uHandy STEAM 國中冬令營,挑戰解剖蜜蜂、食安鑑定與紙上煎牛排!

µHandy 在二月與泛科學合辦的「STEAM 菁英冬令營」,在紙上煎牛排、鑑定食安,更跨界進階生醫工程,最潮的結晶藝術也絕對不藏私,首度大公開!11 位國中生,率先挑戰大學等級的手作課程!

「巨觀到微觀」:蜜蜂的奧秘一次看透

 ▲城市養蜂發起人蔡明憲老師現場講解不同蜂類的差異

蜜蜂怎麼做工?卡通繪本裡的蜜蜂是真的嗎?從巨觀到微觀,從蜜蜂為起點,系統性認識生物與自然生態的關係。這堂課邀請到城市養蜂發起人──蔡明憲老師,準備了各式蜂類的標本。學員們可現場近距離,觀察不同蜂類的外觀形態。

先從蜜蜂與虎頭蜂的差異比較講起,再深入介紹蜜蜂的生態行為、外觀解說,讓學員們破解對蜜蜂的迷思。蔡老師也準備了自然死亡的標本,精巧拉出腸子,讓學員清楚看見收集花蜜的蜜囊,是一般機會無法有的經驗。

 ▲學員自己動手挑戰蜜蜂解剖及樣本製作

學生們也分配到一人一隻自然死亡的蜜蜂標本,透過親自動手解剖,認識蜜蜂整體結構。依昆蟲的頭胸腹三大部位,觀察觸角、複眼、口器、足、翅、螫針等部位,並做出完整標本。挑戰大學才有機會接觸的專業解剖課程,訓練肌肉及穩定性以及觀察的敏銳度。

 ▲µHandy 高倍鏡下蜜蜂複眼的六角形小眼構造

「食尚科學家」:帶你破解食品迷思

海帶芽竟然混雜了塑膠?跳跳糖吃了會爆炸?烏魚子是真的魚卵,還是人工製造?運用手機顯微鏡,馬上就能看穿!

µHandy 的高低倍雙鏡頭,搭配手機平板,可以立刻觀察各種食材的紋理及結構,從微觀角度重新認識平常吃的食物。例如米裡偶爾出現的訪客「米蟲」,可以用放大 60 倍的「µHandy 低倍鏡」觀察外觀及活動,認識生態與防治。烏魚子的卵及卵膜,更在「µHandy 高倍鏡」的 200 倍放大下清晰可見!

 ▲低倍鏡底下的米蟲

曾因食安問題上過新聞的「跳跳糖」和「海帶」,加水後馬上現出真相。跳跳糖遇水溶解、冒泡,是釋放二氧化碳的反應,道理等同於固體可樂。擔心海帶芽是塑膠?先以 µHandy 低倍鏡觀察吸水膨脹的過程,再切下樣本,用 µHandy 高倍鏡觀察。泡水後植物細胞明顯的細胞壁及葉綠體,輕鬆證明海帶芽的品質。

 ▲µHandy 低倍鏡觀察跳跳糖釋放二氧化碳

而市售的肉鬆與魚鬆,其實除了肉,還有許多是為了口感而添加的大豆粉。學生現場應用碘液遇澱粉變色的化學變化,在顯微鏡下辨認出澱粉粒與肌肉纖維。這也是 µHandy 試圖傳達的 STEAM 教育思維:結合化學與生物的跨領域知識,並實際應用到生活中,透過實作解決問題。

 ▲高級肉鬆的豬肉肌肉纖維

「微觀下的七彩寶石」:一窺顯微下的光與色彩

顯微觀察 = 生物實驗?µHandy 打破傳統教學框架,融合科學與藝術元素,展現顯微鏡下的夢幻美景!

配合偏光片,µHandy 行動顯微鏡下的呈現出斑斕色彩,並同時學習到化學、醫學、顯微及藝術。從日常生活常見用品:墨鏡、汽車遮陽板等偏光技術的應用,帶入基礎知識與原理,並進階至專業檢驗技術。特別在醫學上,偏光顯微鏡被運用於痛風尿酸鹽結晶檢驗。

 ▲偏光觀察蜂蜜裡葡萄糖結晶

偏光與透明材料間的光彈性效應,可產生彩虹般的波紋圖像,因此偏光結晶也作為許多國外藝術家的創作素材。課程中學員們用 µHandy 自行調整光線角度,操作偏光效果的呈現,發現食物成分的結晶其實充滿美麗驚喜!

 ▲不同的蜂蜜,結晶也會不同

如蜂蜜裡的結晶,來自於葡萄糖,不同來源的蜂蜜,葡萄糖結晶更有不同形狀。澱粉粒在偏光下,會出現十字條紋,稱作「馬爾他十字」,可作為澱粉來源的判斷依據。吃鳳梨時嘴巴會刺痛?靠近鳳梨皮的植物鹼可能是原因之一,偏光底下可以看出針狀結晶,也很符合「刺人」的聯想。

 ▲塑膠袋扭力後的偏光成像

塑膠製品在偏光片下,也會產生色彩斑斕的效果。讓學員對塑膠製品拉扯、扭轉後,發現光彈性形成的七彩組合會有不同變化。在光電產業中,會利用此現象,檢測塑膠成型後的內部殘留應力。除此之外,更能將硫酸銅、氯化亞鈷、醋酸鈉溶液滴到玻片上,風乾後觀察結晶,比較結晶速率與結晶形狀的差異。

「筆尖上的紙電路」:電的走向由你決定

電在紙上也能跑?不需要電線也能點燈?用紙就能煎出全熟牛排?電路筆一次實現三個願望!

取代複雜的電線或燈泡,學員一人一支奈米銀的導電墨水筆,直接「在紙上繪製電路」!獨立完成封閉迴路、做出開關,最後點亮 LED 燈。藉由改變筆劃粗細與長度調整電阻,並透過 LED 的亮度,觀察電阻與電流的關係。

 ▲紙上繪製電路及開關,點亮 LED 燈

導電墨水筆更能將電力轉換成熱能,製作紙上加熱電路裝置。原理為畫出低電阻的電路,使電流通過時產生大量熱能。觀察擦擦筆的墨水,利用加熱使顏色消失的原理,便能驗證電路是否成功。

再挑戰第三個進階實驗,將學到的工具及技術應用,設計更穩定的電迴路,並將電阻值降低,產生更多的熱來「烤牛排」!在紙上將牛肉煎熟,瞬間冒出陣陣香味,還可聽到肉汁吱吱作響!學員更將電路與顯微觀察結合,使用 µHandy 觀察加熱的變化,從微觀角度觀察化學、物理反應。

 
▲自己設計電路,在紙上用電池煎牛排

µHandy 推廣 STEAM 教育,強調手作應用

 ▲STEAM 教育透過手作,實際解決問題

µHandy 行動顯微鏡翻轉傳統教學,走入跨領域學科的 STEM 教育,結合科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)、以及數學(Mathematics),並融入藝術領域素養(Art),再進化為 STEAM 教育。從微觀角度切入化學、物理、藝術、工程、數學等領域,結合業界技術,強調手作及應用。

近幾年持續與台灣大學、泛科學、遠哲科學教育基金會、親子天下等組織合作,藉由舉辦各式課程及體驗活動,將最新的跨領域素養教育理念,與 STEAM 教育素材及教具帶至最前線。小朋友及家長有機會接觸最新 STEAM 教育課程,跳脫校內分科學習,訓練小朋友的手作及觀察思辨能力。一旦找回觀察力與好奇心,孩子便有能力跳脫框架,自由發展。

除了舉辦課程及營隊,為了讓老師能輕鬆實行 STEAM 教育,µHandy 更提供一系列免費的教師研習課程整合教育與業界應用,以期能增進教師多元課程教學豐富度。期望未來能提供更有趣多元的教學方式,為台灣教育環境盡一份心力。

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