用乐高积木和便宜的手机零件制作高分辨率显微镜

蒂莫·贝茨

教授蒂莫·贝茨。信贷:彼得Lessman

Göttingen大学领导的研究表明,搭建显微镜可以提高儿童的理解力。

显微镜在科学和医学的许多领域都是必不可少的工具。然而,由于这种技术的成本和脆弱性,许多团体获得这种技术的机会有限。现在,来自Göttingen大学和Münster大学的研究人员已经成功地用儿童的塑料积木和廉价的手机部件建造了一个高分辨率的显微镜。然后他们继续展示,9-13岁的孩子在制作和使用LEGO®显微镜后,对显微镜的理解有了显著的提高。他们的研究结果发表在生物物理学家。

建筑乐高显微镜

研究人员用儿童的塑料积木和手机碎片制作了一个高分辨率显微镜。他们显示,9-13岁的孩子通过构建显微镜提高了他们对它的理解。信贷:蒂莫·贝茨

研究人员设计了一种功能齐全、高分辨率的显微镜,其功能接近现代研究显微镜。除了光学,所有的部件都来自玩具砖系统。该团队意识到,现代智能手机相机的镜头(每个大约4欧元)质量如此之高,甚至可以分辨单个电池。

科学家们制作了建造显微镜的说明,以及一个循序渐进的教程来指导人们通过建造过程,同时学习显微镜的相关光学特性。研究人员通过向一组9-13岁的儿童发放问卷来测量儿童的理解能力。

研究人员发现,给孩子们提供零件并计划自己组装显微镜,极大地增加了他们的显微镜知识。在这项特殊的研究中,研究人员的日常研究集中在基础生物物理过程上,他们从10岁的合著者的投入和热情中受益。

“理解科学对于决策是至关重要的,它给日常生活带来了很多好处,比如解决问题和创造力,”Göttingen大学的Timo Betz教授说。“然而我们发现,很多人,甚至是政客,感到被排斥,或者没有机会进行科学或批判性思考。我们想找到一种方式来培养天生的好奇心,帮助人们掌握基本原理,看到科学的潜力。”

乐高显微镜

用乐高积木和手机碎片制作的高清显微镜。信贷:蒂莫·贝茨

研究人员与孩子们保持联系,并监控他们的进展:在他们搭建好主要部分后,他们发现镜片可以起到放大镜的作用。在对此进行了探索并意识到良好的光源很重要之后,他们最初发现让两个放大镜对齐是很棘手的。然而,一旦他们做到了这一点,透镜产生了巨大的放大。这使得孩子们能够真正地“玩”显微镜:做出他们自己的适应;探索放大率是如何工作的;自己去发现微观世界的精彩。

“我们希望这种模块化显微镜将被用于世界各地的教室和家庭,激发和激发孩子们对科学的兴趣,”Betz继续说。“我们已经证明,科学研究不需要与日常生活分开。它可以具有启发性、教育性和趣味性!”

所有图则及说明书均有英文、德文、荷兰文及西班牙文版本。他们可以在这里自由访问:https: //github。com/tobetz /LegoMicroscope

参考文献:“为教育环境设计一个高分辨率的乐高显微镜”,作者Bart E. Vos, Emil Betz Blesa和Timo Betz, 2021年6月,的生物物理学家
DOI: 10.35459 / tbp.2021.000191

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