Sandy Kawano博士在加州州立大學長灘分校的比較動物生理學教學實驗室裏,不僅要教授呼吸測量學,而且要讓初高中的學生參與實踐學習。她與實驗室助理邁爾斯·瓦倫西亞和凱蒂·克恩合作,重新設計了兩種不同海洋無脊椎動物的代謝率的調查:一種是能夠長時間坐著不動的動物,另一種是更容易活動的動物。

的目標

目標有兩方麵。首先,研究小組希望學生們能夠比較不同生態環境和身體設計的動物的呼吸速率,並能夠展示如何通過耗氧量來測量代謝速率,以檢驗科學假設。其次,該團隊希望為學生們提供使用科學設備的機會,他們可能會在研究生院或工作中使用這些設備。

“我做過很多次這樣的調查,但我想找到一種獲得更好結果的方法,”河野說,他現在是喬治華盛頓大學(George Washington University)生物科學係的助理教授。“我們的團隊能夠提出一個新的實驗,成功地利用數據收集技術的能力和精度。升級到溶解氧鹽度,溫度探測器讓我們通過基於查詢的活動捕捉一些真正了不起的數據。”

調查

在“海洋無脊椎動物呼吸測量”的調查中,學生們專門使用遊標數據收集技術,包括LabQuest 2,以調查棘皮動物種類和甲殼動物種類,分別是海膽和寄居蟹。他們的數據支持了這樣一個假設,即棘皮動物的新陳代謝率比那些依靠肌肉收縮活動的海洋無脊椎動物低得多。他們能夠得出結論,代謝率不僅受生物體大小的影響,而且某些組織允許不同的動物比其他動物更有效率。雖然溫度和鹽度會影響代謝率,但學生們能夠使用溫度和鹽度探頭的數據來確認這些環境變量在動物群體之間沒有差異,並了解到“外部變量”的重要性,這些外部變量可能會混淆他們的結果。

“通過彙編和分析課堂數據,學生們能夠看到新陳代謝是如何隨體型變化的,以及生態是如何影響生理的。如果沒有這項技術,這是不可能做到的。”“我之前上這門課的時候,我們的設置太舊了,沒有給我們可靠的結果。溶解氧探針和呼吸室等新設備的加入確實改變了這一點,也更容易設置。”

結果

“數據收集技術使學生能夠對數據進行圖形化表示,並對數據實時在做什麼形成更深入的理解,”Kern說。“在設計實驗室時,這也是有益的,因為它允許存儲和繪製所有數據日誌記錄器而不是使用單獨的數據分析程序。這簡化了數據收集和分析過程,這在學生環境中非常有用。”

Vernier技術的可負擔性使河野博士有機會為她的學生提供使用數據收集技術的寶貴的實踐經驗。她說:“如果我們使用其他技術,我們能夠以較低的成本裝備這個實驗室。”“遊標技術不僅價格實惠,而且非常可靠,易於使用。學生們能夠立即著手收集和分析定量數據。”

“另外,支持是如此驚人,”她補充說。“遊標不隻是賣技術,他們真的能幫助你把技術融入到你的指令中。”

對教育家

桑迪【博士。
喬治華盛頓大學
華盛頓特區。

Sandy Kawano博士目前是喬治華盛頓大學生物科學係的助理教授。在此之前,她曾在加州長灘市的加州州立大學為本科生講授比較動物生理學和實驗課程。