從手作到創新

什麼是顯微鏡

�Microscope

�Micro=微小

�Scope=觀察儀器

最簡易的顯微鏡-水滴

眼裡也有放大鏡

誰的眼睛？

直徑 6 cm

你認識這些顯微鏡嗎？

•光學顯微鏡

•電子顯微鏡

•數位顯微鏡

•複式顯微鏡

•單式顯微鏡

•解剖顯微鏡

•實體顯微鏡

光學顯微鏡

•利用光學透鏡產生影像放大效果。

•光波長的限制，解析度僅達0.2 微米(200奈米)

•人眼在明視距離內的解析度為0.2 毫米

電子顯微鏡

•電子的波長比可見光的波長短

•電子顯微鏡的解析度（約0.2奈米）遠高於光學顯微鏡的解析度（200奈米）。

SEM TEM

他們有什麼不同？

數位顯微鏡？電子顯微鏡？

Webcam改裝成數位顯微鏡

行車記錄器改裝成數位顯微鏡

什麼是複式顯微鏡/單式顯微鏡？

虎克Robert Hooke (1635 –1703)

微物圖誌（Micrographia)

微物圖誌（Micrographia)

翰林版 國中 國文 第三冊

問題

�第一個發明顯微鏡的是誰？

�第一個看到細胞？

�第一個看到活細胞？

�第一個描述細胞？

誰發明顯微鏡？

�

Hans Lippershey

(1570-1619)

Sacharias Jansen(1580-1632)

大約在1590年時發明

他描述一個垂直架在銅三角架上，大約21/2 呎長的儀器，其中主要的管直徑為一、二吋，底座是黑檀木製作的圓盤，一端是凹透鏡，另一端為凸透鏡，不同透鏡的組合使此儀器可以折射光線。

William Boreel給法國國王的一封信

3-10 x

最早的複式顯微鏡

虎克不是第一個製作顯微鏡的人！

� 最早對顯微鏡的原始設計做出實質改進的人之一

� 實際依賴倫敦的儀器製造商Christopher Cock來製造顯微鏡。

� 改良：�眼杯用來維持眼睛和目鏡之間的正確距離

�對焦使用分開的套管

�球窩接頭用以托住傾斜的身體

�使用雙凸物鏡1665年 ~30x

雷文霍克

Antonie van Leeuwenhoek

（1632 – 1723 ）

翰林版 國小 四年級 第五課《發現微生物的人》

http://lensonleeuwenhoek.net/lenses.htm

1673年 ～300X

達爾文也用單式顯微鏡！

現代也有單式顯微鏡

日本也有賣單式顯微鏡喔！

http://lensonleeuwenhoek.net/lenses.htm

雷文霍克時代的鏡片製作方式

球的直徑 d= 2r

球的半徑 r

R1R2

F

焦點距離 f

( )21

2

21

)1(111

1

RnR

nd

RRn

f

−+

−−=

，所以、、 RdRRRR 221 =−==

nR

n

f

)1(21 −=

)1(2 −=

n

nRf

玻璃珠的折射率為1.5時，玻璃珠的焦點距離 f=1.5R。所以焦點距離球體表面 R/2的位置

R＝d/2 f=1.5R=0.75d直徑10 mm的玻璃珠焦點距離為7.5 mm，倍率為250/7.5，約為33倍直徑2.0 mm的玻璃珠焦點距離為1.5 mm，倍率為250/1.5，約為166倍直徑1.5 mm的玻璃珠焦點距離為1.125 mm，倍率為250/1.125，約為220倍

虎克用複式顯微鏡觀察繪圖？

是不是有什麼誤會啊？

虎克怎麼畫出來的？

單式顯微鏡

相機

Drawings from van Leeuwenhoek's letter of March 18, 1678.Figures 1 through 4 - rabbit sperm

雷文霍克畫出的兔精子

哪個是複式顯微鏡？

讓手機/筆電增加顯微鏡功能

創新從 Google 開始

買不到，那就DIY吧！

中華黃頁

重點小提示

1.善用網路工具

2.進階搜尋不同語言

重點小提示

3.進階搜尋圖片或影片

繁體中文繁體中文繁體中文繁體中文日文日文日文日文

4.加入社群

有了武器，還要心法

�學生聽懂你說的嗎？

�魚就是魚

�擊節者和聽者的實驗。

知識的詛咒

因為我「知道」，所以我沒辦法設想某人「不知道」的時候是怎麼想的。

《創意黏力學》

1.簡單簡單＝核心＋簡潔。

2.意外吸引對方注意：用驚奇。維持對方注意：用興趣。

3.具體讓人家聽得懂、記得住。

4.可信讓人相信。

5.情緒讓別人關心在乎。

6.故事故事即模擬，激發別人採取行動。

我是怎麼學的？

視覺-插圖

聽覺

生物歌曲：心臟歌

人的心臟一共四個房間

每個房間長得不一樣

長在上面叫心房

長在下面叫心室

肺靜左房左室大動脈

大靜右房右室肺動脈

瓣膜瓣膜在哪裡

房室動脈之間有瓣膜

身體動覺

細胞分裂

減數分裂

地質年代

視覺+聽覺

口訣

�親愛講晚安、淡水二人行、鐵蛋+夕陽

�血漿養雞抗廢

為什麼要學科學？

觀察與提問

從觀察提出好問題

「這張照片裡可以問出什麼問題呢？如果你是科學家，你會問出什麼問題呢？有些是基本的問題，例如有幾隻動物、牠們在做什麼，除了這些以外你還可以問出什麼問題呢？」

從 What 到 How，提出操作型問題

「他們為什麼在這邊」

「他們在這邊做什麼？」

「他們在這邊待多久？」

1. 現在是乾季還是雨季？

2. 圖內實際空間有多大，圖有代表什麼意義？

3. 旱災的時候怎麼辦？

4. 牠們會打架嗎？

5. 牠們下雨的時候躲在哪？

6. 當一隻落單的時候，要怎麼找隊伍？

7. 牠們有沒有家

8. 牠們幾歲？

9. 那邊會不會下大雨

10.牠們是同一個種族嗎？

11.牠們是父系社會還是母系社會？

12.河水乾掉時，牠們要去哪裡？

13.牠們會為了喝水而打架嗎？

14.牠們都是兄弟姊妹嗎？

15.牠們的家在哪裡？

16.如果有肉食動物出現時，牠們會怎麼作？

17.牠們會離開嗎？

18.牠們是群體生活還是單獨生活？

19.牠們在幹嗎？

20.都沒人除草嗎？

21.為什麼天空會那麼藍？

22.為什麼有些動物落單？

23.怎麼只有這幾種動物？

24.牠們吃什麼？

25.有幾種動物？

26.牠們是在那裡休息嗎？

27.時間是早上還是中午？

學生說…

科學對話

�座位的安排

�先提供機會讓學生可以小組對談

�教室的規範

�問題的類型

�不要重複學生的答案

�事先想好無關對錯的回應，例如「謝謝你的答案」、「你的答案很有趣」、「這個有可能」

《The Biology Teacher Handbook》

學生敢發言嗎？

提供機會讓學生可以小組對談

例：第1組和第2組互相分享意見

例：左右鄰居對話(1對1)-->組內對話(1對5)-->組間對話(1對9)-->全班對話(1對29)

你可以這麼問：

避免只有「老師-學生」和「問題-答案」的對話模式，你可以這麼問：

�你們對A組的結果，有什麼問題？

�告訴這一組，你們的結果和他們有什麼不同？

�關於這個問題，你們對這組有什麼建議？

�有沒有人可以對這個意見再補充一些？

�對這個結果，還有可能有什麼不同的推測？

�你們組有不同的想法，告訴全班你們的想法。

刺激科學對話的問題

� 他們有什麼相同的？有什麼不同？

� 你為什麼這麼想？

� 你找到了什麼？

� 你如何找到的？

� 你怎麼能找到？

� 你的證據是什麼？

� 關於這點，你可以告訴我們什麼？

� 關於這點，你還有什麼其他的部份可以告訴我們的？

� 你如何解釋...？

� 你觀察到了什麼，讓你有這樣的想法？

� 如果...，你覺得會發生什麼事？

� 你試過了什麼？你還試過什麼？

� 為什麼沒有動作？

� 針對這件事，你會做些什麼事？

� 什麼原因讓你會這樣想？

� 你觀察到了什麼模式？

� 關於這點，你可以想出什麼問題？

� 你能描述一下發生什麼事了嗎？

批判性思考

從找碴開始！

為什麼要教批判性思考？

國中-九年一貫課程十大基本能力

� 主動探究與研究

� 獨立思考與解決問題

高中-生物課程綱要

� 注重學生對科學概念知識的學習外，亦應兼顧科學過程技能（如：推理、預測、解釋資料、提出假說、設計實驗等）和科學態度（如：尊重數據、慎下結論等）的培養

如何幫助學生評估資訊

-批判性思考

學會問問題

�這個資訊和議題相關嗎？

�這個資訊可信嗎？

�這個資訊正確嗎？

�這個資訊的時效性？最新的嗎？還是很久以前的？

�從這個資訊我可以推論出什麼？

�這個資訊如果要合理的話，我還需要知道什麼？

猴子臉新聞事件

廣告裡找碴

用廣告教生物

校園觀察

2種住在活葉子上的生物

2種動物遺留下來的痕跡

2種不同運動方式的動物

1種和數字3有關的自然物

1種和數字5有關的自然物

1種和數字4有關的自然物

3種會發出聲音的動物

3種會吐絲的動物3種會飛的動物

1種你最喜歡的自然物

1個驚嚇的經驗1件愉快的經驗

2個不同的軟體動物3種不同的昆蟲3種不同的節肢動物

改寫自生物多樣性教學手冊

科學探究能力-實驗設計

找自己的碴：

酵母菌實驗的設計與修正

找課本的碴

評析別人的實驗設計

�流言追追追：甘蔗會吸地上髒水

�流言追追追：微波過的水有毒

活化你的活動記錄本

�活動記錄本是好東西嗎？

�推測雞蛋何處可孵出小雞？

�用「我學到了什麼」取代「目的」

�自行設計表格取代結果紀錄

�科學寫作

科學筆記本

�實驗記錄簿

�數據記錄冊

�課堂筆記

�心得紀錄

�黏貼冊

�報告

提出後續的問題我對oo好奇oo讓我覺得很驚訝...我好奇，如果...，會怎樣...

增加一些細節進去除此之外，他們也...

解釋為什麼他們有所不同他們的不同點是，因為....，但是....

看看還有什麼細節，可以再繼續增補說明

除此之外，他們還....

從這些事物的相似性開始比較oo和XX很相似，因為他們都有...

連結你以前學過的知識這提醒了我...

寫下你觀察的形狀、顏色、質地或任何你感覺到的現象

我觀察到...

說明文章中用到的句子和邏輯順序

科學寫作

學生作品

學生說…

�為什麼燙青菜明明是用清水，反而縮小了呢？

�上面水蘊草的感覺不是平均分布於細胞壁

附近

�如果泡鹽水就可以看見細胞膜喔

�我很好奇，如果是把泡過鹽水的水蘊草再

拿去泡清水，會不會變成原來的樣子呢？真想知道

設計顯微鏡

你是一位設計師，顯微鏡公司委託你設計一架

新款式的顯微鏡，它必須現有的顯微鏡樣式完

全不同，但卻又必須具備現有顯微鏡的各種構

造和功能。請你發揮想像力和創造力，畫出一

架全新概念的顯微鏡，請記得要著色和標示出

構造名稱和功能。

情境情境情境情境

評量準則(Rubics)

能設計出創新造型的顯微鏡，並能標註其構造名稱和功能

能畫出創新設計的顯微鏡，但未標出構造和功能

設計出的顯微鏡和原始設計雷同，但也標示出構造的名稱和功能了。

無法畫出顯微鏡，或是草率畫出，且未能標示出構造、功能。

創新思考能力

熟悉顯微鏡的操作方向，正確找到鬼腳圖中和數字對應的英文字母

熟悉顯微鏡的操作，但無法正確完成鬼腳圖中英文和數字的對應關係

只能正確完成一項鬼腳圖的英文數字的對應關係

無法操作顯微鏡找到正確的數字和英文對應關係。即對複式顯微鏡的方向操作不熟悉

顯微鏡操作技術

能認識目鏡、物鏡等，並知道放大倍率的計算方式

認識目鏡、物鏡的倍率，但不了解放大倍率如何計算

認識目鏡和物鏡，但不知道如何看目鏡物鏡的倍率，亦不知如何計算

完全不認識目鏡和物鏡，也不知道倍率，亦不知道如何計算

認識顯微鏡的構造

4分~5分3分2分1分項目

探究取向的營養器官繁殖實驗

�在這個寒假中請進行一項小型的專題研究,

選擇一項植物的營養器官進行種植,並設計一項變因進行營養器官繁殖的實驗。

為什麼要學科學？

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餵給他知識，還是教他找知識的能力？