2017年9月26日

讓實驗器材在盒子裡乖乖坐好

這篇是延續這篇的《用IKEA說明書的概念規劃實驗器材》,其實我覺得之前我那設計蠻好的,就讓學生收器材的時候知道哪個東西要放哪裡,不過天算不如人算,人算不如學生算。即便都畫好器材的屍體線,學生還是沒有辦法「直覺」地把它們放在正確的位置上。


於是乎我想要把這個器材盒立體化!我拿塑膠瓦楞板做雷射切割,看起來就立體了,有一個一個洞,應該會讓人忍不住想把東西放在洞裡吧?






不過塑膠瓦楞板出乎我意外的難切,雷射切割的速度得放慢才切得過去。於是乎又想到別的材料了,跟老王聊一聊得知他們釣蝦的人會特製「釣蝦槍箱」!用泡綿特別切割出每一個器材的洞,可以歸位器材又可以避震。太好了,那我就改用泡綿來切看看好了,這樣器材就可以歸位又避震了(並沒有這種需要好嗎)


試了一片泡綿,果然比塑膠瓦楞板好切很多,從此之後敝校的實驗器材就走高級風了,謝謝。一切看起來更顯高貴與尊榮不凡,忍不住讓人想把器材放進洞洞裡吧?










自製iPad倒立顯微鏡觀察洋蔥質壁分離與小魚尾鰭

簡單的說這篇,就是我設計了一個iPad用的倒立顯微鏡,要觀察的洋蔥連皮都不用撕直接放在培養皿上,就可以直接觀察細胞。而且要加鹽或加鹽水,也都是直接在培養皿裡操作就可以。而且在培養皿裡直接觀察的好處是,可以一次觀察多種標本,也不用擔心湯湯水水的流來流去。而用iPad來做數位顯微觀察的好處很多,一方面是可以兩三人同時觀察,也可以利用錄影的方式回放或加速播放,可以看到細胞的變化。

前面是摘要,現在是前言介紹一下。國中生物裡,我們都會講到一個科學概念-植物細胞放在濃鹽水、濃糖水會發生細胞質脫水的質壁分離現象。這不是教科書裡的實驗,不過我為了讓學生能夠真實看見而理解,我都會儘量讓學生操作這個實驗。

不過操作上常會遇到一些問題:以往的作法是先做一片洋蔥表皮(或水蘊草葉片)加清水的標本,顯微觀察後再於蓋玻片旁邊滴鹽水,另一邊則是用吸水紙把水吸掉,就像是在做顯微染色一樣,不過這個作法好需要練技術。

後來我就乾脆讓學生一次做兩片玻片,一個泡清水,另一個是泡鹽水的,同時製作兩片就可以同時觀察。但是這又有一個問題,無論是做鴨跖草或是紫洋蔥,如果是要撕皮,都不太容易一次撕下全部組織都是帶紫色的,常常都是只有一小塊是紫色的。除非看到紫色部份的變化,否則不容易觀察到質壁分離的現象。而如果是觀察水蘊草,又會因為水蘊草的細胞比較小,而且有兩層,所以學生直接使用複式顯微鏡觀察就不是那麼直接可以觀察,即使看到也不太容易意會到自己正在看到質壁分離。

總之,這是一個很值得做觀察探究的實驗,但是卻不太容易操作的實驗。


不過呢,經過幾年的嘗試和學習,今年總算突破了。一方面是在科學maker社團中學習到手機顯微鏡的一些技巧,另一方面則是有賴於數位加工技術。



我手上的這個就是用在iPad前鏡頭的倒立顯微鏡!本體是以5mm壓克力製作,中間加上手機顯微鏡的鏡頭組。由於鏡頭組的焦距約是3mm,所以我在上面再黏上一片2mm的壓克力,而塑膠培養皿的底約是1mm,亦即只要標本貼在塑膠培養皿上,就可以落於焦距上。

此外我也在本體下方再加上一小片2mm壓克力的擋板,當置放於前鏡頭的時候,靠著就可以對好鏡頭位置。



下面這個影片就是實際操作的過程,可以看到我怎麼安裝怎麼觀察和紀錄。



如果使用縮時攝影拍攝就可以看到如下的結果


不過在教學上使用時,我建議還是用普通錄影的方式(而不是縮時攝影),因為以下幾個原因:
1.一般錄影在播放時,就已經可以用拖曳時間軸的方式看到快速變化的情形,不需要特別用縮時紀錄。
2.iPad原生的縮時攝影功能無法設定幾秒拍一次,所以縮時攝影會看不出來實際上在幾分鐘的時候有什麼變化。而知道在幾分鐘發生變化是很有意思的,你可以把這變成探究的問題之一。比方說事前讓學生猜幾分鐘的時候會發生什麼變化。
3.除非你拍得夠久,否則縮時攝影後的影片時間會很短,短到很難停下來好好看清楚。


前面的影片裡使用的紫皮洋蔥,我都是直接切小塊放在培養皿,不需要撕皮就可以觀察。也因為這樣,所以可以維持組織的完整性。加上鹽之後,可以看到位於邊緣的細胞開始脫水,而中間的細胞則仍然沒有變化。這當然也是探究的問題之一,想想看為什麼是邊緣的地方開始脫水呢?


這樣的實驗裝置非常方便,因為不需要特地前往實驗室,就可以在現有的教室內進行實驗,而實驗後的清洗也很簡單,就只要把培養皿沖一沖擦乾就可以。當然更重要的是,學生要進行這個探究活動,也非常簡單。就只要幾個步驟:
1.放顯微鏡在iPad上,放培養皿在顯微鏡上,放洋蔥在培養皿上
2.開啟錄影
3.加鹽




用這樣的器材也可以進行更深入的探究活動,我在九年級的生物專題裡,就讓學生配置連續稀釋的鹽水和糖水。每組使用不同濃度的溶液,然後錄影觀察。最後大家把影片調整到同一個時間(例如滴加溶液後的一分鐘),同時比較此一時刻的細胞脫水了幾排,也可以估算其生理食鹽水濃度約為多少。甚至也可以直接用直尺測量在不同時間階段的細胞形狀變化情形,將原有的質性實驗改變成量化實驗。









這樣的實驗裝置可以更輕易地觀察小魚尾鰭了,特別是最近本校的水池裡放養了幾百尾孔雀魚,可以讓學生自己撈起來自己在室外做血液循環的觀察了呢!
(下面的教學流程中,因為翻拍的關係,似乎不太容易清楚看到血液循環,不過實際看iPad,是非常清楚的)




2017年9月3日

用IKEA說明書的概念規劃實驗器材

IKEA家具組裝的說明書,有其特殊風格,幾乎不用特別文字說明,看圖就可以知道怎麼組。幾個月前才有個消息是他們異業結合推出了組裝式的料理-「Cook This Page」,一張紙就是一個食譜,也是料理平台。他們在一張底紙上畫上各種食材的種類、大小和份量,你只要把東西放在底紙上,你再按照指示將紙捲起來,送進烤箱烤,拿出來以後就是一份美味料理。(當然那紙的印刷油墨也應該是可食用性的)

詳情可以Google一下Cook this page,或是看看這段影片
https://www.designboom.com/design/ikea-cook-this-page-recipe-leo-burnett-campaign-06-22-2017/


我看到這個訊息之後,突然就有了個靈感。每次要學生收實驗器材的時候,總是疲於跟學生說明哪個東西要放哪裡,口頭上溝通真是困難。以前甚至還把器材拍照放上moodle教學平台,要學生做完實驗照著照片收。不過我現在想想,不如就用IKEA的作法來玩玩吧。

我先量好每個實驗器具的大小,就在紙上劃上特定大小的格子,再加上文字說明。這張紙印出之後,放在實驗器材的塑膠盆中。一項項器材就安坐在指定的位置上,學生要收拾也只要照著這個位置放好就行了。

這些底紙的規劃檔案(pptx)在此
https://drive.google.com/file/d/0Bzwhi7Oh9a5ZZ3N6eG5uMGhCSW8/view?usp=sharing

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國中生物的第一堂課-圈詞賓果認識課本

新生進入國中的第一堂課,除了老師學生的自我介紹外,還會做些什麼呢?
通常會介紹課程架構,不過這個目的有沒有什麼活動可以達成呢?

去年做了一個簡單活動,讓學生看課本幾分鐘之後,請他們站起來說幾句話「我是XXX,我看到OOO、OOO、OOO」,那些OOO就是他們從課本裡看到的詞,這讓我可以在第一節課透過學生的表達來初步認識學生。

今年則是把這個活動再包裝一下成為「圈詞賓果」

學生自己準備一張白紙,在紙上畫上九個格子,然後翻閱課本找出9個名詞填入,任何名詞都可以。可是因為目的是要賓果連線,所以要盡量找出大家都可能寫下的熱門名詞。

全班寫好之後,每個人講一個自己寫下的詞,其他人則是仔細聆聽畫記玩賓果。

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有些學生能夠在兩輪(每人講兩次)的情況下,完成最高8條線,而有些則是一條線都沒有,這兩種學生也都是很厲害啦。一個是很會找熱門詞彙,一個是專走冷僻艱深的,比方說他會寫「編輯主旨」、委員姓名啦....

圈詞賓果這個活動,實質上可以讓學生快速了解課本內容,他們要翻閱課本找詞彙,然後我又會介紹這個課本共有六章,剛剛念的詞分別屬於哪幾個章節,這些章節又介紹哪些內容。一個活動能快速建立關係、初步了解對方,以及讓對方了解未來課程內容,這活動我覺得很不錯。

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