Loading [MathJax]/extensions/tex2jax.js

0

0
0

文字

分享

0
0
0

今年夏天,讓我們把實驗室裝在手機上!

Peggy Sha/沙珮琦
・2017/09/18 ・2685字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 439 ・四年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

還記得你小時候的暑假嗎?在還沒有平板的日子裡,我們在公園裡找蟬蛻、在河濱騎腳踏車、在海邊踩踏浪花,大自然在仲夏時分總是感覺離我們特別近,是一伸手就能碰到的距離。而如今,手機卻像是一堵無形的牆,橫亙在我們與蟲魚鳥獸之間。

但是,如果就此將手機視為自然的敵人,也未免太不公平了,在泛科學院與億觀生技合作辦理的夏日 STEAM 營中,手機也能搖身一變成為顯微鏡,讓孩子們隨身帶著實驗室。

校園生物大探險,出動前先約法三章

出門之前,裝備要帶齊、規則要說清。圖/活動紀錄

在教室中,只見學生們個個裝備齊全、蓄勢待發,投影幕前老師細心地告知學生出外觀察的注意事項,事先約法三章,以避免孩子們一興奮起來便不管不顧。「如果想要觀察螞蟻該怎麼辦呢?」老師出了情境題。「跟在牠後面,小心不要傷到牠。」學生理所當然地回答。

雖然校園中可見無非尋常花草,然而,學生們卻依然謹慎小心,老師更是耳提面命,提醒學生在採集葉片前要謹慎思索,不可隨意摘取以免浪費。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

在這裡,「尊重生命,愛護環境」四個字不再只是投影片的標語,更是學生們根深柢固的認知。

輕翻葉背,才能發現滿滿寶藏

在老師宣布解散後,學生們立即四散開來,三五成群地在草叢中探索生物。將低倍率的行動顯微鏡放在手機的鏡頭之上,彷彿就可以看到一個截然不同的新世界:葉脈紋路顯得無比清晰、樹皮的紋路像是充滿故事,矮仙丹叢中更有甜蜜的秘密。

這時,老師又分享了一個小秘密:

其實真正的寶藏都藏在葉背,若不仔細尋找,可能會錯失很多珍貴的觀察機會。

究竟,翠綠葉子後面的寶藏是什麼呢?原來,除了可能藏身在葉背的小型昆蟲之外,小小的「珍珠」更是可遇不可求的珍貴之物,那些或金或白的蟲卵是一個個尚未孵化的生命,像是嵌在葉上的星星一樣,等待自己閃耀的一天。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
蟲卵就像是葉上的珍珠一般。圖/By Sascha Kohlmann@flickr

挖到寶啦!是會跑的紅寶石

話才剛說完,小小尋寶家就已經找到了大獎。大家興奮不已地圍成一圈,既小心又開心地觀察紅寶石般的小蟲。

「那是椿象!」老師開心地笑。

紅姬緣椿象(Leptocoris augur)又被稱為「台灣欒樹下的小精靈」,是台灣十分常見的昆蟲,尤其是在冬末春初、氣溫回暖時,行道上常常看見牠們大量聚集的身影。學生們七嘴八舌地討論自己以前遇到椿象的經歷,但誰都沒有這樣近距離地觀察過這模樣討喜的小蟲。

紅色的椿象是台灣行道樹上的常客。圖/By 石川 Shihchuan @flickr

而一旁角落的學生則興味盎然地仔細觀察著一隻螞蟻,「原來牠的觸角長這樣啊……」男孩喃喃說道。在家中可能被「一指神功」輕易輾壓的小生命,在此刻的環境下卻是最好的學習素材。

回到教室之後,學生還特別跑來分享:「我觀察時還有用手機錄影,然後就小心地把牠放走了喔,沒有傷害牠。」透過了手機顯微鏡的鏡頭,平凡的事物都像是有了神奇的魔力,再也不是我們可以隨意輕賤的東西。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
找到寶藏了嗎?圖/活動紀錄

想看什麼?用貼紙把它們通通黏起來吧

結束了戶外觀察,老師像是變魔術般拿出各式玻片,讓學生練習用高倍率的行動顯微鏡進行觀察。蝴蝶翅膀、蜜蜂口器、蒼蠅四肢……每位學生拿到的玻片中都有著不一樣的驚喜,於是孩子們開啟了「交換玻片」大會,想在時間內盡可能看到更多樣本。

只是,光看老師做可還不夠,學生更要自己採樣,製作出屬於自己的玻片樣本。在過去的實驗課中,蒐集樣本總要小心翼翼,又是載玻片、又是蓋玻片,一不注意就只剩滿地的玻璃碎片;相較之下,學生手中拿著的光學貼紙可就強大多了。千萬別小看那似乎不太起眼的貼紙,它可以用來取代傳統的蓋玻片,只要將想觀察的東西輕輕黏住,就可以放到手機鏡頭下觀察。

只見學生行雲流水地採集香水百合的樣本,再使用強力磁鐵,將玻片迅速確實地固定於載台,一連串動作熟練的就像是專業大師一般。更有學生將觀察完的光學貼紙轉而黏在貼紙簿上,一本小小的手冊轉眼便成為超厲害的觀察研究筆記。

看到厲害的東西就是要記錄下來啊!圖/活動紀錄

觀察課程在走,一點運氣要有

看過了陸地上的各色生物,接下來就要挑戰水中的微生物了,老師發下先前採集的池水樣本後,學生們小心翼翼地利用鑷子將樣本置於玻片之上,整個過程都需要屏氣凝神,不容許些微差錯。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
等等會不會中獎呢?圖/活動紀錄

「看到了!看到了!」

就像是過年時的樂透開獎一般,觀察的結果實在是幾家歡樂幾家愁,有些孩子一下就找到了水中的生物,有些孩子則苦尋不著,教室之內形成了兩股完全不同的氛圍,而決定心情的大獎就是生物課本中的重量級巨星──草履蟲。在手機螢幕上,小小的草履蟲快速地游來游去,調皮的小玩意兒常常一眨眼就不見了蹤影,真是令人又愛又恨。

不過,就算少了點運氣也沒關係,老師們獨家推出「葉脈印章」,讓學生們人人有獎!學生將透明的水晶膠塗在收集來的葉片背面,而後將葉子翻模成獨一無二的印章,不僅刻下葉脈的紋路,同時也留住最美的回憶。

蓋下專屬印章,收藏回憶吧!圖/活動紀錄

念念不忘,必有迴響

在早上的課程過後,助教聊起了課程準備的種種。面對年齡層較低(4年級)的學生,如何取捨課程的難度可不是件容易的事。另一方面,若要將國高中的課程內容提前帶給孩子,沒有精心的設計辦不到;既要指令明確、步驟簡潔,卻也不可以過度簡化或扭曲實驗流程,在這些條件下,教學的方式常需要一再調整。

至於短短的夏令營過後,學生還能記得多少課程內容,也絕非老師能夠決定的。對於學生學習的成效,老師的看法灑脫淡然,教學者們並不期望學生像是背誦教科書般強記下實驗步驟和注意事項,只求這些過程帶給孩子快樂而充實的回憶。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「或許就像是種下種子一樣吧。」助教岱恩說道。

的確,這樣的營隊並不會讓孩子們一朝成為科學家,然而,第一次觀察自然的興奮和悸動必定會留下印記,而這顆種子是否會發芽、發芽後會長成什麼模樣,我們雖無法事先知曉,可也正因如此,才特別令人充滿期待啊!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
Peggy Sha/沙珮琦
69 篇文章 ・ 390 位粉絲
曾經是泛科的 S 編,來自可愛的教育系,是一位正努力成為科青的女子,永遠都想要知道更多新的事情,好奇心怎樣都不嫌多。

0

1
1

文字

分享

0
1
1
伺服器過熱危機!液冷與 3D VC 技術如何拯救高效運算?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/04/11 ・3194字 ・閱讀時間約 6 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文與 高柏科技 合作,泛科學企劃執行。

當我們談論能擊敗輝達(NVIDIA)、Google、微軟,甚至是 Meta 的存在,究竟是什麼?答案或許並非更強大的 AI,也不是更高速的晶片,而是你看不見、卻能瞬間讓伺服器崩潰的「熱」。

 2024 年底至 2025 年初,搭載 Blackwell 晶片的輝達伺服器接連遭遇過熱危機,傳聞 Meta、Google、微軟的訂單也因此受到影響。儘管輝達已經透過調整機櫃設計來解決問題,但這場「科技 vs. 熱」的對決,才剛剛開始。 

不僅僅是輝達,微軟甚至嘗試將伺服器完全埋入海水中,希望藉由洋流降溫;而更激進的做法,則是直接將伺服器浸泡在冷卻液中,來一場「浸沒式冷卻」的實驗。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

但這些方法真的有效嗎?安全嗎?從大型數據中心到你手上的手機,散熱已經成為科技業最棘手的難題。本文將帶各位跟著全球散熱專家 高柏科技,一同看看如何用科學破解這場高溫危機!

運算=發熱?為何電腦必然會發熱?

為什麼電腦在運算時溫度會升高呢? 圖/unsplash

這並非新問題,1961年物理學家蘭道爾在任職於IBM時,就提出了「蘭道爾原理」(Landauer Principle),他根據熱力學提出,當進行計算或訊息處理時,即便是理論上最有效率的電腦,還是會產生某些形式的能量損耗。因為在計算時只要有訊息流失,系統的熵就會上升,而隨著熵的增加,也會產生熱能。

換句話說,當計算是不可逆的時候,就像產品無法回收再利用,而是進到垃圾場燒掉一樣,會產生許多廢熱。

要解決問題,得用科學方法。在一個系統中,我們通常以「熱設計功耗」(TDP,Thermal Design Power)來衡量電子元件在正常運行條件下產生的熱量。一般來說,TDP 指的是一個處理器或晶片運作時可能會產生的最大熱量,通常以瓦特(W)為單位。也就是說,TDP 應該作為這個系統散熱的最低標準。每個廠商都會公布自家產品的 TDP,例如AMD的CPU 9950X,TDP是170W,GeForce RTX 5090則高達575W,伺服器用的晶片,則可能動輒千瓦以上。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

散熱不僅是AI伺服器的問題,電動車、儲能設備、甚至低軌衛星,都需要高效散熱技術,這正是高柏科技的專長。

「導熱介面材料(TIM)」:提升散熱效率的關鍵角色

在電腦世界裡,散熱的關鍵就是把熱量「交給」導熱效率高的材料,而這個角色通常是金屬散熱片。但散熱並不是簡單地把金屬片貼在晶片上就能搞定。

現實中,晶片表面和散熱片之間並不會完美貼合,表面多少會有細微間隙,而這些縫隙如果藏了空氣,就會變成「隔熱層」,阻礙熱傳導。

為了解決這個問題,需要一種關鍵材料,導熱介面材料(TIM,Thermal Interface Material)。它的任務就是填補這些縫隙,讓熱可以更加順暢傳遞出去。可以把TIM想像成散熱高速公路的「匝道」,即使主線有再多車道,如果匝道堵住了,車流還是無法順利進入高速公路。同樣地,如果 TIM 的導熱效果不好,熱量就會卡在晶片與散熱片之間,導致散熱效率下降。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

那麼,要怎麼提升 TIM 的效能呢?很直覺的做法是增加導熱金屬粉的比例。目前最常見且穩定的選擇是氧化鋅或氧化鋁,若要更高效的散熱材料,則有氮化鋁、六方氮化硼、立方氮化硼等更高級的選項。

典型的 TIM 是由兩個成分組成:高導熱粉末(如金屬或陶瓷粉末)與聚合物基質。大部分散熱膏的特點是流動性好,盡可能地貼合表面、填補縫隙。但也因為太「軟」了,受熱受力後容易向外「溢流」。或是造成基質和熱源過分接觸,高分子在高溫下發生熱裂解。這也是為什麼有些導熱膏使用一段時間後,會出現乾裂或表面變硬。

為了解決這個問題,高柏科技推出了凝膠狀的「導熱凝膠」,說是凝膠,但感覺起來更像黏土。保留了可塑性、但更有彈性、更像固體。因此不容易被擠壓成超薄,比較不會熱裂解、壽命也比較長。

OK,到這裡,「匝道」的問題解決了,接下來的問題是:這條散熱高速公路該怎麼設計?你會選擇氣冷、水冷,還是更先進的浸沒式散熱呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

液冷與 3D VC 散熱技術:未來高效散熱方案解析

除了風扇之外,目前還有哪些方法可以幫助電腦快速散熱呢?圖/unsplash

傳統的散熱方式是透過風扇帶動空氣經過散熱片來移除熱量,也就是所謂的「氣冷」。但單純的氣冷已經達到散熱效率的極限,因此現在的散熱技術有兩大發展方向。

其中一個方向是液冷,熱量在經過 TIM 後進入水冷頭,水冷頭內的不斷流動的液體能迅速帶走熱量。這種散熱方式效率好,且增加的體積不大。唯一需要注意的是,萬一元件損壞,可能會因為漏液而損害其他元件,且系統的成本較高。如果你對成本有顧慮,可以考慮另一種方案,「3D VC」。

3D VC 的原理很像是氣冷加液冷的結合。3D VC 顧名思義,就是把均溫板層層疊起來,變成3D結構。雖然均溫板長得也像是一塊金屬板,原理其實跟散熱片不太一樣。如果看英文原文的「Vapor Chamber」,直接翻譯是「蒸氣腔室」。

在均溫板中,會放入容易汽化的工作流體,當流體在熱源處吸收熱量後就會汽化,當熱量被帶走,汽化的流體會被冷卻成液體並回流。這種利用液體、氣體兩種不同狀態進行熱交換的方法,最大的特點是:導熱速度甚至比金屬的熱傳導還要更快、熱量的分配也更均勻,不會有熱都聚集在入口(熱源處)的情況,能更有效降溫。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

整個 3DVC 的設計,是包含垂直的熱導管和水平均溫板的 3D 結構。熱導管和均溫板都是採用氣、液兩向轉換的方式傳遞熱量。導熱管是電梯,能快速把散熱工作帶到每一層。均溫板再接手將所有熱量消化掉。最後當空氣通過 3DVC,就能用最高的效率帶走熱量。3DVC 跟水冷最大的差異是,工作流體移動的過程經過設計,因此不用插電,成本僅有水冷的十分之一。但相對的,因為是被動式散熱,其散熱模組的體積相對水冷會更大。

從 TIM 到 3D VC,高柏科技一直致力於不斷創新,並多次獲得國際專利。為了進一步提升 3D VC 的散熱效率並縮小模組體積,高柏科技開發了6項專利技術,涵蓋系統設計、材料改良及結構技術等方面。經過設計強化後,均溫板不僅保有高導熱性,還增強了結構強度,顯著提升均溫速度及耐用性。

隨著散熱技術不斷進步,有人提出將整個晶片組或伺服器浸泡在冷卻液中的「浸沒式冷卻」技術,將主機板和零件完全泡在不導電的特殊液體中,許多冷卻液會選擇沸點較低的物質,因此就像均溫板一樣,可以透過汽化來吸收掉大量的熱,形成泡泡向上浮,達到快速散熱的效果。

然而,因為水會導電,因此替代方案之一是氟化物。雖然效率差了一些,但至少可以用。然而氟化物的生產或廢棄時,很容易產生全氟/多氟烷基物質 PFAS,這是一種永久污染物,會對環境產生長時間影響。目前各家廠商都還在試驗新的冷卻液,例如礦物油、其他油品,又或是在既有的液體中添加奈米碳管等特殊材質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

另外,把整個主機都泡在液體裡面的散熱邏輯也與原本的方式大相逕庭。如何重新設計液體對流的路線、如何讓氣泡可以順利上浮、甚至是研究氣泡的出現會不會影響元件壽命等等,都還需要時間來驗證。

高柏科技目前已將自家產品提供給各大廠商進行相容性驗證,相信很快就能推出更強大的散熱模組。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度

討論功能關閉中。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
NCC 推動公民培力活動,攜手各界強化媒體素養
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/01/07 ・1140字 ・閱讀時間約 2 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

隨著全球數位化進程持續發展,大眾接收資訊的方式不斷演變。影音媒體平台及自媒體的興起,使每個人不僅是訊息的接收者,更是內容的生產者。多元的訊息管道帶來豐富資訊,同時也對內容管理提出新挑戰。

國家通訊傳播委員會(NCC)順應全球數位匯流與監理革新的發展趨勢,致力於促進通訊傳播的健康發展,保障大眾權益、尊重弱勢族群、推動多元文化均衡發展。今年度(113 年),NCC 持續推行「公民培力推廣計畫」,深化媒體素養教育。

多方協作,廣泛推廣媒體素養

今年公民培力推廣計畫持續與廣電媒體產業、公民團體及學術機構合作,包括好事聯播網(人人廣播電臺、連花廣播電臺)、正聲廣播、鳳鳴廣播、豐盟有線電視,以及國立臺灣師範大學、朝陽科技大學、臺灣新聞記者協會、財團法人基督教芥菜種會、財團法人花蓮縣光之島文化藝術基金會等共 10 個單位。在北、中、南、東、離島五大區域自 7 月至 12 月舉辦了共 22 場媒體識讀活動,超過 1,500 人次參與,對象涵蓋媒體專業人士、銀髮族、身障者、新住民、兒童及青少年等,全面推動媒體素養意識。

多元形式,深植媒體素養意識

活動形式豐富多樣,且針對不同族群設計專屬課程:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

人人廣播電臺與連花廣播電臺今年以市集活動搭配民眾互動問答,以「防制假訊息」為主題,向大眾推廣辨識資訊的重要性。

圖 1. 人人廣播電臺於「聖誕好事集音樂會」安排防制假訊息問答與民眾互動

鳳鳴廣播電臺以「消費者保護」為題,向銀髮族進行消保宣導,期望提升民眾維護自我權益之意識。

圖 2. 鳳鳴廣播電臺舉辦「聰明消費不心煩」,宣導消費者保護之重要性

國立臺灣師範大學大眾傳播研究所至嘉義溪口國中舉辦媒體素養暑期營隊,讓偏鄉地區的學生也能享有充分教育資源,透過寓教於樂的方式,訓練資訊閱聽能力。

圖 3. 國立臺灣師範大學大眾傳播研究所於嘉義溪口國中辦理暑期營隊,以為期 3 天活動宣導媒體識讀的重要性

此外,各單位亦舉辦多場主題講座與互動活動,與地方社區、校園及大眾連結,成功散播媒體素養種子,參與者課後給予正面回饋,表示受益良多。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

建立媒體素養基礎,邁向優質社會

 NCC 每年持續推動公民培力活動,幫助閱聽者增進對媒體資訊的辨識、思考與評估能力。透過多元族群及不同年齡層的全面參與,媒體素養教育的種子得以深植,進一步促進全民媒體素養,攜手打造更優質的社會環境。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
223 篇文章 ・ 313 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

1
1

文字

分享

0
1
1
以科學為本!從 DNA 探索大未來——百濟神州(BeiGene)Kids Science 生物科學營,為小小醫生科學家鋪路!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/12/27 ・3734字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 百濟神州(BeiGene) 委託,泛科學企劃執行。

「小朋友們,當爸媽或家人生病時,你的心情如何?擔心、焦慮、想辦法讓他們好過一點?」

「希望家人最好不要生病」、「吃藥看醫生才能快快恢復」這是來自孩子們最純真直接的回應。

全球前 50 大生技製藥大廠百濟神州(BeiGene)副總裁暨細胞治療研發中心負責人黃士銘,日前率近 20 位企業志工和家人們一起至坪林國小,在泛科學協助下,舉辦「Kids Science 小小生物科學營」。課堂上,身為生物科學家的他,首次擔綱一日業師,在活動一開始即拋出了上述這個情境題,引導孩子們思考生物科學,其實是一門很有意義的學問,不僅貼近日常所需、更能真實地幫助許多人。

黃士銘表示:「BeiGene 是一家以科學為本,專注於創新癌症藥物研發,我們與全球各地科學家及醫師緊密合作,以病人至上的精神,致力為全世界患者帶來可近性及可負擔的高品質藥物。」身為一位科學家,我們相信『改變治癒未來』(Change is the Cure)。先進科學改變人類生活,而醫療科學為人類帶來治癒的力量。因此,在台灣,我們與這塊土地最頂尖的科學人才共同努力,專注於細胞治療在癌症醫學領域的研發,也因為台灣向來是生技產業人才搖籃,這更讓我們重視到,科學教育從小紮根的重要性,讓小朋友從早期開始培養科學核心素養,豐富孩子們的知識和視野,希望啟發他們對於生物科學的興趣。我們很期待透過 BeiGene 「Kids Science 小小生物科學營」,拋磚引玉,讓更多人重視科學教育的環境,挹注多元教學資源,發揮共好影響力,為台灣培育更多優秀的生技人才。

BeiGene 副總裁暨細胞治療研發中心負責人黃士銘,率近 20 位企業志工和家人們前進坪林國小,讓偏鄉小朋友從小開始培養科學核心素養。圖/BeiGene

有鑑於此,秉持以科學為本、病人至上的 BeiGene,致力「培育未來生物科學人才」作為品牌 ESG 關鍵的當責行動。於是乎,當觀察到台灣偏鄉科學教育資源與師資分配不均的狀況,便與全台最大科學知識社群–「泛科學」聯手,舉辦「 Kids Science 小小生物科學營」,BeiGene 企業志工於假日帶著家人們,前進新北市坪林國小進行教學活動,為偏鄉學童種下科學教育種子,希望藉由對生物科學的體驗與實驗過程,提升偏鄉學童對於環境觀察的敏感度與科學的認識基礎。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
BeiGene 「Kids Science 小小生物科學營」,為學童打造出「適齡、適性」、結合理論與手作的生物科學探索課程活動。圖/BeiGene

生物科學樂趣多! 啟發學童對科學創造的想像

小學階段是最適合紮根科學教育的時期,但偏遠地區的學校由於交通不便與地理人文環境特殊,造成師資、設備、資源不足等情況。若能引進多元的教學資源,開啟偏鄉孩子們不一樣的視野,便能在科學的啟蒙之路上,燃起他們的學習熱情、啟發學童對科學創造的想像!

引導孩子們思考生物科學,其實是一門很有意義的學問,不僅貼近日常所需、更能真實地幫助許多人。圖/BeiGene

坪林國小校長王珮君表示:「科學是生活,舉凡食、衣、住、行都隱含著許多科學知識與原理,非常感謝 BeiGene,看見偏鄉孩子在專科教育學習資源的需求,舉辦『Kids Science 小小生物科學營』, 讓孩子從做中學習。藉由豐富有趣的課程,帶領學校的孩子不僅能從學習中獲得更多與醫學相關的科學知識,同時也能啟發他們擁有像『科學家』一樣地邏輯思考,像『醫師』一樣地解決問題!永保好奇心,持續不斷的創新與探索。」

坪林國小校長王珮君致力提供學生更好的學習資源,感謝 BeiGene 帶來豐富多彩的 STEM 教育課程。圖/BeiGene

親子共學玩實驗夯: 水果DNA切切樂、手作仿生鳥

身為全台最大科學知識社群——「泛科學」知識長鄭國威表示,孩子學習科學的目的,除了開拓視野外,更重要的是培養科學思辨的精神與態度!在這個以社群力=影響力的時代,泛科學希望與各界企業一起『加乘、共好』,透過彼此的核心職能,讓下一代對科學產生興趣。

孩子學習科學的目的,除了開拓視野外,更重要的是培養科學思辨的精神與態度。圖/BeiGene
利用簡單易操作的實驗一窺水果 DNA 的樣貌。圖/BeiGene

這次的課程,特別邀請到曾獲教育部殊榮的生物老師──簡志祥「阿簡老師」,帶領學童認識水果 DNA,利用簡單易操作的實驗一窺 DNA 的樣貌,了解生命細胞最初始的模樣;也體驗了解仿生科技在醫療上及生活上的應用,透過「仿生鳥手作實驗」引導學童思考有哪些生活用品是從仿生科學啟發而得來,並從手作實驗中獲得更多靈感與樂趣,最後的「仿生鳥飛行競賽」,讓學童用自己親手做的成品互相比拚,進一步體驗空氣動力原理,邊玩邊學、小朋友無一不感到新奇與有趣。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
透過生活周邊常見產品實例,了解仿生科技在醫療上及生活上的應用。圖/BeiGene
透過「仿生鳥手作實驗」引導學童思考有哪些生活用品是從仿生科學啟發而得來。圖/BeiGene
「仿生鳥飛行競賽」,讓學童用自己親手做的成品互相比拚,進一步體驗空氣動力原理,邊玩邊學、小朋友無一不感到新奇與有趣。圖/BeiGene

本次課程活動獲得很好的迴響,孩子們邊玩邊學,不僅輕鬆提升專注力,同時對生物科學產生興趣。各位家長們,想要帶著孩子自己動手體驗 Kids Science 科學課程嗎? 以下分享 DIY 簡單步驟跟著做,親子共學樂趣多: 

【水果切切樂】

藉此實驗了解細胞各構造的特性,如清潔劑可溶解細胞膜的脂質,破壞細胞膜。 高濃度食鹽水可使 DNA 溶解在溶液中,DNA 不溶於酒精中,所以使用酒精萃取出 DNA。由於實驗材料簡單,且方法易操作,對生物科技有興趣的學習者也可以自行操作實驗不同水果的差異性。

教學影片。影/Youtube

材料:
萃取液(食鹽、水、清潔劑)冰棒棍、牙籤、離心管、塑膠杯、塑膠袋、紗布、竹籤、切塊水果、酒精

方法:
準備萃取液,內容是 1/3 杯的水、1/2 匙鹽和 1 匙的清潔劑混合。把切塊水果放進塑膠杯裡,倒進萃取液,能夠蓋住水果的量就夠了,用冰棒棍把水果攪爛。
把紗布鋪在另一個塑膠杯上,將攪爛的水果倒入紗布上,收集濾下的液體。
把酒精倒入液體中,過幾分鐘就會在上層的酒精裡看到白色的絲狀物。恭喜你,你拿到了這些水果的 DNA 了。拿牙籤輕輕攪拌這些 DNA,把它們收集到離心管裡頭吧。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

原理:
為什麼這些材料就可以萃取出 DNA 呢?當你把水果攪爛和萃取液混合時,會破壞水果的細胞,清潔劑可以破壞水果細胞的細胞膜和核膜,而加入鹽則可以讓 DNA 溶解在萃取液內。最後加入的冰酒精,則會讓 DNA 從溶解的狀態被析出來,就成了你看到的白色絲狀物。

【手作仿生鳥】

結構仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的內部結構原理在設計中的應用問題,適用與產品設計和建築設計。研究最多的是植物的莖、葉以及動物形體、肌肉、骨骼的結構。本課程從生活中引導小朋友去思考有哪些生活用品是從「仿生科學」啟發得來的。並從手作實驗中得到更多靈感與啟發!

仿生學小知識:

仿生學是模仿生物特殊本領的科學,目的在了解生物的結構和功能原理,來研發新的機械和技術,將大自然的智慧轉化成人類可操控的技術,可以說是「向大自然學習」的一門科學,例如達文西的「撲翼機手稿」就是藉由研究鳥類與昆蟲飛行所設計出來的。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

像是出淤泥而不染的「蓮花葉」,除了表面上有蠟等物質可以防水,也發現葉面上有奈米等級的絨毛結構,這些結構使得水滴不易被戳破,讓水滴能在葉面上自由滾動,正是屬於仿生學的範疇,而這個發現也運用在現在的防水塗料上。此外,模仿蜘蛛絲做成的線非常強韌,可以拿來做防彈衣,這些都屬於仿生學的研究成果。

教學影片。影/Youtube

方法:
確認你的配件,包括翅膀、尾巴、木條、三條橡皮筋,將翅膀配件靠內的桿子套上右邊鐵鉤,靠外的桿子套上左邊鐵鉤,將木條插入翅膀的孔,另一端插入尾巴的孔,接著將橡皮筋套進兩端的掛勾,最後一步驟只要扭轉橡皮筋就可以飛行了。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
223 篇文章 ・ 313 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia