美国STEM生命科学课程 小小名侦探(科学与医学) 福尔摩斯科学实验课程课程

2023-05-10 14:56:27




导读:通过独特的故事模拟设计,将带学生进入趣味十足的“福尔摩斯”世界。14套实验涵盖了对各种犯罪痕迹的物理性质(如足迹的长,宽,高,玻璃碎片光的折射等)的测定,化学成分及性质的测定(如可燃液体的成分及含量,子弹金属残留物的测定)及生物特征(包括DNA中等位基因的检测,昆虫成长阶段性状)的测定。


科学界的福尔摩斯

科学探究和医学分析有着密不可分的关系。比如在医学领域,诊断评估是临床工作中非常重要的一环,它几乎是开展临床治疗的前提。为了提高治疗水平,就要提高诊断水平,错误的诊断往往延误治疗,甚至威胁生命。诊断与治疗之间有着非常密切的联系。

第二次生物学革命为现代医学的发展提供了新的思路和方向,预防性(Preventive)、预测性 (Predictive)、个体化(Personalized)和参与性(Participatory)的 4P 医学新理念推动着生命科学和临床医学的发展与变革。

如果我们希望孩子将来会是个在医学上有造诣发展,从小就要培养科学探究的素养,激发学生的好奇心和求知欲,提出问题,做出假设,指定计划,利用分析,对比等科学方法和实验方案,处理所得到的实验反馈信息,根据新证据不断完善去探究,批判性的思维的学习和反思。



课程教学目标

本课程的14套实验包含了法医科学技术人员在真实工作中将会运用的多种技术手段,包括了对犯罪人员在犯罪现场留下各种痕迹的测定,这些痕迹有的是固体(如玻璃碎片),有的是液体(可燃液体),有的痕迹十分明显(如齿痕),有的又必须用显微镜才能观测(毛发等)。大多数时候,学生能直观的感受到实验中被测样品的变化,如样品颜色的改变(血迹测试),图像的形成(DNA分型),状态的变化(药物测试和分析)等,这些实验内容让学生从多个角度,各个学科入手,接受全方位的科学培训。


14套实验涵盖了对各种犯罪痕迹的物理性质(如足迹的长,宽,高,玻璃碎片光的折射等)的测定,化学成分及性质的测定(如可燃液体的成分及含量,子弹金属残留物的测定)及生物特征(包括DNA中等位基因的检测,昆虫成长阶段性状)的测定

同时,实验背景还包含了大量最新前沿使用的科学技术手段,如SEM(扫描电子显微镜),GC(气相色谱法)等等,普通的化学或材料专业学生在大三大四时才会学习这些分析方法,而我们的学生却能提早接触了解,并学习如何应用这些方法解决实际问题。


通过对这14个实验的学习,学生可以通过自己动手动脑,探索人,动物,生活中常用物品等与科学的关联性,最重要的是,学生们将会意识到自己所拥有的基因,指纹,足迹,毛发等都是独一无二的,不仅如此,每一种生物的生命形态,每一种材料的物理性质和化学性质都不相同,帮助学生们更全面宏观的了解这个世界。


14个实验是相互关联又可各自独立的,学生们可以完成全部的实验,尽可能的开阔自己的科学视野,也可选择从自己感兴趣的实验开始,无论学习顺序如何,都能帮助学生进步。


    我们设计的实验是为了激发学生对科学的兴趣,培养学生的科学思维,帮助学生了解科学常识,提高科学素养.

发展和培养批判性思维技巧

学生需要根据证据调查,检验分析并应用到以下情景:


·       可以证明犯罪已经发生

·       确定犯罪的任何关键要素

·       将嫌疑人与场景或受害者联系起来

·       确定受害者或嫌疑人的身份

·       证实口头证人的证词

·       免除无辜

·       找到并找到的证据将使侦查负责调查导致在案件中工作

例如焚烧疑题这一案例让学生了解了如何测定某一特定成分并推测其含量。本实验中测定了较为常见的两种可燃液体——柴油和汽油。在现实世界中,小汽车一般加汽油,而大型货车等一般加柴油。若在应该使用柴油的货车中检测到大量汽油,是很不合理的情况,此时,科学人员或警察能根据这一线索进一步调查。类似的实验包括酒驾的测定,警察会用类似装置,检测驾驶员呼出的口气中是否有蒸发的酒精,若有酒精,大概含量是多少,从而判定驾驶员是否违法。



提出现实世界的问题并找到解决方案


14个实验每个实验看似简单,但在实际生活中经常被使用。例如刚刚在中央电视台播出的《国家宝藏》中湖北省博物馆展示的云梦睡虎地秦简,像我们展示了在几千年前的秦国,律法中已经记载用足迹分析法,来判断嫌疑人身份。这个方法现今法医科学仍在使用,并且作为足迹学被深入研究。


虽然我们的实验背景是法医科学实验室,但是实验课件中所提到的内容被广泛运用在社会的各个层面。比如考古学家要分析文物的年代,必须首先观察文物本身(物理特性的观察,与对子弹的观察类似),有时,文物上的字迹也会被重点研究,听起来是不是和阅读指纹和墨水印记两个实验十分类似呢?之后文物上的化学物质会被进一步测定,考古学家一般通过检测碳的同位素存在形式来推断时间,与我们观察昆虫生长阶段来判断时间的用到的科学思维完全相同的。而测定碳的同位素这一过程也与罪证处分实验用到的对化学物质的鉴定方法类似.


不仅仅是科学家们,14个实验内容与我们的生活息息相关,我们身边的人,在工作,生活中,都会用到这些基本的科学常识。比如医生会用到DNA电泳方面的知识来检测基因,目前这一技术已经大量运用于对疾病,尤其是遗传疾病的研究;许多有关建筑,工程的职业,都需要的对各种材料的外貌,特性有充分的了解,有的还会用到3D模型;许多与文字打交道的职业需要有关字迹方面的知识。在我们生活中,处处有科学的影子。我们喝的水滴落在地上为什么会到处飞溅?有的玻璃为啥有五彩斑斓的颜色?我们每一个人为啥都长得各不相同?为什么兄弟姐妹长得很像?这一系列问题,都可以得到一一解答。




14个实验分别介绍:


实验1: 谋杀图形


课程知识点:液体的自由落体,不同高度角度,液体飞溅的不同。(物理)

是一个有关血液飞溅图形的分析的实验。通过观察犯罪现场血液飞溅的形状,血量的多少,判断是伤口由什么凶器造成。学生将自己动手,观察血滴到纸上不同角度和不同高度度时,血液飞溅的形状,之后与犯罪现场的照片进行比对,最终判断血最初滴下来的高度。


实验2:自然中的目击者


课程知识点:昆虫生物学:生物成长过程中的不同形态(生物)

是一个有关法医昆虫学(Forensic Entomology)的实验。根据提取犯罪现场尸体上的昆虫,判断被害人的死亡时间。本实验学生将用显微镜观察幼虫正在发育的阶段,通过对比时间,温度,判断昆虫成长到一定大小形状是所需的时间,从而判断死亡时间。


实验3: 鞋必须匹配


课程知识点:足迹学

是一个有关足迹分析 (Footprint Analysis)的实验, 学生会获得犯罪现场的足迹证据,通过比较足迹长宽,深浅,使用者的走路习惯等,判断嫌疑人身高等信息,从而判断嫌疑人的身份,它们还将做自己的3D足迹模型,学习脚长与身高的大概关系。学生将会发现鞋履的独特性,以及它在犯罪现场调查中作为证据来源的价值。不同的恢复技术将被探索,因为学生们可以用土壤和铸造材料,以及专业粉末。恢复后,在学生继续使用他们的新知识之前,可以查看识别方法,完成鞋类比较并解决他们自己的犯罪情景。


实验4:身份风波


课程知识点:电泳法测基因(生物),本实验会让学生使用电泳法跑胶,分离蛋白质。

是一个有关DNA 分型 (DNA typing)的实验。本案件中出现了两个疑似是路易斯的女子,学生将用电泳手段,对比采集的路易斯DNA样本,判断两名女子的身份。学生将学到DNA的基本知识,了解人与人之间,兄弟姐妹间DNA的区别。同时学生将学习电泳的基本原理,将电泳图上每个人的等位基因与证据中的等位基因位置和大小进行比较,最终找到真正的路易斯。


实验5:焚烧疑题


课程知识点:对某一特定物质的定性定量分析(化学)本实验中有运用到一种特殊耗材-比色管,用以测定柴油和汽油。

是一个有关火灾残骸分析(Fire Debris Analysis)的实验。学生将分析两种不同的可燃液体 - 柴油和汽油,是否存在于犯罪现场,从而判断火灾是否是人为纵火。学生将学会使用比色法进行定性定量分析。内部涂有特殊材质的比色管,能与某一特定的挥发可燃液体反应发生颜色变化,并在比色管内蔓延。通过观察比色管内颜色和刻度,可以判断是哪一种可燃液体,并预估它的浓度。


实验6:墨水印记


课程知识点:色谱法(化学),本实验将用到薄层色谱板这一特殊耗材,用以测定墨水的保留系数。

是一个有关笔迹分析(Questioned Documents Analysis)的实验,首先用放大镜进行直观的笔迹对比实验,之后用色谱法,通过它根据溶解度的不同分离化学物质的原理,对比证据上墨水颜色及其深浅,残留时间,来判断是否有人为篡改的笔迹。


实验7:阅读指纹


课程知识点:生物的指纹特征

是一个有关指纹分析(Fingerprint Analysis)的实验,学生将使用的不同方法(改变旋转方向,角度等)记录自己的指纹信息。之后,学生会采集自己的指纹,通过分析每个人指纹的圈,拱和螺纹等不同形状和个数,与之前记录信息作比对,了解在真是情况下指纹采样的过程和会遇到的问题(如不完整的指纹,有角度的指纹等)。最后,学生对比证据中的指纹和指纹信息库,找到嫌疑人。


实验8:不良印象


课程知识点:口腔学,生物特征

是一个有关咬痕分析(Bite Marks analysis)的实验 由于牙齿坚固且不易变形,比较齿痕能很好的帮助判断嫌疑人。学生将了解法医口腔学知识,制作自己牙齿的蜡印,并通过证据判断嫌疑人身上的咬痕的来历。


实验9:锯齿边缘


课程知识点:材料的折射率

是一个有关玻璃碎片分析 (Glass Fragments Identification)的实验。出车祸的汽车边有几块玻璃碎片,在新墨西哥发现的废气汽车的前灯碎了,本实验需要判断两者是否有关联。根据光的折射原理,在显微镜下,光通过不同玻璃材质时,看到同一物体的位置会发生位移,学生因此来判断玻璃碎片的折射率。


实验10:证据链


课程知识点:生物特征,学生将会了解如何处理毛发,溶解无用部分。

是一个有关头发和纤维(Hair and Fiber)的分析实验。

本实验通过讲解毛发与纤维的区别,向学生展示人与动物,不同动物,不同材料的毛发或纤维都具有不同的结构组成。学生将使用显微镜观察处理过的样品(溶解并过滤掉无用成分后的样品),判断案发现场的材料是否是人类的毛发。



实验11:可疑的污渍


课程知识点:检验是否有血迹,测定特定物质(化学)

是一个有关血液检测和证据处理(Blood Detection and Evidence Processing)实验。 学生将用不同化学物质在遇到血中特殊物质变色的原理来判断可疑的污渍处是否有血迹。红细胞中含有的血红蛋白有类似过氧化物酶的活性,它能还原酚酞,让酚酞变为粉红色。若学生判断污渍处存在血迹,还可进一步分析血迹的大概形状和含量。



实验12:冒烟的枪


课程知识点:测定特定物质(化学),本实验将提供给学生真实的SEM图谱,判断金属等物质是否存在

是一个有关枪击残留物分析(Gunshot Residue analysis)实验。学生将分析从各个犯罪现场和被害人手掌处采取的证据样本,判断是否有枪击残留物。学生将了解几种能推断特定物质是否存在的化学反应,比如若样本中有金属残留物,加入重氮化钠可使样本出现红色。硝酸盐存在是使用二苯胺,样品将会有蓝色出现。学生将学会通过对比真实的枪击残留物SEM图和犯罪现场证据照片,判断哪个照片里有枪击残留物。并判断残留物中金属的比例。



实验13: 黑暗中的枪声


课程知识点:材料物理外貌的区别(物理)

是一个关于子弹纹理(Bullet Striations)分析的实验。调查员在小木屋和火车里的枪内各发现一枚子弹,学生将学习到不同的枪支用的子弹大小,重量,样貌各不相同。之后,学生将用显微镜或放大镜观测子弹上的条纹,观察子弹的大小,子弹上面各个凹槽的大小,从而判断两个子弹是否用于同一只手枪。


实验14:罪证处方


课程知识点:物质的物理性状,本实验将提供给学生真实的GC图谱,对比分别化学物质。

是一个药物测试和分析(Drug Testing and analysis)的实验。调查人员在被废气的卡车内发现了不明白色粉状固体,他们要分析此物体的是什么,有无药物存在,有的话浓度是多少。学生首先会观察所有粉状固体,记录它们溶于水后有何变化,最后,教师将分配给学生有关证据的GC图谱,让学生了解GC图谱各个峰代表的含义,比较并最终判断不明白色粉末的成分和浓度。




课程培训介绍


1)教学评估,时间安排及教师指南部分,让教师能更好的分配教学时间,抓住课程重点,达到更好的教学成果。

2)实验背景,科学背景部分,帮助教师梳理知识点,提高学生对科学的兴趣,扩宽学生的知识面。

3)实验流程部分,一步一步指导学生完成实验,让学生从实践中学到真知。

4)实验前及实验后预习题部分帮助学生预习及复习课程重点内容,加深印象。

5)术语表是整个课程的总结,也是学生学习的工具,学生可以随时查看术语表来复习实验知识点。



课程器材班级套件,一个套件可供6组学生使用,每组可供5个学生使用。

如果有家长希望购买独立套件,也可以咨询我们。本套课程另提供教师培训并颁发本课程指定教师认证证书,教师指导学习手册和课堂教学使用PPT。




科普知识:

,“法医科学技术人员”是一个受雇于“收集,识别,分类和分析与刑事调查有关的物理证据”的人员(这包括犯罪现场技术人员在犯罪实验室工作的现场和技术人员)。该局的职业展望手册指出:“法医科学技术人员的就业人数预计将从2014年到2024年增长27%,比所有职业的平均速度快得多。” 国家和地方政府的就业增长应该由DNA分析等法医科学技术越来越多地应用于检查,解决和预防犯罪行为所驱动。


2015年5月,,法医科学技术人员的平均小时工资为28.89美元,平均年工资为60,090美元(10%的年薪为34,000美元,90%为94,410美元)。(阅读劳动局统计报告)


导读:通过独特的故事模拟设计,将带学生进入趣味十足的“福尔摩斯”世界。14套实验涵盖了对各种犯罪痕迹的物理性质(如足迹的长,宽,高,玻璃碎片光的折射等)的测定,化学成分及性质的测定(如可燃液体的成分及含量,子弹金属残留物的测定)及生物特征(包括DNA中等位基因的检测,昆虫成长阶段性状)的测定。


科学界的福尔摩斯

科学探究和医学分析有着密不可分的关系。比如在医学领域,诊断评估是临床工作中非常重要的一环,它几乎是开展临床治疗的前提。为了提高治疗水平,就要提高诊断水平,错误的诊断往往延误治疗,甚至威胁生命。诊断与治疗之间有着非常密切的联系。

第二次生物学革命为现代医学的发展提供了新的思路和方向,预防性(Preventive)、预测性 (Predictive)、个体化(Personalized)和参与性(Participatory)的 4P 医学新理念推动着生命科学和临床医学的发展与变革。

如果我们希望孩子将来会是个在医学上有造诣发展,从小就要培养科学探究的素养,激发学生的好奇心和求知欲,提出问题,做出假设,指定计划,利用分析,对比等科学方法和实验方案,处理所得到的实验反馈信息,根据新证据不断完善去探究,批判性的思维的学习和反思。



课程教学目标

本课程的14套实验包含了法医科学技术人员在真实工作中将会运用的多种技术手段,包括了对犯罪人员在犯罪现场留下各种痕迹的测定,这些痕迹有的是固体(如玻璃碎片),有的是液体(可燃液体),有的痕迹十分明显(如齿痕),有的又必须用显微镜才能观测(毛发等)。大多数时候,学生能直观的感受到实验中被测样品的变化,如样品颜色的改变(血迹测试),图像的形成(DNA分型),状态的变化(药物测试和分析)等,这些实验内容让学生从多个角度,各个学科入手,接受全方位的科学培训。


14套实验涵盖了对各种犯罪痕迹的物理性质(如足迹的长,宽,高,玻璃碎片光的折射等)的测定,化学成分及性质的测定(如可燃液体的成分及含量,子弹金属残留物的测定)及生物特征(包括DNA中等位基因的检测,昆虫成长阶段性状)的测定

同时,实验背景还包含了大量最新前沿使用的科学技术手段,如SEM(扫描电子显微镜),GC(气相色谱法)等等,普通的化学或材料专业学生在大三大四时才会学习这些分析方法,而我们的学生却能提早接触了解,并学习如何应用这些方法解决实际问题。


通过对这14个实验的学习,学生可以通过自己动手动脑,探索人,动物,生活中常用物品等与科学的关联性,最重要的是,学生们将会意识到自己所拥有的基因,指纹,足迹,毛发等都是独一无二的,不仅如此,每一种生物的生命形态,每一种材料的物理性质和化学性质都不相同,帮助学生们更全面宏观的了解这个世界。


14个实验是相互关联又可各自独立的,学生们可以完成全部的实验,尽可能的开阔自己的科学视野,也可选择从自己感兴趣的实验开始,无论学习顺序如何,都能帮助学生进步。


    我们设计的实验是为了激发学生对科学的兴趣,培养学生的科学思维,帮助学生了解科学常识,提高科学素养.

发展和培养批判性思维技巧

学生需要根据证据调查,检验分析并应用到以下情景:


·       可以证明犯罪已经发生

·       确定犯罪的任何关键要素

·       将嫌疑人与场景或受害者联系起来

·       确定受害者或嫌疑人的身份

·       证实口头证人的证词

·       免除无辜

·       找到并找到的证据将使侦查负责调查导致在案件中工作

例如焚烧疑题这一案例让学生了解了如何测定某一特定成分并推测其含量。本实验中测定了较为常见的两种可燃液体——柴油和汽油。在现实世界中,小汽车一般加汽油,而大型货车等一般加柴油。若在应该使用柴油的货车中检测到大量汽油,是很不合理的情况,此时,科学人员或警察能根据这一线索进一步调查。类似的实验包括酒驾的测定,警察会用类似装置,检测驾驶员呼出的口气中是否有蒸发的酒精,若有酒精,大概含量是多少,从而判定驾驶员是否违法。



提出现实世界的问题并找到解决方案


14个实验每个实验看似简单,但在实际生活中经常被使用。例如刚刚在中央电视台播出的《国家宝藏》中湖北省博物馆展示的云梦睡虎地秦简,像我们展示了在几千年前的秦国,律法中已经记载用足迹分析法,来判断嫌疑人身份。这个方法现今法医科学仍在使用,并且作为足迹学被深入研究。


虽然我们的实验背景是法医科学实验室,但是实验课件中所提到的内容被广泛运用在社会的各个层面。比如考古学家要分析文物的年代,必须首先观察文物本身(物理特性的观察,与对子弹的观察类似),有时,文物上的字迹也会被重点研究,听起来是不是和阅读指纹和墨水印记两个实验十分类似呢?之后文物上的化学物质会被进一步测定,考古学家一般通过检测碳的同位素存在形式来推断时间,与我们观察昆虫生长阶段来判断时间的用到的科学思维完全相同的。而测定碳的同位素这一过程也与罪证处分实验用到的对化学物质的鉴定方法类似.


不仅仅是科学家们,14个实验内容与我们的生活息息相关,我们身边的人,在工作,生活中,都会用到这些基本的科学常识。比如医生会用到DNA电泳方面的知识来检测基因,目前这一技术已经大量运用于对疾病,尤其是遗传疾病的研究;许多有关建筑,工程的职业,都需要的对各种材料的外貌,特性有充分的了解,有的还会用到3D模型;许多与文字打交道的职业需要有关字迹方面的知识。在我们生活中,处处有科学的影子。我们喝的水滴落在地上为什么会到处飞溅?有的玻璃为啥有五彩斑斓的颜色?我们每一个人为啥都长得各不相同?为什么兄弟姐妹长得很像?这一系列问题,都可以得到一一解答。




14个实验分别介绍:


实验1: 谋杀图形


课程知识点:液体的自由落体,不同高度角度,液体飞溅的不同。(物理)

是一个有关血液飞溅图形的分析的实验。通过观察犯罪现场血液飞溅的形状,血量的多少,判断是伤口由什么凶器造成。学生将自己动手,观察血滴到纸上不同角度和不同高度度时,血液飞溅的形状,之后与犯罪现场的照片进行比对,最终判断血最初滴下来的高度。


实验2:自然中的目击者


课程知识点:昆虫生物学:生物成长过程中的不同形态(生物)

是一个有关法医昆虫学(Forensic Entomology)的实验。根据提取犯罪现场尸体上的昆虫,判断被害人的死亡时间。本实验学生将用显微镜观察幼虫正在发育的阶段,通过对比时间,温度,判断昆虫成长到一定大小形状是所需的时间,从而判断死亡时间。


实验3: 鞋必须匹配


课程知识点:足迹学

是一个有关足迹分析 (Footprint Analysis)的实验, 学生会获得犯罪现场的足迹证据,通过比较足迹长宽,深浅,使用者的走路习惯等,判断嫌疑人身高等信息,从而判断嫌疑人的身份,它们还将做自己的3D足迹模型,学习脚长与身高的大概关系。学生将会发现鞋履的独特性,以及它在犯罪现场调查中作为证据来源的价值。不同的恢复技术将被探索,因为学生们可以用土壤和铸造材料,以及专业粉末。恢复后,在学生继续使用他们的新知识之前,可以查看识别方法,完成鞋类比较并解决他们自己的犯罪情景。


实验4:身份风波


课程知识点:电泳法测基因(生物),本实验会让学生使用电泳法跑胶,分离蛋白质。

是一个有关DNA 分型 (DNA typing)的实验。本案件中出现了两个疑似是路易斯的女子,学生将用电泳手段,对比采集的路易斯DNA样本,判断两名女子的身份。学生将学到DNA的基本知识,了解人与人之间,兄弟姐妹间DNA的区别。同时学生将学习电泳的基本原理,将电泳图上每个人的等位基因与证据中的等位基因位置和大小进行比较,最终找到真正的路易斯。


实验5:焚烧疑题


课程知识点:对某一特定物质的定性定量分析(化学)本实验中有运用到一种特殊耗材-比色管,用以测定柴油和汽油。

是一个有关火灾残骸分析(Fire Debris Analysis)的实验。学生将分析两种不同的可燃液体 - 柴油和汽油,是否存在于犯罪现场,从而判断火灾是否是人为纵火。学生将学会使用比色法进行定性定量分析。内部涂有特殊材质的比色管,能与某一特定的挥发可燃液体反应发生颜色变化,并在比色管内蔓延。通过观察比色管内颜色和刻度,可以判断是哪一种可燃液体,并预估它的浓度。


实验6:墨水印记


课程知识点:色谱法(化学),本实验将用到薄层色谱板这一特殊耗材,用以测定墨水的保留系数。

是一个有关笔迹分析(Questioned Documents Analysis)的实验,首先用放大镜进行直观的笔迹对比实验,之后用色谱法,通过它根据溶解度的不同分离化学物质的原理,对比证据上墨水颜色及其深浅,残留时间,来判断是否有人为篡改的笔迹。


实验7:阅读指纹


课程知识点:生物的指纹特征

是一个有关指纹分析(Fingerprint Analysis)的实验,学生将使用的不同方法(改变旋转方向,角度等)记录自己的指纹信息。之后,学生会采集自己的指纹,通过分析每个人指纹的圈,拱和螺纹等不同形状和个数,与之前记录信息作比对,了解在真是情况下指纹采样的过程和会遇到的问题(如不完整的指纹,有角度的指纹等)。最后,学生对比证据中的指纹和指纹信息库,找到嫌疑人。


实验8:不良印象


课程知识点:口腔学,生物特征

是一个有关咬痕分析(Bite Marks analysis)的实验 由于牙齿坚固且不易变形,比较齿痕能很好的帮助判断嫌疑人。学生将了解法医口腔学知识,制作自己牙齿的蜡印,并通过证据判断嫌疑人身上的咬痕的来历。


实验9:锯齿边缘


课程知识点:材料的折射率

是一个有关玻璃碎片分析 (Glass Fragments Identification)的实验。出车祸的汽车边有几块玻璃碎片,在新墨西哥发现的废气汽车的前灯碎了,本实验需要判断两者是否有关联。根据光的折射原理,在显微镜下,光通过不同玻璃材质时,看到同一物体的位置会发生位移,学生因此来判断玻璃碎片的折射率。


实验10:证据链


课程知识点:生物特征,学生将会了解如何处理毛发,溶解无用部分。

是一个有关头发和纤维(Hair and Fiber)的分析实验。

本实验通过讲解毛发与纤维的区别,向学生展示人与动物,不同动物,不同材料的毛发或纤维都具有不同的结构组成。学生将使用显微镜观察处理过的样品(溶解并过滤掉无用成分后的样品),判断案发现场的材料是否是人类的毛发。



实验11:可疑的污渍


课程知识点:检验是否有血迹,测定特定物质(化学)

是一个有关血液检测和证据处理(Blood Detection and Evidence Processing)实验。 学生将用不同化学物质在遇到血中特殊物质变色的原理来判断可疑的污渍处是否有血迹。红细胞中含有的血红蛋白有类似过氧化物酶的活性,它能还原酚酞,让酚酞变为粉红色。若学生判断污渍处存在血迹,还可进一步分析血迹的大概形状和含量。



实验12:冒烟的枪


课程知识点:测定特定物质(化学),本实验将提供给学生真实的SEM图谱,判断金属等物质是否存在

是一个有关枪击残留物分析(Gunshot Residue analysis)实验。学生将分析从各个犯罪现场和被害人手掌处采取的证据样本,判断是否有枪击残留物。学生将了解几种能推断特定物质是否存在的化学反应,比如若样本中有金属残留物,加入重氮化钠可使样本出现红色。硝酸盐存在是使用二苯胺,样品将会有蓝色出现。学生将学会通过对比真实的枪击残留物SEM图和犯罪现场证据照片,判断哪个照片里有枪击残留物。并判断残留物中金属的比例。



实验13: 黑暗中的枪声


课程知识点:材料物理外貌的区别(物理)

是一个关于子弹纹理(Bullet Striations)分析的实验。调查员在小木屋和火车里的枪内各发现一枚子弹,学生将学习到不同的枪支用的子弹大小,重量,样貌各不相同。之后,学生将用显微镜或放大镜观测子弹上的条纹,观察子弹的大小,子弹上面各个凹槽的大小,从而判断两个子弹是否用于同一只手枪。


实验14:罪证处方


课程知识点:物质的物理性状,本实验将提供给学生真实的GC图谱,对比分别化学物质。

是一个药物测试和分析(Drug Testing and analysis)的实验。调查人员在被废气的卡车内发现了不明白色粉状固体,他们要分析此物体的是什么,有无药物存在,有的话浓度是多少。学生首先会观察所有粉状固体,记录它们溶于水后有何变化,最后,教师将分配给学生有关证据的GC图谱,让学生了解GC图谱各个峰代表的含义,比较并最终判断不明白色粉末的成分和浓度。




课程培训介绍


1)教学评估,时间安排及教师指南部分,让教师能更好的分配教学时间,抓住课程重点,达到更好的教学成果。

2)实验背景,科学背景部分,帮助教师梳理知识点,提高学生对科学的兴趣,扩宽学生的知识面。

3)实验流程部分,一步一步指导学生完成实验,让学生从实践中学到真知。

4)实验前及实验后预习题部分帮助学生预习及复习课程重点内容,加深印象。

5)术语表是整个课程的总结,也是学生学习的工具,学生可以随时查看术语表来复习实验知识点。



课程器材班级套件,一个套件可供6组学生使用,每组可供5个学生使用。

如果有家长希望购买独立套件,也可以咨询我们。本套课程另提供教师培训并颁发本课程指定教师认证证书,教师指导学习手册和课堂教学使用PPT。




科普知识:

,“法医科学技术人员”是一个受雇于“收集,识别,分类和分析与刑事调查有关的物理证据”的人员(这包括犯罪现场技术人员在犯罪实验室工作的现场和技术人员)。该局的职业展望手册指出:“法医科学技术人员的就业人数预计将从2014年到2024年增长27%,比所有职业的平均速度快得多。” 国家和地方政府的就业增长应该由DNA分析等法医科学技术越来越多地应用于检查,解决和预防犯罪行为所驱动。




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