整付新鮮的豬內臟觀察

這次課程外的實驗，主題是將 整付的豬內臟，生的，給學生實際觀察


去年給學生吃完內臟之後，因為都是切成片的，雖然好吃，但缺乏了整體器官的概念
在網路上看見不少生物老師有拿生的豬器官給學生看，加上高三課程中本來就有的豬心豬腎實驗，配合起來剛好在期末學完所有動物系統的時候，可以完整與課本的知識對應。畢竟豬的內臟是我們台灣常有的食材，又與人體相似性高，對於學理與生活的理解都可以更加確切。之前小吃無法整組到齊的遺憾，這次都彌補了
當然，豬的器官不完全跟人相同，例如脾臟形狀就不同。但這是最接近生活中(盤中XD) 也容易取得的材料。若能提示之間可能有的差異，我認為是很鄉土也很有趣的材料

# 本實驗所使用的材料是一般市場攤販都有在販售的內臟，而不是自行犧牲動物


這個活動的問題有三

一 、放置時間不可以過久

其實這個實驗在我們學校之前也實施過，無防腐，課間放冰箱保存。
但是如果放超過三天(就算班與班之間都放在冰箱)
消化系統的胃與小腸，還有生殖系統的味道，
比較"""濃厚"""  (請各位觀眾自行想像那般的嗅覺刺激 XD )

而且內臟放入冰箱多少會堆疊擠壓，當上課觀察時，又會表面略為乾燥，使得組織變硬或變色，與原來狀態有差異。若利用酒精防腐，組織會因為蛋白質變性，顏色與彈性會改變更多。

為了減少味道與組織變性，將實驗課程移動到一付豬內臟使用兩天，另外，每次課堂觀察前我會將內臟上灑上生理食鹽水保持濕潤，放進冰箱保存時，除了灑水之外，也另外用保鮮膜封住塑膠盒的開口，減少組織脫水。

(某班值日生看見我在對豬內臟灑水還以為我在進行甚麼邪惡的宗教儀式 =.= )


二、真實內臟與課本內容對應不起來  老師要在內臟旁邊講解

但是當時有豬心實驗同時進行，老師有時候也要注意各種安全與爆走狀況，如果必須在旁邊一直講解，就無法處理實驗課其他狀況。
(實驗課最刺激的就是永遠有無法預料的事情會發生，更不要說手上有揮舞著解剖儀器 )


我的解決方式是以下3種同時並行
1.印出圖片，護貝後放在內臟盆的旁邊，學生一邊對照一邊自己打撈內臟確認
   每班上完課之後，護貝的圖片都要用抹布擦過血水 =.=
   所以沒有護貝應該第一班用完就浸泡血水稀巴爛 (各位觀眾也可以自行想像畫面)

2. 請值日生先看圖片，自己找內臟後，用標籤紙加上大頭針，定位器官名稱
   每班上完課都會重新清理一次，因為標籤紙會濕掉
 
    讓每一班值日生都練習看圖自己找器官也可以訓練連接圖片與真實器官的能力

3.請先做完豬心實驗的一批學生，先聽我講每一個器官，之後一人負責講解一盆內臟

    順便讓學生自己練習怎麼講一個實體的構造

三、到底該怎麼分內臟   (標題好驚悚=.=) 

整條豬的內臟非常多，先前從豬販那邊拿來的時候，是一大袋全部在裡面，光是與其奮戰分割就花掉不少準備時間

該以系統區分還是位置區分，也是考慮的點。以系統區分必須由老師拿到材料之後，再進行拼湊 (特別是消化系統橫跨胸腔與腹腔)，才會變成課本上連貫的器官等。

但真實的豬內臟許多系統是有結締組織將其連結，
例如  心臟與肺臟連在一起
          生殖系統與大腸頭還有膀胱是原本連在一起的
          膽與肝相連
          橫膈也與肝臟相連。
如果認為橫膈與呼吸有關，將橫膈分在與肺臟一起，那似乎無法表示橫膈台語稱為 "肝連" 的精妙。

我自己的方式是考慮系統，更考慮相關位置。
所以消化道的食道與氣管放置於肺，而不另外切割下來與胃小腸放置一起。我認為系統的學習是方便理解，但實際上不同系統的器官會排在旁邊，這樣立體空間位置的建立，只有透過真實的器官觀察才能知道，所以在處理的時候，會刻意留下不同系統器官間的結締組織，不完全切割開來，使學生知道內臟們塞在胸腔跟腹腔的相對位置關係。
             
    
這次跟豬販取材料的時候，已經先依照上述方式分類，整理起來比較快速。

課程主題 : 整付新鮮的豬內臟觀察

時數 : 兩小時  (搭配高中原有的豬心與豬腎觀察實驗)

目地 :  1. 實際觀察內臟間的相對位置關係
            2. 配合圖片，學生可以自行觀察
            3. 請學生講解，練習口語表達

 材料 : 1. 一付內臟，大約使用兩天

            2. 請豬販拿內臟的時候，已經大約分為

                (1) 心臟 (含有圍心膜及周圍脂肪)、肺臟 (連著喉頭、氣管、食道)
             
                (2) 肝、膽、橫膈 (肝連)
         
               (3) 豬舌

               (4) 胃 (豬肚)
   
               (5) 小腸、大腸
   
               (6) 大腸頭接肛門、膀胱(小肚)、卵巢、輸卵管、子宮、陰道
 
               (7) 腎臟 (腰子) 一對  + 脾臟 (腰尺)
                      (腎切開一個，可以找輸尿管或腎動脈靜脈)
                      (另一個腎完整包括外面包覆的結締組織跟圍心膜)
                     
               (8) 豬腦  (無敵幹事說的秘訣 : 一定要請豬販另外放，要不然拿到的都是破碎的腦) 
           
                     *  這要感謝我們設備組的無敵幹事，幫我們前置作業處理得很好
                       ，這次的材料完整漂亮又好整理 (灑小花)

步驟 :

1. 事前準備 : (1) 各內臟裝盆子，倒出血水，可灑上生理食鹽水防止內臟乾燥

    將解說的圖片放在旁邊。

    腎臟一副可以切開一個，另一個保持脂肪包覆住的原狀

    肺也可以切開 一部分 (但很可惜就從氣管灌水或吹氣使肺膨大的效果就會變差)

(2) 請當天值日生大約4~8人，看解說的圖片，幫忙將器官用大頭針釘上名字

(3) 學生進來後先進行豬心實驗，先結束的組別，可以抓到後面來解說內臟

(4) 每班結束後，將內臟灑水冰入冰箱。(我們學校的冰箱不大但是稍微塞一下可以全部放入)

(5) 最後一班學生開放讓她們切開所有器官觀察裡面的組織。

解說用的圖片

              實戰情況

每組器官放在塑膠盆中，旁邊放解說，上課前請值日生提早到，用大頭針加上解說牌

 1.泌尿系統

                     腎臟一個切開 看切面 另一個保持脂肪包裹的樣子 旁邊是豬的脾臟 又叫做腰尺

輸尿管蠻清楚的 動脈跟靜脈就要靠運氣在一片脂肪海中打撈

脾臟開出漂亮的油花 上面有網西 (豬腹膜)

這個是台灣料理中做蝦捲或是肉捲常用來包裹材料取代腐皮的外層

台南有名的周氏蝦捲就是用豬腹膜的油花包裹的影片  

 影片截圖

                                                       

這一套比較複雜 包括生殖系統的子宮 (俗稱生腸) 卵巢 

泌 尿系統的膀胱 (俗稱小肚) 

還有大腸末端 (俗稱大腸頭) 連接肛門   

卵巢不大，按壓起來蠻有彈性的，也可以看到一顆顆的泡泡在邊緣

大約只有一元硬幣的大小

                                                                   同樣有彈性的膀胱

消化系統從豬舌開始 

胃 (俗稱豬肚)

胃也有網油

         打開胃觀察  黃色的顆粒感覺似乎有吃玉米飼料



 學生非常愛玩油花 =.= 還跟我說油花以後可以當頭紗 =.=

這一盆主要是消化系統的小腸與大腸

小腸比較細而裡面料比較多

腸繫膜與上面的血管可以看得蠻清楚的

看過腸繫膜之後 比較能理解為什麼數公尺長的小腸不會輕易打結

通常12指腸的小腸段比較鼓，而且裡面大概都是膽汁的顏色

     打開大腸後的看到內側
     一般市面上的大腸都是翻轉之後清洗，所以吃大腸麵線看到的大腸是內外翻轉相反的
     所吃的大腸裡面油油的應該是外面附著的脂肪

消化系統中的肝、膽與呼吸系統的橫膈(俗稱肝連) 連在一起

分成數葉的暗紅色很大塊的豬肝 中間黃黃的是膽囊 右邊的肉是橫膈

                           右邊可以比較清楚看到結締組織包裹肌肉的橫膈

肝切開可以看到其中的管道 

                                              呼吸系統的喉頭、氣管(脆管) 、肺
                                              循環系統的心臟
                                              消化系統的食道
                                              這些器官相連在一起

這是腹面觀  可以看到有圍心膜包起來的心臟就位在兩邊肺臟中間

                                         圖左的管子是氣管，實際按壓可以感受到C型軟骨回彈的力量

圍心膜包起來的心臟

圍心膜去除的心臟

肺臟切面，可以看到很清楚的支氣管，用手去按壓也有彈性

肺臟摸起來的質感很特別，很像濕潤的化妝海綿

大動脈 在這一堆裡也可以找到

食道 切面 又俗稱軟管 在氣管的背面 

管子側面看肉色

有腦當思無腦之苦

之前拿到的豬腦像是豆花打爛的樣子XD

這次的腦子很棒，紋路形狀都算完整，但可惜腦幹的部分好像不多

整體大概一個少女的拳頭大

趁紋路清楚的時候拍下來的

隨著冰藏與學生手癢戳戳戳，後來就快爛掉了

我後來把一塊腦子撥到旁邊，讓學生可以按按看，其他部分不可以再戳了

學生在觀察豬舌的時候，看著旁邊兩塊肉，摸著自己的臉頰  XD

分成數桌，這樣全部學生可以分散到不同組聽同學解說

最後一班的學生，在我宣布可以自由取材料切割觸摸之後，拿了一盤內臟buffet

班與班之前會冰進冰箱，但冰箱會有些脫水，位置也不足

所以可以把軟的器官放在硬的器官上面

灑上些水 包上保鮮膜，防止脫水

到這一班腦子都快壞了

國際交流科學展覽 Project Poster Exhibition 觀後感

同樣是日本高中國際交流的活動 參加的國家多達20多國，橫跨各洲 (好吧~~可能沒有南極洲代表XD)

主辦單位沒有限制海報發表的件數，(口頭報告因為時間有限，並不是每個組別都可以上台)

總件數 共 123件

數學 10件

物理學 25件

化學 15件

生物學 43件

地球科學 3件

環境科學 16件

機器人技術 4件

其他 7件

整個場地將共123組的海報分成八大領域放置，但全部放在同一樓層當中，學生很輕易可以從活動手冊中查到自己有興趣的海報，並且從地圖中找到。

由於全部在同一層樓當中，容易在不同領域中來回聽不同學生的報告，整個場面展現了各國科學高中學生對於自己的研究充滿熱情，對於別人的研究充滿好奇的互相對答。由於是面對面與研究者對談，可以進行更細節的討論與交流，更容易去解答每個人對於研究當中不同的疑問，同時也可以激起講者與聽者對研究討論熱烈的火花，並且這個活動中的海報完全不設限，包括題目的深度，包括總展覽件數，只要有作品，就可以呈現出，也以此為媒介與各國高中師生交流，是整個交流活動中，我認為對於科學的探究，最有活力，也最有互動的一個場景。

我的學生進行海報報告並且與各國學生交流，平均每個人大約報告海報十幾次吧 XD

上圖這位印度學生對於自己專題研究的熱情與自信讓我難忘，他以非常驕傲與開心的口氣，說明自己利用椰子殼的碎屑來吸收並且廢水中的重金屬，部分重金屬吸收效率甚至接近百分之百。另一方面，他也可以用很積極但很想求知的精神來與我討論，是否有其他更多可以思考的研究方式或表達方式。我認為他充分表現出一個科學家對於知識與研究的熱忱，投入專注於自己的研究，卻也十分努力與人互動，在與他討論的過程中，我真切的感受到一個未來科學家對於投入研究所帶來的喜悅與興奮，也被他的精神給感染與大大的鼓舞。聽完後，我不斷不斷的思考，到底怎樣的教學，怎樣的引導方式，可以使一個學生持續對科學如此的喜愛與投入，並且為他的人生注入一股新的意義。

新加坡學生針對於利用孔洞室內外孔徑改變，造成室內溫度降低，來進行數學的推論。在聽講的過程中，我告訴他我無法理解太多數學公式的來源，而是想了解哪些變因被考慮進去，而哪些變因又會在公式中被省略不去考慮。當我挑戰他原來的解釋方式時，這位學生很盡力的想表達給我聽懂，以各種生動的譬喻，簡單的說明來解釋，對於他自己的實驗，若是沒有一定程度的了解，是沒有辦法接受我這樣的挑戰的。我也很欣賞他重視聽眾的想法，而努力想要傳達自己的研究給別人了解的真誠。是一種真的感受到他對於聽者的重視與尊重，我想，未來科學界，如果也有很多像這樣願意尊重他人，並且真心想讓分享知識，為聽眾量身訂做說明的科學家，做為一個科學與社會的傳達者，將有助於科學與社會的發展，並減少兩者的分歧。

新加坡學生以3D列印的方式製作Bio-carriers，讓水中細菌或藻類等微生物有附著生長的孔洞，再使用這些微生物代謝水中物質，進而過濾水質。本實驗中她偵測亞硝酸鹽量的變化，來代表各種不同的3D列印模組中何者最終使水質淨化最多。她發現並不是孔徑越多，表面積越大淨化效果越好。比起傳統利用化工合成海綿去過濾水族箱中的水質，我認為這個3D列印的硬塑膠模型有可以超音波清洗，並且再回收不斷重複使用的好處，甚至於和海綿相比，3D列印的硬塑膠模型可以利用電腦模擬調整結構來達到更高的淨化水質效率。以往的bio-carriers 依據想達到的功能不同，有時是塑膠圓珠顆粒，有時是水泥結構，或是廢棄輪胎再利用，這是我第一次看到以3D列印的優勢，製作bio-carriers，結合易清洗、可重複使用，而且可以為不同功能量身訂做。該學生的報告完整，結構清楚，並且對於實驗原理以及應用也相當了解。在整個實驗中，其實她並不是設計3D列印的，而是做水質檢測效果的。當我看到這份報告，我也學到不是要每個學生都做很完整的內容，而是要學生在她所做的探究部分更深入了解，完全清楚自己的起點與目標，並且逐步達到。有時候當我在指導學生進行專題研究的時候，可能設定過大的目標，藉由聽這一份報告，我明白了可以學著把較難的知識背景或是較寬廣的實驗目標，明確切割成不同部分，使得學生能藉由自己的力量，完成一份自己部分的報告，而在過程中，也完整學到科學探究所需要的技能與情意。

海報專題報告最大的優點就是廣納不同程度的高中生專題，以下三者的科學內容便有非常大的差異

韓國高中生所做的報告是分子生物學的主題，說明如何利用基因改造的大腸桿菌，順利的將目標蛋白質利用該實驗室所建構的細胞膜上的分泌系統，分泌到培養液當中，並且透過純化步驟，確認目標蛋白質分泌量，以了解分泌系統的效能。這個主題在生物學領域中，需要大學三年級以上或研究所程度的知識以及實驗技能。這位韓國高中生所就讀的韓國Korea Science Academy of Kaist  (韓國排名前五名的南韓科學技術院Kaist大學附中)，實施每班不超過18人，5人以上選課就成班的小班制教學，並且擁有許多博士級教師，在高中建立大學或研究機構等級科學實驗室，所有二年級學生 (大約200人) 都要進行一年為期的專題研究，每週六與寒暑假需要花好幾個月的時間完成自己的專題，甚至有部分學生在高中階段便有發表論文在期刊的能力，每個研究小組 (約2~3人) 的研究經費是一年70萬台幣。因為該校高中生80%可以申請進入Kaist就讀，不必經由大考，所以學生可以在老師的帶領中，以充足的經費，更專心在科學領域中試探自己的能力，並且真的能進入專業科學領域，真切接觸到科學研究的辛苦與回饋。這名韓國女生在得知我大學及研究所做過相關研究十分興奮，因為在場大部分比較沒有接觸到這麼深的生物學領域，當互動過程中，她也不斷與我討論，有沒有甚麼對於她的實驗設計提議，並且也坦率的說自己哪些實驗還沒完成，但是之後很想繼續做。在這麼深的主題中，她不但逐步建構了需要的知識背景，在實驗操作上，親手完成，也直接面對到了實驗的失敗，並且試著去解決。對於一個高中生來說，這需要龐大的時間與對科學的喜愛，除了學生本身的特質與老師的引導外，還有這個體系給予這樣能夠對自己喜愛的科學專心投入學生的支持，她並不用以一年後的考試為自己煩惱的主要重點，去除了大考的魔咒，她能夠在自己的領域中深入更深入。在我與各國老師交流後，我發現在場相當多國外的科學高中生有如此的免試制度，如果我們的教育政策想要培養未來20年內頂尖的科學家，為了表面的公平或是避免大眾輿論的紛爭，在中學階段若沒有去除科學專長學生升學的緊箍咒，與這名韓國具有相同科學研究力的我國學生必須將大量精力投入於升學競爭，而無法在自己喜愛的領域更早接觸。整個6年中學階段，加上大學的延續，我們國家的科學人才培育將落後許多，在這一方面確實可以思考是否要繼續現行的方式。

我也與帶領該韓國學生的老師討論，他在擔任該所科學高中的老師之前，是在研究機構擔任研究員，原本質疑是否真的能在高中建立大學實驗室，並且帶領高中生做科學研究。但是經過一段時間的發展，他的研究室不只培育出許多年經的研究人才，不少學生也在高中或是大學階段重返實驗室，完整自己實驗內容並且發表論文。我們討論後認為，高中設立大學實驗室的好處是不必透過大學教授，由高中老師指導，可以更貼近學生原有知識結構，學生更容易理解艱澀的學理背景。另一方面，實驗室就在學校當中，學生不需要額外花交通時間，可以容易到達，也不必每次配合大學端行程，學生將時間放在實驗技能的習得較長。因為同儕間都能夠在各老師之間學習，使得進實驗室不再只是單一個案，也更可以營造一個浸泡式學習的環境，當進實驗室是一種很日常的學習時，學生不再把科學研究脫離生活，而是明白科學研究就是科學家生活的一部分。

當然，這樣的研究是相對艱深而困難的，並不是真的所有進入該校的學生都想要也能夠接受的。這時候，如何判斷學生不同科學探究能力與興趣，將研究的重點由深度轉為廣度，我想是科學教師的專業。在科學探究教學中，重要的不是科學研究有多深有多進步，這只是一個為學生開闢的道路之一。重要的是，學生能實際了解科學研究的方法，經歷完整的科學研究過程，並且了解科學研究的精神，學著去學習科學研究如何進行，並且試著與人討論、表達自己的研究或對別人研究的看法。藉由這些過程，學生可以更深入探索，自己對科學的興趣，縱使未來不是名科學家，這樣的訓練，將使得他以科學的方式去思考，並且以客觀的角度去評論，將減少社會中許多謬論與不理性的紛爭。

在主辦學校高中生的發表中，我便看見了這樣的研究廣度，下圖學生都是主辦高中二年級進行專題研究的學生。中間圖的學生研究的是外來種的渦蟲與本土種渦蟲的差異，她自己從野外採集渦蟲，並且從食性、行為、生活史、棲地等各面向觀察後，將質性的觀察轉化成量化的數據，清楚的比較出兩者的不同。我欣賞她自己對於實驗動物的照顧、細心觀察，並且努力用自己想到的方式來表達數據。事實上，她的數據呈現有部份錯誤，當我們討論後，她很開心自己發現了這個問題，並且當場改掉自己的錯誤。對於自己花心血的研究，將別人提出的意見保持開放的心態，並且喜悅的了解自己對於研究更懂一點，接受改變，我認為這就是科學研究中很重要的情意。科學研究中不斷有新的發現，是因為科學家是以客觀的事實為討論重點，並且虛心接受不同的討論，這個學生令我看到了她沉浸自己的科學世界也保持開放的心態。除外，她的觀察能力與耐心，對於生物學研究而言，是重要的基礎。生物學需要人去理解自然，進而尊重自然，如果沒有良好的觀察能力，將視而不見，沒有觀察便沒有真實的理解，沒有理解就不會懂得尊重不同於人的各種生命形式。另一方面，整個實驗過程中，她對於實驗動物細心的照顧，是生物學研究中很重要的生命教育課題。生物學軸心概念之一就是人與整個生物體系的平衡，若沒有尊重生命的心態，而以單純以人的需要為思考，研究的走向便有可能帶來其他生物的浩劫，而最終使生態平衡改變。

另一位學生做的研究也是在高中實驗是可以完成的，是蛋白質被蔬果抽取酵素分解程度的分析。大約是4~6小時可以完成的簡易實驗。實驗雖然很簡單，只有定性沒有定量。但是學生海報的呈現確是個完整的科學海報，結構完整，數據呈現清楚，結論明確。這就是利用簡單的模組實驗，讓學生完整體驗科學過程的好方式，老師主要花時間讓學生理解科學歷程與格式，而不是在實驗的深度。這樣的過程，我認為也是未來高中新課綱，新型課程科學探究課程的發展方向。

其他有趣的海報介紹

利用數學的排列組合分析飛機上乘客座位的安排，底下有可以寫字並且擦拭的表格，讓所有來聽報告的人試著回答，是很有趣的互動式海報

利用眼蟲與草履蟲進行水質淨化研究

高中實驗中利用蔬果來進行DNA粗萃取，這個實驗是改進高中實驗，分析在材料的選取與步驟的改變後，如何得出更高的DNA量

夏威夷的報告，主要想要減少入侵種的海藻，於是將海藻拿去當肥料、做生質柴油、發酵、燃燒……等各種所有能想到的用途。結構較不完整，但十分有創意，也可以感受到學生在發想時不受限，並且享受於其中的樂趣。