2024年11月19日 星期二

青蛙解剖實驗:從問卷結果盤點高中生物教師的困擾

講到生物實驗,許多人第一個冒出來的就是青蛙解剖實驗。的確,青蛙解剖堪稱最經典又最常見的生物實驗單元,多年來在中學生物課程中始終存在,目前在高中選修生物課本中依然被列為選作實驗,在大學的生物實驗課程中也幾乎都是必備單元。

在台灣,一直以來青蛙解剖實驗所需的樣本都只能從傳統市場購得,作為食材的青蛙在攤位上依然鮮活,又不能讓攤商砍頭屠宰,因此解剖實驗課的開頭就是無可避免地讓青蛙喪失性命。讓青蛙犧牲的方式從早期流行但根本不算安樂死的乙醚致死法、目前依然歷久不衰的腦脊髓穿刺法、到近十年來比較多人使用的苯氧乙醇和丁香油致死法、甚至是冷凍致死法,無論是使用藥物或是腦脊髓穿刺技術,再怎麼強調「它們是為了教育學習而犧牲」,讓青蛙死去甚至必須親眼親手為之實在稱不上愉快的事,對多數學生和老師來說都是如此,而這就成了青蛙解剖實驗多年來的困擾。

不過,台灣並不是唯一一個進行青蛙解剖實驗單元的國家,當我們把眼光轉向國外,就會發現青蛙解剖單元在歐美先進國家也持續在生物實驗課堂上進行,但是至少在二十多年前就是解剖防腐後的青蛙標本。如果我們也有像歐美國家那樣的青蛙防腐標本可用,進行青蛙解剖實驗的師生根本不需要承擔殺生的壓力,也不用浪費寶貴的課堂時間和心力在犧牲青蛙上。畢竟青蛙解剖實驗的重點是解剖觀察並且了解青蛙的內外構造,而不是學習如何犧牲青蛙。關於這一點,我也已經寫過許多的文章分享我的觀察和經驗。

因緣際會之下,我找到了特殊防腐配方,不但無臭無毒還可以讓屍體在防腐後維持色澤和柔軟度好一段時間。經過一年的測試,確認了這個配方用在青蛙身上也一樣好用之後,很幸運的找到了中南部的一間田雞養殖場,場主認同我的理念與想法,願意把養殖場裡正常耗損死亡的完整青蛙屍體提供給我,防腐處理後就可以用在實驗課上進行解剖觀察。所以,從2024年五月起,我就開始在青蛙養殖場中就地測試正常耗損死亡的屍體能否順利防腐,也了解防腐後的品質是否符合期望。

理想狀況下,假使青蛙養殖場裡面正常耗損死亡的完整青蛙屍體經過特殊防腐後依然保有良好的品質,那就可以用來代替活體作為青蛙解剖實驗單元的材料。如此一來,師生們在解剖實驗前再也不用動手犧牲青蛙。不須犧牲生命就能成就教育學習,所使用的青蛙還是養殖場中正常耗損死亡的個體防腐而成,這才是尊重生命和物盡其用的真正體現。

也因著這樣的緣故,我在2024年4月製作了一份問卷,想要了解中學尤其高中生物老師在青蛙解剖這個實驗單元上的教學現況和困擾,也希望能夠一窺中學教師們對於上述的解剖用青蛙標本的觀點和購買意願。透過親朋好友的幫助,截至2024年7月76日為止,我總共收到118個回覆,其中有89位(75.42%)是高中生物老師,提供了非常重要且詳盡的教學現況資訊。

在此,讓我跟各位仔細分享比較重要的問卷結果。

第一題:您授課的班級是否進行青蛙解剖?

這是我的第一個問題,89位高中生物老師當中,近三成五是所有的授課班級都進行青蛙解剖,另外近三成的老師則是特定班級才進行青蛙解剖,還有近兩成的老師是只讓特定學生進行青蛙解剖。完全不進行青蛙解剖的生物老師則是少數,佔了16.9%。

也就是說,即使現在青蛙解剖實驗只是個「選作」實驗單元,看起來還是滿受高中生物老師們重視。

第二題:不進行 青蛙解剖實驗的原因為何?(可複選)

至於不進行青蛙解剖實驗的原因,在可複選的狀況下,獲得最高票數的是「執行致死法的過程辛苦、耗時,且令人備感壓力」,隨後依序是「學生施行腦脊髓穿刺的技術不足」 、「執行致死法的藥物氣味刺鼻,令人不適」、「不想為教學而殺生」,最後才是「教學現場缺乏執行致死法的藥物」。

除此之外,還有三位高中生物老師選擇「其他」,並表示「解剖的知識學習內容可以不以解剖方式進行」、「學生專業不足,這個實驗便顯得殘忍!我期待學生能學習到愛護大自然的善心,而非隨意殺生」、以及「時間壓力,解剖需要超過一節課,且需事先教授完實驗動物倫理並讓學生熟悉學理,如此方可執行實驗。但實際上,需要趕課」。

總結來說,在教學現場中要犧牲動物真的很辛苦,在能用的課堂時間已然緊繃的現實下,又加上學生的技術不足、藥物令人不適、還有為了教學而殺生的必要性令人存疑,高中生物老師們是會因而完全不進行青蛙解剖實驗的。 

從這個結果來看,如果有不用殺生的選擇,應該可以大大的降低高中生物老師們的壓力,也解決了在教學現場犧牲動物的諸多困擾。

第四題:青蛙解剖實驗可用的課堂時間

延續前面的問題,我想了解高中生物老師通常能有多少時間進行青蛙解剖實驗。結果不意外的,會進行青蛙解剖實驗的高中生物老師當中,八成五的老師只有兩小時可以帶學生進行青蛙解剖實驗,要比照大學實驗課有三小時以上可以進行青蛙解剖實驗的老師,只有寥寥7%左右。

不要忘了,這兩個小時裡面還要包括犧牲青蛙所需的時間(估計至少20分鐘),另外也很可能要包含收尾打掃實驗室的時間。這麼緊繃的課堂時間和忙碌的運作流程,還願意帶著學生做青蛙解剖實驗的高中生物老師們實在是夠認真的了。

第五題:青蛙解剖實驗的青蛙取得來源(可複選)

就我所知,在台灣絕大多數的解剖用青蛙都是來自市場,這個題目的答案也再次確認了我的經驗和理解。在所有進行青蛙解剖實驗的85位老師當中,有57.6%的老師選擇到附近的市場購買活體,其次是45.9%的老師選擇向供應商訂購活體,然後是12.9%的老師必須到較遠的特定市場購買活體。無論如何,購買活體的老師佔了絕大多數,相對的只有四位老師選擇了「請市場攤商保留屍體」和「由NGO或大學提供外來入侵種屍體」這兩個選項,而且這其中也僅一位老師單單選擇「請市場攤商保留屍體」,其他三位老師還是同時選擇購買活體的選項。 

表單回應圖表。題目:解剖用青蛙的取得來源為何?(可複選)
。回應數:85 則回應。


第六題:青蛙解剖實驗目前採用的致死法(可複選)

承上題,既然幾乎所有的老師都是購買活體,那麼勢必要犧牲青蛙之後才能進行解剖。根據85位進行青蛙解剖實驗的老師的回覆,使用「化學藥劑致死」的比例最高,達72.9%;其次則是「腦脊髓穿刺」,比例也達49.4%。至於僅剩的兩個選項,也就是「冷凍致死」和「直接使用屍體無需操作致死法」則只有不到5%的比例。可見不用親眼目睹親手犧牲動物、可以保持一點距離的化學藥劑致死,畢竟還是最多人採用的作法,這也是合情合理。

表單回應圖表。題目:實驗時,目前採用的致死法為何?(可複選)

#參考資料:行政院農業委員會-實驗動物照護及使用指引
。回應數:85 則回應。

不過,因為這個題目的選項可以複選,而多數的老師也都選擇了兩個以上的選項,因此在教學現場的青蛙致死法其實有更多的組合作法,必須進一步區別各種複選組合的比例。


把各種複選組合比例分別計算以後可以發現,只使用化學藥劑致死法的老師依然是多數,佔了43.5%。其次則是「化學藥劑致死」和「腦脊髓穿刺」都選擇的老師,達25.9%;但坦白說,我無法判斷這樣選擇的老師是『兩種做法在教學現場擇一使用』還是『兩種作法在教學現場一起使用』,這是我在問卷設計上考量不足之處。假設這些老師們大多是『兩種做法在教學現場一起使用』,也就是先化學藥劑將青蛙迷昏甚至致死,再讓同學進行腦脊髓穿刺,那再加上一位特別附註「先迷昏再穿刺」、以及另外兩位「冷凍&穿刺&化學」與「先低溫再化學」的老師,採用化學藥劑致死組合技的老師就達到29.5%。把純使用「化學藥劑致死」的老師和「採用化學藥劑組合技」的老師比例加起來,也符合原始數據中選擇「化學藥劑致死」的老師的比例(72.9%)。

撇除化學藥劑致死,純使用腦脊髓穿刺法的老師只有21.2%,可見就算要讓學生操作腦脊髓穿刺,比較多的老師還是寧可先使用化學藥劑迷昏甚至犧牲青蛙、或者先冷凍再穿刺。此外,採用「冷凍致死」的老師只有2.4%,能夠直接拿到屍體而不用進行致死法的老師也依然僅有兩三人。

總而言之,對台灣現在教學現場的生物老師而言,購買活體青蛙來做解剖實驗幾乎就是唯一的選擇,因為是活體,所以得要先以各種方法犧牲才能讓學生解剖,這也是幾十年來各種困擾的根本原因。我相信老師們不是不想改變,只是沒有選擇,如果有得選擇,一切應該會大不相同。

(請繼續看下一篇)


2024年9月29日 星期日

使用特殊防腐豬心標本的好處:不再血淋淋,不怕吃不下飯

因為豬心是個市場常見的食材,不管到哪個市場都很容易買到,所以幾十年來生物課上觀察解剖心臟都是直接使用新鮮的豬心,然後切完就扔了,反正下次要用再買就好。這麼幾十年下來,彷彿這是唯一的作法,沒有其他可能性。
市場攤位上的豬心

使用新鮮豬心來教學觀察和解剖,很明顯的缺點之一就是視覺上的血淋淋會阻礙觀察,嗅覺上更是會被血腥味衝擊。要知道心臟就是個充滿血的幫浦,市場買回來的豬心裡頭基本上充滿血塊,尤其以右心房室為多。如果學校經費充裕,每個班級使用一批心臟看完切完就拋棄那也就罷,萬一學校經費不那麼多,一批心臟必須連續給好幾個班級使用觀察,那麼在台灣的炎熱天氣底下,新鮮豬心放個大半天以後血塊早就開始變質,視覺上怵目驚心之外嗅覺上也會越來越難以忍受。這也就是為什麼無論老師或學生,很多人做了豬心解剖實驗以後經常會對下一餐沒胃口的緣故,畢竟視覺和嗅覺上不舒服的感覺還餘悸猶存。 

但是,如果使用的是特殊防腐的豬心標本,就完全沒有這個問題了。特殊防腐豬心標本經過仔細清洗,內外都乾乾淨淨沒有血污,視覺上清爽不說,觀察更是輕鬆自在。沒有了血污的豬心還經過特殊防腐,就算在大熱天底下連續擺弄觀察一整天也毫無變化,不僅沒有血腥味,結構還很穩定,絕對不會有新鮮豬心放久那樣的癱軟腐敗感。

特殊防腐的豬心標本,內外都清洗整理得乾乾淨淨,再也無須忍受血污和血腥
 

而且別忘了,正規醫學相關科系在進行解剖學課程的時候,使用的可都是防腐過的樣本來進行解剖觀察喔。以前只有新鮮豬心可買也就罷了,現在既然有了特殊防腐豬心標本,各位精進教學的老師們,何不把握機會更新學校的教具教材呢?

 

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神奇的「特殊防腐豬心標本」,循環系統章節與豬心解剖實驗的最佳教材

2022年年底,我因緣際會找到好些特殊的防腐配方,號稱可以讓防腐後的屍體栩栩如生,保持新鮮狀態的顏色、質地和柔軟度,而且配方還無臭無毒。這一年半以來,我就埋身在各種動物的屍體裡面,測試這些防腐配方是不是真的這麼厲害。

簡單的說,這些防腐配方真的很厲害。

然後,又因為我剛好有個機會到科教館去開個豬心解剖的工作坊,於是我就把豬心做了特殊防腐。那顏色、那質地、那柔軟度,拿來當教具教材觀察的便利和清楚程度,絕對是新鮮豬心遠遠不及的。

我們先來看市場買來的新鮮豬心。

新鮮豬心的正面,也是最乾淨的一面

新鮮豬心的背面,分切師傅不一定會把血管處整理得很乾淨,經常還帶著許多周圍的組織,因此不那麼容易觀察血管,尤其是靜脈

這顆豬心的動脈附近也是留了一堆組織,血塊到處都是

主動脈裡面不意外的有大團血塊,讓學生觀察之前都要犧牲寶貴的時間去清理

血塊混雜著沒有清理乾淨的組織

如果有時間的話,清洗豬心是一件頗為療癒的事情,而且在清洗中還可以觀察到血塊在各個腔室的多寡,背後其實有些值得討論的原因。但很不幸,生物課的課堂時間很寶貴,拿來讓學生清洗豬心我個人認為有點浪費,把清洗豬心的時間省下來多一點時間觀察討論,應該比較好吧?

這時候,特殊防腐豬心標本就可以派上用場了。

話不多說,直接看照片。

特殊防腐豬心標本的正面,乾淨清爽無血漬,而且接近新鮮豬心的顏色、質地和柔軟度


特殊防腐豬心標本的背面,多餘的組織都會修剪去除,血塊也會沖洗乾淨,所以動靜脈就可以清楚觀察比較

這半年來,我經手了一百多顆的豬心,也找到了比較好的切割方式,不僅讓心房跟心室可以輕鬆翻開,裡面的構造也可以不被破壞又能清楚觀察。當然,切開的心房心室裡面的殘餘血塊以及血纖維團也都會徹底清除,觀察起來乾淨清爽一目了然。

特殊防腐豬心標本正面,注意左右心室都已經切開了,但因為使用手術刀切割所以切口細小不至於太明顯

特殊防腐豬心標本背面,可以看到右心房的切口,左心房的切口從這個角度看不明顯

 心房心室都可以輕易從切口處打開觀察。

張開切口觀察左心房與房室瓣

張開切口觀察右心房與房室瓣
 
翻開右心室的切口觀察房室瓣、腱索、乳突肌,其他構造也清清楚楚

從心尖往上看可以看到右心室的房室瓣和動脈瓣

翻開左心室的切口,房室瓣、腱索、乳突肌還有其他構造都清清楚楚

從心尖往上看,左心室的房室瓣可清楚觀察到只有兩片瓣膜,後方更深處還有動脈瓣

這麼方便又好用的特殊防腐豬心標本,循環系統章節中隨時可以讓學生仔細觸摸翻看觀察比較,再也不用面對新鮮豬心的血腥味、四處沾染的血漬和血塊。在豬心解剖實驗時也可以當成範例教材,讓學生跟著切割路線來解剖,以免亂切亂割新鮮豬心破壞了該觀察的構造。

更重要的是,特殊防腐的豬心標本就算使用一整天,讓多個班級幾十個學生在溫熱的手上把玩,也不會有新鮮豬心腐敗發臭的困擾。而且可以離開防腐液好些時間,前一晚撈出來瀝乾後隔天就可以輕鬆使用,連續兩天都不泡回防腐液也還可以維持良好狀態,你說是不是太美好?

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2020年9月9日 星期三

生物學實驗教材設計與開發: 為什麼要製作「解剖用蚯蚓標本」這樣的教材,以及訂購表單

生物學實驗教材設計與開發: 為什麼要製作「解剖用蚯蚓標本」這樣的教材,以及訂購表單: 在生物學實驗的解剖單元中,蚯蚓恐怕是無脊椎動物裡最常被拿來解剖的動物類群。 不過,礙於種種原因,課堂上所使用的蚯蚓通常問題很大,隨手舉例如下: 蚯蚓的種類經常不是同一種,各組間觀察到的型態構造就不一樣,造成教學困擾 蚯蚓的成熟度不一,有些個體成熟而有些則否,拿到未成熟個體的...