燈油幫浦小改造!親手體驗心臟運作的生物科學課
我是科學教育家桑子研。每一天都是場實驗!
「噗通、噗通…」我們的胸腔裡,有顆日夜不休的心臟。您能想像嗎?這個小小的器官,一天能將大約 40 個大油桶分量的血液,輸送至全身!不過,很多國中生就算學了課本上「心臟有四個腔室和『瓣膜』,能防止血液逆流」的知識,也還是覺得一頭霧水。
這時候,就是輪到實驗登場啦!其實,只要用家裡隨處可見的「那個東西」,就能親身體驗這個「生命幫浦」的精巧機制,保證讓您驚嘆不已。這次,我就要來介紹一個我跟實習老師一起開發的實驗,用抽油幫浦來製作心臟模型!
為什麼血液只會單向流動?用生活小物解開這個謎!
有一天,一位實習老師跑來問我:「要怎麼做,才能讓學生真正體會到心臟『瓣膜』的作用呢?」他說,光是讓學生看課本上的圖或影片,完全無法點燃他們心中的「為什麼?」。
於是,我們一起想出了這個點子:把抽油幫浦當成心臟。這個實驗的關鍵,就在於幫浦裡那個小小的「瓣膜」。正是它,解開了心臟運作機制的謎團。
實驗準備:用 10 元商店的東西打造生命幫浦
準備的東西非常簡單,在家裡或是 10 元商店就能輕鬆買到。
【準備材料】
- 抽油幫浦(2 個):
- 一個是移除瓣膜的
- 一個是保留瓣膜的
- 水和紅色食用色素(用紅色的水來模擬血液)
- 透明燒杯或容器(方便觀察血液流動)
- 碟子或毛巾(防止弄濕桌面)
【實驗步驟】
在容器裡準備好用食用色素染紅的「血液水」。首先,我們來試試移除瓣膜的幫浦會發生什麼事。→ 就算按壓或拉動幫浦,水都會從兩個軟管裡進進出出…這樣血液就無法在全身循環了。接下來,用有瓣膜的一般幫浦進行同樣的操作。
→ 令人驚訝的是,水會強勁地單向輸送出去,完全沒有逆流。這就是將氧氣和養分送往全身的「生命之流」!
親身體驗才懂!「瓣膜」才是心臟的英雄
這個實驗最大的魅力,就是能讓人「啊!如果沒有這個瓣膜,血液就無法循環!」,不是靠死背,而是用身體去感受。原本只是來來回回的水,在有了瓣膜之後,竟然能產生強勁的流動。親眼看到這戲劇性的差異,自然而然就能領悟到「原來心臟需要瓣膜是這個道理啊!」來找我諮詢的實習老師也眼睛一亮,興奮地說:「我終於明白心臟瓣膜的真正意義了!」在我們的身體裡,這種跟幫浦有同樣功能的瓣膜,一天要精準地開關約 10 萬次,才能刻畫出生命的節奏。看來,科學的感動,就隱藏在這些不起眼的生活小物中呢。
【小提醒】讓實驗成功的選購小撇步
其實這個實驗,在挑選幫浦時有個小訣竅。雖然 10 元商店的產品就足夠,但不同廠牌的瓣膜能見度會有所差異。
Seria 的幫浦:瓣膜被染成紅色,動作特別清晰,最適合用來觀察。
大創的幫浦:瓣膜多半是透明的,可能比較難看清楚。
如果逛商店時能挑選,不妨打開包裝看一下幫浦裡的瓣膜顏色喔。科學的有趣之處,不只是背誦知識。用身邊的東西去探索「為什麼?」,然後在茅塞頓開的那一瞬間拍手叫好,這才是它的醍醐味。希望您也能在自家或課堂上,體驗到這份感動!
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