青鱂魚尾鰭竟能看見紅血球?!國中理科神教材,用100倍顯微鏡窺探「生命的流動」

我是科學訓練師桑子研。每天都是實驗。

顯微鏡下展開的微小生命劇場

聽到「用顯微鏡觀察青鱂魚的尾鰭」,不少老師可能會想:到底能看到什麼?又該怎麼準備呢?不過,實際觀察之後,你一定會對尾鰭的美麗,以及其中「正在流動的東西」感到驚訝。

在只有幾毫米、幾乎透明的尾鰭裡,可以清楚看到血液隨著魚兒心臟的跳動而流動。課本上「血液會循環全身」這句話,竟然真的在眼前動了起來。能讓學生如此直接感受到生命現象的教材,真的很難得。

這次要介紹的是一項很適合國中課堂使用的觀察活動:利用「姬鰭」(ヒメダカ)觀察尾鰭中的血液流動。由於觀察對象是活生生的生物,因此事前準備以及操作時需要特別注意的地方不少。不過,也正因如此,學生往往會產生高度興趣,很快就投入觀察之中。

尤其是看到血液流過尾鰭中細小血管的景象,幾乎每位學生都會留下深刻印象,也能成為進一步理解生命活動的契機。

準備物品

・姬鰭(約30條,每組2條)

・顯微鏡(使用目鏡10倍 × 物鏡10倍,共100倍)

・夾鏈袋(觀察用,每組1~2個)

・小型水族箱或塑膠盒(暫時安置姬鰭)

姬鰭可以在日本的居家修繕中心購買,每條約50日圓左右。(例如在Royal Home Center購買,30條約1,500日圓,價格會依時期有所不同。)

網路上也可以用「姬鰭100條」的方式購買,價格約3,000日圓左右。不過考量運費以及魚兒送達時的狀況,從附近的店家購買會比較安心。購買前先打電話確認是否有貨,會更加穩妥。

Amazon和樂天也可以購買。→ (姬鰭)姬鰭(100條)

課堂流程與操作上的小技巧

①準備觀察

在觀察開始前,從小型容器中將姬鰭分配給各組。在夾鏈袋中加入少量的水,每組領取2條姬鰭,再由兩位學生共同觀察其中1條。

【注意】要提醒學生不要徒手觸摸姬鰭。因為人的體溫可能讓魚兒受到燙傷。

人的體溫約為36度,而姬鰭生活的水溫通常低得多。對我們來說只是「有點溫暖的手」,對姬鰭而言卻可能是突然升高的高溫環境。即使只是接觸幾秒鐘,也可能造成很大的負擔。

正因為這是一項以活體生物為對象的實驗,這些細節上的照顧會直接影響觀察的品質。

將姬鰭放入夾鏈袋後,小心地倒掉部分水,讓姬鰭保持不太活躍的狀態。接著就可以連同袋子一起放到顯微鏡下進行觀察。

②觀察時的重點

・觀察倍率為100倍(10×10)

・將焦點對準尾鰭

・注意「正在流動的東西」

・進一步觀察流動的「方向」

在觀察前先清楚告訴學生「要看哪裡」,學生的觀察焦點就會明確許多。

其實,這些「正在流動的東西」,就是紅血球一個接著一個穿過微血管的模樣。人的紅血球直徑只有約7~8微米。姬鰭也是一樣,紅血球會像串成一串的珠子般,在比頭髮還細的血管中前進。

肉眼絕對看不到的微觀世界,就這樣在100倍的視野中展開。這一刻,學生往往會忍不住驚呼:「真的有東西在動!」

另外,觀察時間以10分鐘以內為原則。時間太長可能會讓姬鰭逐漸衰弱,因此我讓學生把注意力集中在觀察本身,素描則留到之後再進行。

觀察後的整理活動

素描活動使用課堂中事先拍攝好的尾鰭顯微鏡影片,讓學生根據影片進行記錄。要直接把血液流動的樣子畫下來並不容易,因此一邊觀看影片一邊繪製,不僅比較容易完成,也能幫助學生加深對觀察內容的記憶。

作為輔助教材,也很推薦NHK for School的這部影片。

NHK影片:觀察姬鰭的血液流動

觀察姬鰭尾鰭,是讓光合作用、呼吸等平常難以直接看見的生命活動變得具體而真實的絕佳教材。課本中的圖片和文字,很難讓人真正感受到「生命正在運作」這件事;但透過觀察,我們可以連同心臟的幫浦功能以及血管的作用,一起親眼感受生命活動的真實樣貌。

無論是課程導入還是延伸活動,都非常容易運用,而且會成為學生印象深刻的學習經驗。

在這片小小的尾鰭裡,竟然藏著如此巨大的發現。下次上課時,不妨也帶著學生一起探索看看吧!

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