候就跟老闆說要果凍蠟的染料就行了。


梅子建議說,下次做的時候可以加上綿線,把它當真正的蠟燭燒。
如果是燒額葉,就會有提升語言和學習的功能;如果是燒顳葉,就可以變成順風耳;燒枕葉可以變成千里眼。

2010年8月28日

采諭的毛根噬菌體有新版囉

還記得上次我在blog廣告的毛根噬菌體嗎?


kitty采諭終於推出新版的製作過程啦,這次的製作在另一位朋友大喵的協助之下,終於有了全新的作法,更簡單呦
http://tsaiyu-wu.blog.ntu.edu.tw/2010/08/28/bacteriophage-2/

拿過五次台大傑出TA的采諭也會在這次的生物趴辣客(Bio Potluck 1)現身兼獻聲
當天她會介紹她如何帶領台大的學生進行動物園的校外教學,讓我們了解如何玩弄這群天之驕子的大學生!(被玩過的可都說好呢!)

另外她也會帶來她製作的噬菌體來感染大家,我預計未來的趴辣客活動會再邀請kitty采諭來進行噬菌體的製作教學。
(雖然我們第1屆的生物趴辣客還沒開始,但我已經開始在物色未來幾場端主菜的囉!)

再次提醒
http://registrano.com/events/bio-potluck-1
報名時間是9/1晚上8點,名額有限,請把握機會。


2010年8月26日

第1屆生物趴辣客(Bio Potluck 1),準備開跑!


從很久以前開始,我就一直想辦一個這樣的網聚,。
最近這樣的心,越來越熱,趁著自己三分鐘熱度還沒過,趕快就來辦一場吧。

我們的聚會叫作生物趴辣客(Bio Potluck)


趴辣客(Potluck)是參加者每人帶一份菜餚前來的聚會。
生物趴辣客(Bio Potluck)不是要你帶菜來,而是帶一份想法,可以是實體教具、教材或教法,任何一個你覺得可以和大家分享的,都可以。
除了參加者帶來的一份小菜之外,我們還會準備主菜

第1屆生物趴辣客為各位端出的主菜的是

他們端出的主菜,絕對美味精彩!
想嚐嚐嗎?準備好你的小菜,來報名生物趴辣客活動吧!

時間:9/11(六) 1400-1700
地點:蛙咖啡 (台北市松江路69巷5號),這裡有地圖
名額限定:20人
費用:150元(請當場繳交,這是用來合資支付包場費用的)
進行方式:三個小時的時間中,共有20盤小菜+主菜5道
小菜:20盤小菜就是各位參加者啦,
自我介紹以及介紹任何希望與大家分享的生物相關點點點(教材、教具、教法......),限時2分鐘(才兩分鐘而已,請不要太緊張)
會場中有一個52吋的液晶電視可以接筆電輸出訊號,如果你要分享的資料是電子檔,請事先寄給我 pancala@gmail.com
主菜:由五位講者輪番上陣,每位推出25分鐘的菜餚!

報名請至http://registrano.com/events/bio-potluck-1
現在是廣告時間,開始報名的時間是9月1日晚上8點

如果反應不錯,我們可以繼續辦下去!


2010年8月25日

製作水晶體模型

眼睛裡的水晶體是一種很妙的東西,不管生物或理化都會講到它。可是這個東西因為太奇妙了,所以很難找到合適的教具來表現它。


之前解剖某些生物的時候,都特別去注意過他們的水晶體

像是鯊魚眼睛




丁香魚的眼睛


雞的眼睛




前幾天去參加2010物理教學及示範研討會,第2天的時候,林宣安老師分享了他用保險套和底片筒模擬的水晶體,然後只要用針筒注水進去,就能讓水晶體改變形狀,進而改變焦距,達到演示的目的。

林老師的作法我簡單敘述一下,如果看不懂,請洽林宣安老師。他是將一個底片筒橫切成一個環狀結構,然後拿保險套剪成兩片,用止水膠帶纏繞在環狀結構的兩側,然後在環狀結構用針筒注水,只要水多一些,保險套的皮就會往外凸,焦距就會比較短,相反地,把水抽出來一點,就可以有比較長的焦距。
(ps.我剛剛查google的時候,發現林宣安老師常常跟保險套連在一起啊)

然後注水造成的改變其實和真實水晶體的變形還是有段差距,因為水晶體的變形是藉著外力而改變的。
睫狀體的肌肉收縮時,水晶體旁的懸韌帶會鬆弛,然後水晶體就會因為自身的彈性而增厚,讓焦距變短,這樣就能看清楚近物了。像上面這樣的敘述,其實很多人都搞不懂之間的關係,所以這時候就需要具像化的教具來演示這個過程。


我在岩手縣綜合教育中心的資料中,找到了水晶體、懸韌帶與睫狀體之間關係的DIY教具。

連結如下
高等学校生物Ⅰ「環境と生物の反応」において眼の構造とはたらきの理解を深める学習展開に関する研究−
遠近調節に関するモデル教材の開発をとおして


在跟著做上面文件這個教具的時候,遇到最大的問題就是找不到做水晶體的材料。原始的設計用的是一種稱為「水之素」的材料,是用來做建築模型時,表現海洋、河流的材料。但是我問了好幾個美術用品社,都沒有找到這個東西,所以一直都沒有把這項教具做出來。

後來有一次逛化工行的時候,看到果凍蠟之後,才開始了這項教具的製作。現在想想,也許當初那位日本老師用的「水之素」,說不定就是果凍蠟?

果凍蠟使用前要先撕碎加熱,等到變成液狀之後就可以倒入模具裡頭。要注意,不能熱到沸騰冒泡泡,如果有泡泡,做出來的水晶體就會霧霧的。在製作過程中如果看見液體中有泡泡,可以敲擊邊緣,讓泡泡浮到表面就可以了。



這就是我做出來的水晶體,真的有放大功能喔


直徑約4公分,厚度約2公分


放在光線之下,還可以聚焦,更酷的是,把它擠到胖胖的,或是壓的扁扁的,焦距都會改變。


那模具呢?其實就是用鋁罐底部的凹槽啦,只要把果凍蠟的液體倒入凹槽裡,就可以做成一個平凸透鏡。如果要做雙凸透鏡就需要做出兩個平凸透鏡,然後把兩個黏在一起就可以了,用什麼黏呢?不用任何東西,果凍蠟是個很特別的東西,兩片果凍蠟壓在一起就可以黏在一起啦。

如果要做更大的凸透鏡,就需要更大的模子,例如鍋杓。


做出來的水晶體就可以這麼大一個



用鍋杓做出來的水晶體,從側面看加上昏黃的燈光,根本就是肉圓的樣子嘛!(這個因為做的時候氣泡太多,所以看起來就霧霧的)


水晶體外面要加上懸韌帶,所以得在水晶體倒模的時候就在外面先加上一圈帶子。
下圖是用鋁罐底部做的時候,在外圍加上一圈緞帶。(原設計者,是加上塑膠繩)


我們的懸韌帶是用2mm的魚線作的


睫狀體是用水管加上通管條做的(原作的設計是用彈簧加上水管通條)



把通管條塞入水管中繞三圈(我買15尺的通條管,實際只有用到約1/3),這樣在拉通管條的時候,水管圈成的圓形就會縮小,這時候在水晶體和水管之間再綁上2mm的魚線。
所以當通管條拉緊時,代表睫狀體的水管就會收縮,水晶體就會變厚;當通管條拉長時,代表睫狀體的水管會舒張變大,水晶體會被代表懸韌帶的魚線拉扁。

(真的很像肉圓)

這項教具其實還有些問題
  1. 魚線拉水晶體的時候,拉得太大力時,外圈的緞帶會和水晶體分離。不知怎解?
  2. 睫狀體內肌肉的收縮模式其實和這項教具不太一樣。

後記:前幾天跟一個理化老師講到要做這個教具,結果她說為什麼要做那麼多條懸韌帶,不是上下做兩條就可以了。追問之下,才知道她誤會了示意圖,我想這也是很多學生會產生的迷思概念吧。

圖片來源:http://www.cgmh.org.tw/intr/intr5/c63400/index.htm

2010年8月24日

腦波儀+眼動儀的初體驗

今天做了一件很了不起的事-去交大灌注腦漿
灌腦漿
真的很像,對不對!看起來很像是用腦過度,然後腦漿流光光,所以就用針筒補灌注腦漿。

其實我是在做被測腦波的前置工作。

數個月前,在交大唸書的米珊,輾轉請梅子提供數十顆新鮮的高中生大腦,她們要做的研究是觀察學生在看媒體時的腦波和眼動的變化。
據說學生報名算踴躍,畢竟能夠親眼看見自己的腦波,是一件很酷的事。

這麼酷的事,怎麼可以只有學生獨享呢!於是在學生實驗做得差不多之後,我和梅子就藉著拜訪佘曉清老師之便,順便體驗了一下測腦波的這件事。

上面那張照片就是在戴上腦波偵測的電極帽(?)之後,然後在電極和頭皮之間用針筒注射玉米澱粉做的膠。請放心,針筒用的是鈍針,所以不會發生「針插入腦袋,把澱粉膠打進去,以致於變成醬糊腦」的事件。至於眼動儀則是直接由螢幕下的攝影機拍攝下瞳孔的位置變化去分析的。

能親自接觸到真正的腦波儀和眼動儀是很令人興奮的。其實前幾個月前為了論文,我也曾經用webcam作了一個超低價眼動儀,軟體的部份是用open source的 ITU Gaze Tracker。因為是open source,所以我就很根據自己的需求,另外添加了一些功能,還用C++寫了兩個小小的軟體,來協助我擷取螢幕畫面。雖然後來完全沒有用在我的研究上,但是至少可以為我將來萬一癱瘓做準備,因為還可以用GazeTalkEyeTube的軟體,打字和看youtube。有空我應該把我那時候做眼動儀的心路歷程寫下來,也許有些人會需要吧。

另外,腦波的部份,我以前也很有興趣自己做個腦波儀,因為只要200-400美元就可以製作一個啦,詳情請看OpenEEG這個網站。

學習時腦波和眼動發生了什麼事,這是一個很新穎的研究,有機會也許我也會想玩玩。

2010年8月22日

凹面鏡作的新瞳孔觀察器

去年我寫過一篇自製瞳孔觀察器,單個的製作成本大約是50元左右,就是下面那樣的東西。


去了物理教學及示範研討會之後,隔天一早立刻有了新瞳孔觀察器的想法,而且這個連動手做都不用!
材料就是這個直徑為8.5cm的凹面鏡,你看那個十元硬幣在凹面鏡上出現的影像,變得好大好大(但是並不會因此而變成一百元)。
DSCN2304.JPG

我們這款人種的虹膜顏色本來就比較黑,所以拿著平面鏡照半天,也不容易分辨瞳孔大小的變化。特別是初次細細觀察自己瞳孔的學生,看了老半天,也搞不清楚瞳孔到底是大還是小。(所以那些藍眼珠的歪國人,就不會有發明瞳孔觀察器的動機)

不過如果是用凹面鏡來看,因為它能將影像放大,所以能看見自己虹膜上的紋路,甚至是虹膜的厚度都看得出來呦。

但是為了要能看清楚,所以還是得另外補光。我目前嘗試的經驗是,如果拿個小LED燈直接從眼頭側面照虹膜,那觀看的效果最好。而為了避免對眼睛太刺激,還可以把LED燈包個紅色玻璃紙再來照。

我手邊這個凹面鏡來源是物理研討會裡邱老師的工作坊,我向她詢問這個凹面鏡的價格和購買點,她說是和雲林的「元虹」購買,單價是25元。後來我也上網查了一下,在網拍頁面中,鍵入關鍵字「凹面鏡」也是能找到25元一個的凹面鏡,不過直徑略小1cm,我就不知道效果是否也是一樣囉。

2010物理教學及示範研討會

過去紀錄:
2008物理教學及示範研討會(上)
2008物理教學及示範研討會(下)
2009物理教學及示範研討會-偏光畫、聽診器與飛行蝴蝶

有人問我,身為一個完全不用教理化的生物老師,為什麼我連續3年都去參加物理教學及示範研討會?其實答案很簡單,生命現象的展現,都是要靠物理和化學才能解釋,身為一個生物老師,怎麼能不懂一點皮毛呢?除了這個答案以外,「好玩」是我來參加的第2個理由。

今年的研討會在中央大學舉行,託這次研討會的福,身為桃園人的我,終於有機會到桃園高鐵站一遊了。從新竹到桃園的高鐵車程只要10分鐘而已,椅子才剛坐熱,馬上就到了。


研討會的第1天上午安排了四場工作坊,不過時間安排之下,最多也只能去參加兩場。
我選了「玩手機,學物理」和「影像傳奇,超級變變變」兩場工作坊。

帶領「玩手機,學物理」的團隊成員中,有幾位的blog,平常我就有在注意。像是
謝甫宜老師的科學遊戲部落格
王德麟老師的科學玩具柑仔店
陳坤龍老師的動手玩實驗室

因為是團隊包辦工作坊,所以課程是大家輪番上陣。

一開始是許泰記老師展示氣球相關的教具和與手機相關的教具,他在展示的最後秀了一招,是我很好奇的。他吹了一個小氣球放在一個大氣球裡,然後對氣球表面吹了幾口氣,小氣球就在大氣球裡爆炸了(我猜想,吹氣只是個幌子)。這招看起來很炫,不過可惜許老師沒有揭密,後來我去問小p老師和彥文老師,到底那是怎麼做的,他們推測似乎是透過擠壓大氣球來造成小氣球爆炸,到底實情為何,就看看有沒有人能找出真像囉。

接著是王德麟老師和陳坤龍老師的展示,兩位老師的課程內容在他們的blog裡大多可以找到。(科學玩具柑仔店動手玩實驗室)

陳坤龍老師的課程裡,幾個手機來電閃的製作課程蠻有意思的,有簡單的,也有複雜的。像下面這個只用了檢波二極體和LED的裝置,居然就可以在手機來電時產生作用,讓LED發光。不過在會場裡真的做出成功效果的不多,因為實在都沒料到,在會場裡大家的手機幾乎都沒訊號  XD


除此之外,陳老師帶大家做的轉不停陀螺,這個最令我驚喜。
因為我幾年前在日本的YPC例會中看過他們製作這個玩具時,那時候就一直很想跟著做一個來玩,後來用這個關鍵字「リードスイッチごま」,找到了一些製作資料,像是
http://www3.atwiki.jp/cloud9science/pages/101.html
http://physics.cocolog-nifty.com/weblog/2008/10/post-685b.html
所有材料都買好了,可是最後卡在磁鐵的問題,所以一直沒成功。因為曾經有過這樣失敗的經驗,所以當我在這工作坊看到陳老師教導製作這個轉不停陀螺(リードスイッチごま)時,心中自然是很驚喜啊,雖然我到結束的時候,還是沒有做出來。


第2場工作坊是邱韻如老師的影像傳奇,超級變變變,老師的課程內容在她的網站上也可以見到大部份。會場中看到邱老師的三色燈光展示品,這是要用來展示有顏色的影子,正好我前幾天才寫一篇影子也能變3D,所以我就去跟邱老師分享這個3D影子的作法。


會場中的小插曲,去年認識的陳文華老師,在去年的研討會中送了我好多隻他親手做的作品(請見去年紀錄)。他真是健達出奇蛋啊,驚喜一,他今年改用改用保利龍薄片來製作了,沒想到保利龍可以切削成這麼薄;驚喜二,他居然還做了飛鼠造型的;驚喜三,本來他只是要拿最底下有我名字的那隻給我,沒想到他給上癮了,每隔一小時就給我幾隻,所以最後我就有十幾隻了。


下午的演講中,美國馬里蘭大學退休的Richard E. Berg教授,講The Physics IQ Test。用了很多教具,來問這邊的物理問題。
例如問下圖這樣的字


透過玻璃管來看,為什麼只有藍色的字會顛導,紅色的不會顛倒


然後他會提供三到四個選項,讓我們舉手作答,他就用幾十個選擇題,串起了整個演講。

坐在我旁邊的文昭老師,看到我常常選成錯誤的答案,就說「我的有些觀念跟國中生一樣」
聽到他這樣說,讓我感覺到非常驚訝。

我仔細思考了剛剛那些問題,其實很多知識是我國中或高中就學過的,理論上我應該能答對,但是我卻答錯了。在我學習這些知識多年之後,我的答案卻回到了我接受知識前的質樸概念,所以這代表了當初我在學習時,並沒有將知識內化,反而只是強記,或許只是假學習而已。如果當初我的學習不只是透過老師的口頭講解和書本說明,而是透過大量的實作與觀察,我想我習得的知識不會只是這樣。

這樣的思考歷程,讓我想到最近在複習9年級生物發生的事情。許多學生在7年級能答對的問題,到了9年級再問一次,往往都會回到最初的概念,或是產生錯誤的連結,例如:
「鴨嘴獸和針鼴是卵胎生」
「蛋裡的小白點是一個細胞」
「魚和蛇沒有脊椎骨」

透過自身經驗的反省,我更能體會學生是怎麼學習的。

2010年8月21日

實作簡易光纖內視鏡

最近看到王大胖老師在他科學玩具柑仔店的blog裡介紹光纖燈,讓我想起放在櫃子裡的一束光纖。

那時買的規格是∮0.75*90cm ,數量大概是三四百條,然後我請賣家事先將兩端集束做頭,就像下面這樣。


兩端已經切平磨光


當初會買來,主要是想實作光纖內視鏡,不過呢,這樣的作法不成功。

怎麼說呢?看看以下影片。我用手電筒照其中一端,另外一端不負期望地亮起來了,但是卻是不規則的亮點。
舉個例子,本來我期待的樣子是,我照A端左邊的三條光纖時,應該是B端右邊的三條光纖亮起來。不過實際的樣子卻是B端的三條光纖分別亮在不同的地方。這樣不規則的樣子,當然看不出內視鏡的效果囉。
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不過在黑暗裡這樣看,視覺效果倒是很不錯。
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因為賣家做的兩端集束不是剛好對準位置的,所以我只好自己從頭來過,
材料用了粗吸管、光纖和砂紙


作法就是把光纖塞到粗吸管(我大概塞了一百多條光纖進去吧),然後就是把兩端剪齊,再用砂紙磨光。如果要當內視鏡,其實應該要讓它更長一點,不過太長就不容易讓光纖整齊排列,反正只是試驗,所以我就只用了8公分的光纖束。

底下那根包了兩段吸管的東西,就是這次實作的簡易光纖內視鏡。把吸管分成兩段,是為了讓兩端都能整齊排列。說是內視鏡,其實也只是模仿內視鏡的作法而已,內視鏡如果真的像吸管這麼粗,那大概只能從屁股插進去吧。


光纖內視鏡的像素取決於使用了多少光纖,像我做的這個,充其量大概只有100多像素。





實際上的樣子就像這樣囉
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如果有辦法把更長的光纖,兩端整齊固定的話,那效果一定更棒!

後記:做這個東西的時候,覺得這好像我們的視網膜。視網膜上的感光細胞,就像是光纖束裡的每個光纖端點,每個端點只有照到一小部份的光線,單獨看那端點看不出是什麼東西,但是每個小端點的資訊集合在一起,就能看得出來整體的樣子是什麼了。

2010年8月19日

視覺暫留的費納奇鏡

這是一個將近兩百年前發明的玩具-費納奇鏡(Phenakistoscope),是利用視覺暫留的原理做出動畫的效果。

我使用的圖片來自Running Cougar Wheel

其他的材料還包括圖釘、粗吸管和一面鏡子。如果沒有粗吸管,也是可以用筷子啦,不過前幾天我在中研院帶活動的時候,給一群小孩子做這個活動時,本來是準備竹筷子給他們用,不過大家都反應很難用圖釘插進去,後來改用粗吸管,效果就好多了。所以為了製作方便,還是使用粗吸管好了。
費納奇鏡


作法很簡單,把圖卡裁剪下來之後,用圖釘固定在粗吸管上,像個風車似的,不用三分鐘就完成了,
費納奇鏡

比較麻煩的是如何觀看。

這需要一點技巧,初學者往往不知道要看哪裡才能用動畫效果。
觀看的方式是「將圖案面對鏡子轉動,觀看者透過圓盤邊的缺刻處,看鏡中轉動的圖案」

結果就像下面這影片一樣



關於費納奇鏡,在下面這網頁,還有些相關的資料和圖片可以參考
http://blog.roodo.com/mdstuffs/archives/5904573.html


費納奇鏡和先前介紹的視覺暫留的小玩具zoetrope,其實原理都是相同的,都是透過「縫」造成視覺暫留的感覺,而這種效果也可以透過頻閃燈來做到。像之前皮克斯的展品,就是這樣做到的。


影子也能變3D

我一直很喜歡玩立體照片,過去就寫了好多篇DIY做3D照片的方式
製作立體照片
用GIMP作立體相片
用StereoPhoto Maker做各種立體圖片
用Google Earth做紅藍立體圖


最近在野呂茂樹老師的科学工作&科学マジック看到了一種特別的3D作法。
可以讓影子變成3D,而且是即時的喔

原始資料的介紹在下面的連結。
221 さらに簡便な「影が空中に浮く」装置【光】
288  立体影絵(2010/7)

基本的作法只要使用紅藍玻璃紙和手電筒就可以了。


把兩支手電筒各自包上紅色和藍色的玻璃紙,這樣就可以照出紅光和藍光。
我本來是拿單車用車燈包玻璃紙,不過效果不佳,因為單車前燈的LED燈很多顆,最後照出來的光會分成很多道紅光和藍光,所以後來是去賣場買一支99元的手電筒,光源只有一顆LED燈而已。

把這兩支手電筒像下面照片一樣擺在一起,同時投射出紅光和藍光。


接著把要看出3D影子的物體放在光線前面,背後可以用圖畫紙當背景,或是找面白牆也可以。此時在背景就會出現兩個重疊的影子。


這其實是個詭異的事,照一個不透明的物體,居然會有紅色影子和藍色影子?想想你被黃色的路燈照到之後,背後會出現黃色影子嗎?被白光照到,會出現白色影子嗎?

事實的真相是,左邊紅色的影子,其實是藍光照出的黑影子,然後被紅光照成紅影子,藍影子的成因也是一樣。
要照成這樣,就必須把紅色手電筒擺左邊,藍色擺右邊。

手電筒擺的位置很重要,因為這必須跟立體眼鏡的顏色位置一樣。
也就是說,這時你需要讓左眼透過紅色玻璃紙、右眼透過藍色玻璃紙來看這個立體影子。

本來的影子都是平面的,沒什麼特別,你也感覺不到景深。但是透過立體眼鏡去看立體影子,就可以神奇地看到一個立體的黑影飄在背景上面,非常適合鬼月觀看。

那個紅藍立體眼鏡也不用真的去做出一個眼鏡來戴,只要剪兩塊玻璃紙貼在眼睛上就好了啦。

對了,Google推出的街景服務,大家應該不陌生吧,其實那也有3D立體模式可以看。
只要在街景模式的時候,按滑鼠右鍵,選擇「3D mode on」,這樣再搭配紅藍立體眼鏡就可以看到立體的街景了。


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