一、實驗設計單位

財團法人國家衛生研究院動物中心與斑馬魚核心設施。

二、實驗原理

小學3、4年級「自然科學」中的「動物的身體結構」與「水生生物的世界」的課綱。

三、實驗所需材料

1. 大鼠
2. 小鼠
3. 倉鼠
4. 天竺鼠
5. 尼羅河草鼠
6. 兔子
7. 斑馬魚

四、實驗步驟

1. 介紹實驗動物的飼養環境。
2. 用問答的方式回答小朋友各種不同實驗動物的疑問。

五、討論與思考

選擇合適的實驗動物，必須先了解各種不同動物之生體結構，所以瞭解動物的身體結構是非常重要的！

一、實驗設計單位

財團法人生物技術開發中心

二、實驗原理

新冠肺炎疫情蔓延，做好防疫相當重要，除了配戴口罩，勤洗手也是遠離病菌的關鍵。藉由比較酒精消毒和肥皂洗手的殺菌效果，給孩子看看自己手上的細菌，傳達勤洗手的觀念。

三、實驗所需材料

1. 培養基（請參考影片成分）
2. 酒精
3. 洗手乳或肥皂
4. 培養箱

四、實驗步驟

1. 觀察菌落生長最多和最少的組別。
2. 探討肥皂洗手的重要性。
3. 肥皂如何殺菌？

一、實驗設計單位

財團法人國家實驗研究院   國家太空中心

二、實驗原理

福衛七號衛星上搭載全球衛星導航系統無線電訊號接收器，可接收美國的GPS及俄國的GLONASS全球衛星導航系統（GNSS）訊號，透過無線電掩星觀測原理，可推導出大氣層壓力、溫度、和濕度等大氣參數。

三、實驗所需材料

1. 水槽 2個
2. 食鹽 適量
3. 保鮮膜
4. 食用色素
5. 雷射筆
6. 竹筷
7. 含奶類飲品 少許

四、實驗步驟

1. 水槽裝入半盆水並倒入大量食鹽，攪拌後再加入少量奶類飲品混和。
2. 於水表面蓋上一層保鮮膜。
3. 準備一盆水慢慢倒入保鮮膜上，再倒入食用色素攪拌均勻。
4. 輕輕將保鮮膜抽出。 
5. 用雷射筆穿過清水與食鹽水交界面，觀察光線因折射率不同而產生偏折。

五、討論與思考

可以上網搜尋，掩星觀測原理還有哪些應用？

一、實驗設計單位

3M

二、實驗原理

我們體內的所有細胞都需要氧氣，才能有效地產生能量。但細胞產生能量時，會製造二氧化碳。我們吸入新鮮空氣來獲取氧氣，然後呼出用過的空氣以清除體內的二氧化碳。

然而，呼吸是如何運作的呢？氣流通過我們的嘴或鼻子，沿著氣管，再分成兩條支氣管，進入左右兩邊肺臟；支氣管又會再分成許多越來越小的管道，這些管道的末端有微小的氣囊，稱為肺泡。我們的肺臟有數百萬個肺泡！這些氣囊的壁膜很薄，薄至氧氣和二氧化碳都可以穿過，然後進入或離開血液。

血液則把氧氣輸送到幾乎人體的每個部位，然後又把二氧化碳帶回肺臟。我們的胸腔大部分的空間都被肺臟佔用。胸廓的12對肋骨用來保護肺臟和其他器官，例如心臟。 我們不必細加思考，就能呼吸自如，因為這是個反射動作。當我們吸氣時，橫隔膜（即胸腔和腹腔之間的圓拱形肌肉）會變平，這樣胸腔會擴大，就可吸入空氣。呼氣時，橫隔膜放鬆，肺部自然收起，空氣被輕輕地擠出。

我們也可以用力呼吸。當我們運動、大聲唱歌或需要更多空氣或氧氣時，會用力深呼吸。我們會使用不同的肌肉來大幅增加胸部的容量。與放鬆呼吸的方式一樣，胸腔擴張會吸入空氣，進而填滿肺臟；胸腔鬆弛，就會把空氣排出來，肌肉還可以迫使胸腔進一步收縮，排出更多的空氣。

在這種情況下，胸腔擴張和收縮的幅度較大，所以有更多的空氣流入和流出肺臟，使身體獲得更多氧氣供應，或者讓我們有更多的空氣來發出聲音。

三、實驗所需材料

1. 空的透明寶特瓶（300-500 mL液體容量）
2. 直尺
3. 氣球 2個（8吋氣球大小就好）
4. 美工刀（讓成年人來協助，小心使用）
5. 剪刀
6. 吸管（選用）
7. 填土（選用）
8. 膠帶（選用）
9. 備用的氣球

四、實驗步驟

【來製作我們肺部的構造吧】

1. 把寶特瓶的底部剪開，把氣球放進寶特瓶內。把氣球掛在寶特瓶口時，氣球底部要預留有3至5公分的空間。
2. 把寶特瓶放在桌上，瓶底的開口向下，將氣球從寶特瓶口放入瓶內，只有氣球的開口突出來。把氣球的開口反摺，包著寶特瓶口。這個氣球代表我們的肺臟。
3. 把寶特瓶反轉（氣球仍然在內），瓶子頂部放在桌上。接下來，我們要幫這個模型製作橫隔膜。
4. 在另一個氣球的開口打個結，然後把另一邊約三分之一個氣球剪掉，形成一個很大的開口。
5. 拿起寶特瓶，我們可以看見裡面的氣球（代表肺臟）。然後輕輕把結向下拉。觀察寶特瓶內的氣球如何變化？
6. 輕輕把結放開，讓它回到原來的位置，然後把它輕輕向內推。寶特瓶內的氣球又如何變化？
7. 多重複以上步驟幾次。你覺得像我們的呼吸嗎？為什麼？哪個動作像吸氣？哪個動作又像呼氣呢？
8. 如果模型運作良好，當我們把結向外拉時，空氣就會跑進氣球裡去；把結向內推的時候，空氣就會流出來。為什麼會這樣呢？
9. 當我們放輕鬆地呼吸，分隔著胸腔和腹腔的肌肉（橫隔膜）就會擴大或縮小胸腔。這跟我們在模型上做的動作有什麼相似的地方呢？
10. 把那個結多拉下或推進幾次。使用這個模型，你知道橫隔膜的哪些動作造成吸氣？哪些造成呼氣嗎？
11. 試著深深吸氣，感受自己的肋骨，然後呼氣。你感覺到胸廓向外擴張和向下嗎？
12. 當我們做深呼吸的時候，橫隔膜的中間部份移動得最多，幅度多達4吋。在我們做的模型裡，胸廓（即寶特瓶）是固定的，但我們可以比較用力的拉或推那塊「橫隔膜」。試一下，這樣是否會改變流入和流出氣球的空氣量呢？

【你知道模型的哪個部份代表氣管嗎？】

1. 把氣球從寶特瓶內取出來，把吸管放入氣球的開口內，然後用膠帶把氣球固定在吸管上。
2. 再把氣球連同小部份的吸管放入寶特瓶內，用黏土固定位置。請確定黏土確實包覆了吸管和氣球周圍，不會讓寶特瓶漏氣。

【你能夠用模型來模仿咳嗽嗎？】

1. 當身體強行排出空氣，以消除引起刺激的物質，就是咳嗽了。
2. 咳嗽時，我們會做較深的呼吸，但卻不讓空氣在胸腔收縮時流出，而是要關閉喉嚨，並在肺部積累空氣；當喉嚨張開時，胸部會收縮得更多，空氣會以有力的方式衝出來。

【你知道擁有兩片肺臟（左右兩邊各一個）對我們有什麼益處嗎？】

1. 找一個方法，製作具有一支氣管和兩個支氣管（每個支氣管附有肺部）的模型。
2. 帶有一支氣管和一個肺的模型是個好的開始。那麼，如何增加一個肺臟呢？

❗️小朋友在使用美工刀時，請由老師、父母陪同操作。

五、討論與思考

當我們把結往後拉，寶特瓶裡的空間增加了，氣球也充滿空氣。同樣，當我們體內的橫隔膜向下移，胸腔的空間增加，空氣流進肺部，我們就吸入空氣。當我們把結往裡面推，寶特瓶內的空間減少，氣球變扁了。同樣道理，當橫隔膜放鬆，胸腔空間減少，空氣從肺部擠出來，我們就呼出空氣。

當我們把那個結用力往外拉或向內推，氣球會充氣和放氣多一點，這就與我們深呼吸的時候一樣，會有較大量的空氣進入或擠出。這個情況是因為有氣壓（空氣擠壓物體的力量）的存在。當空氣所佔的空間減少，氣壓會增加，相反的，當空氣所佔的空間增加，氣壓就會減少。

如果把空寶特瓶的瓶蓋扭緊，然後嘗試擠壓它；要把它壓扁很難！因為裡面的空氣會向外推（氣壓大）；但如果打開寶特瓶，然後再次嘗試擠壓，這就容易得多了，因爲空氣向外推的力量大大減小（氣壓較小）。除非遇到阻礙，否則空氣會從高壓區往壓力較低的地方移動，這就是空氣出入肺部的情況了。當胸腔擴大時，肺部周圍的空間多了，使肺部得以擴張，變成低壓區，空氣就會湧入，以平衡壓力的差距；呼氣時，胸腔和肺部收縮，肺部的氣壓增加，空氣就會跑出來。