2020.10 創藝玩科學 實驗融入教學-力學篇 part 1
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•力學篇 第一場•
♦老師們研習回饋
►2年前參加宣安老師的工作坊習得電學教具和課程產出學習單,讓自己國三電學加入了數位三用電錶和電學生活物的引導
今年終於有機會可以參加有關力學主題的課程,宣安老師一開場說明了一些科學只是傳遞的異同觀念:「教具」為輔助老師,以老師演示科學知識或觀念為主。「DIY」-做出來.營隊以、不一定以原理為重但好玩為主。「科普展」(推薦精彩三場科普推廣11月具有不同面)-知識傳遞快、大、耐操、聲光效果。(趣味)來自於教學法的展現而非教具,讓自己有更多思辨與回想。
1.力的合成-平行四邊形法:利用排尺、鉚釘、橡皮筋和鑽床和鉚釘槍工具製作,令我十分驚艷,在後來的教學可以更具體而非只有畫圖補充讓學生想像。
2.虎克定律-市售彈簧鑰匙圈、墊片:強調數據觀察和圖表理解和解釋,注意每個彈簧都有最小外力的問題,實地檢測(包裝變成籃子來克服最小外力符合虎克定律)讓形變量可以被看見,利用有掛勾的強力磁鐵在黑板上測量形變量,可以讓規律性被看到,串並聯的可以看看現象。
3.彈簧串並聯與三力角度分力關係-行李電子秤、原子筆、桌面:(1)最小外力(50克或0.5kg)都需先檢測,(2)兩人串聯電子秤關係、(3)三人串聯關係、(4)利用原子筆(木材更好)為剛體,電子秤極為靠近檢測並聯關係由第三秤來看三者讀數加入討論(5)三人電子秤勾在一起,固定兩力只拉大一力觀察3電子秤讀數;拉大其中兩力角度,第三力加大外力觀察三力讀數。很多可以量測,比使用彈簧秤更清楚,納入下次講義編排。
4.摩擦力-傳統彈簧秤(500g)、紙片、砂紙、兩個軸承:(1)海鷗小紙片角色讓最大靜摩擦力被看見,也讓物質動摩擦力比最大靜摩擦力被看見(2)重力對最大靜摩擦力的影響,木塊添加墊片量測最大靜摩擦力(3)不同接觸面(桌面與砂紙)摩擦力關係,需要按住砂紙面有效觀察(4)軸承,一個以洗去黃油(黃油有防鏽和散熱功能)一個可以拆解沒有黃油,看到滾動的摩擦力減弱,利用瓶蓋、木棒、吸管實作可以看出移動摩擦和滾動摩擦的差異。
5.氣壓-類似塑膠、塑膠管:吸睛天氣瓶製作看著就很美(三秒膠)可以讓氣體逸散慢;加熱觀測內外壓力不同和討論。
6真空罐-玻璃罐、氣壓計、塑膠管、彈性防水膠:藉由鑽孔、放置管子和氣壓計和彈性防水膠(半天以上)完成器皿,適用低壓,下次帶來檢測。
這次的教具讓自己開了眼界,在教學呈現和講義設計上有許多想法,也期待第三次的學習單交流,謝謝宣安老師教具設計和創藝文化基金會和央團的補助,讓自己收穫很大,很珍惜也很感謝。
►感謝宣安老師讓我學會以動態方式來呈現兩力合成,這個教具製作雖不難但要做的好並不容易。若想要將成品收成180度或0度,必須留意四支尺疊合的方向,因為是第一次操作經驗不足導致成品無法順利收合,下次改進。
第二個活動是虎克定律,利用市售的彈簧鑰匙圈即可清楚的說明施力與彈簧伸長量成正比,也可演示彈簧串聯與並聯,真想不到彈簧鑰匙圈這麼好用。接下來我們使用條形盒測力計來測量最大靜摩擦力,之前就很苦惱怎麼看數值,今天真的見識到老師的厲害,只需一小張紙就將問題迎刃而解,佩服呀!
下午的課程做了晴雨計,首先在瓶身上鑽個洞再將透明管插入洞裡,接著測試氣密性和會不會漏水。只要瓶內裝水時,在接縫的地方沒有水滴滲出,那就大功告成了。當天氣晴朗大氣壓力就會比平常高,這時就會將液體往瓶內壓進去,形成外低內高的狀態。晴雨計還有另外的玩法,當手去碰觸上半部瓶身時,會將手部的熱量藉由傳導的方式傳至瓶內,瓶內空氣受熱膨脹,空氣分子動能增加,使得內部壓力升高,便會將液體擠出瓶外,形成液面內低外高的狀況。這個教具可讓學生長期觀察大氣壓力的變化。今天的壓軸教具是真空罐,瓶蓋上打3個洞,分別放入2條透明管和壓力計,待防水膠乾了即可做許多有趣的實驗,期待下次的課程。再次感謝老師的付出及創藝文化基金會與央團自然領域的支持。
►觀念釐清:
教具---能輔助教學,將抽象概念具體化,以學習單引導學生操作中得到應學習之課程內容。
學生自行操作實驗或教師進行演示教學皆以教學為主要目的。
DIY活動---著重親自動手做,方便製作,趣味性高。
趣味實驗---趣味效果驚艷,不強調原理呈現。
科普推廣---大型模組,著重展示效果。如科學節活動…宣安老師一席話,讓我豁然開朗!
這兩年開始有時間參加假日研習,認真報名各種研習,希望能有增能的進展。參與過程中也有撞牆期,懷疑參加研習的目的是什麼?能對教學工作有何應用及幫助?模仿的教學流程是否淪為空有趣味的雜耍表演?在參與上述不同項目及108新課綱理論宣講的研習中,找到最有興趣的項目是教具製作,也對教學過程最有實質助益。
同時教學已超過20年,也期待自己的工作多些變化與樂趣,不要只在課本與題目裡打轉…..跟著宣安老師學習,讓原本就喜歡動手做的我找到了教學的不同呈現方法。透過教具的呈現,學生有機會親手操作,能將課本的理論落實,理解,也能應用於生活中,培養出帶著走的能力。
研習後,開始整理研習內容,避免自己忘掉,也可以留下紀錄以供日後參考。回頭檢視上學期的光學研習教具和紀錄才發現腦容量真的很小,沒內化成自己的內容真的會忘了,看著教具得認真思考用途及上課呈現方式?慶幸之前的紀錄派上用場,豐富了教學。
感謝創藝文化基金會的研習贊助,更感恩宣安老師的無私分享與帶領,讓我有機會能在教學工作上繼續增能,修正;有一群同好彼此討論,讓工作更有變化!學生是否能學得更好?我相信一定會的。
♦老師們研習回饋
►2年前參加宣安老師的工作坊習得電學教具和課程產出學習單,讓自己國三電學加入了數位三用電錶和電學生活物的引導
今年終於有機會可以參加有關力學主題的課程,宣安老師一開場說明了一些科學只是傳遞的異同觀念:「教具」為輔助老師,以老師演示科學知識或觀念為主。「DIY」-做出來.營隊以、不一定以原理為重但好玩為主。「科普展」(推薦精彩三場科普推廣11月具有不同面)-知識傳遞快、大、耐操、聲光效果。(趣味)來自於教學法的展現而非教具,讓自己有更多思辨與回想。
1.力的合成-平行四邊形法:利用排尺、鉚釘、橡皮筋和鑽床和鉚釘槍工具製作,令我十分驚艷,在後來的教學可以更具體而非只有畫圖補充讓學生想像。
2.虎克定律-市售彈簧鑰匙圈、墊片:強調數據觀察和圖表理解和解釋,注意每個彈簧都有最小外力的問題,實地檢測(包裝變成籃子來克服最小外力符合虎克定律)讓形變量可以被看見,利用有掛勾的強力磁鐵在黑板上測量形變量,可以讓規律性被看到,串並聯的可以看看現象。
3.彈簧串並聯與三力角度分力關係-行李電子秤、原子筆、桌面:(1)最小外力(50克或0.5kg)都需先檢測,(2)兩人串聯電子秤關係、(3)三人串聯關係、(4)利用原子筆(木材更好)為剛體,電子秤極為靠近檢測並聯關係由第三秤來看三者讀數加入討論(5)三人電子秤勾在一起,固定兩力只拉大一力觀察3電子秤讀數;拉大其中兩力角度,第三力加大外力觀察三力讀數。很多可以量測,比使用彈簧秤更清楚,納入下次講義編排。
4.摩擦力-傳統彈簧秤(500g)、紙片、砂紙、兩個軸承:(1)海鷗小紙片角色讓最大靜摩擦力被看見,也讓物質動摩擦力比最大靜摩擦力被看見(2)重力對最大靜摩擦力的影響,木塊添加墊片量測最大靜摩擦力(3)不同接觸面(桌面與砂紙)摩擦力關係,需要按住砂紙面有效觀察(4)軸承,一個以洗去黃油(黃油有防鏽和散熱功能)一個可以拆解沒有黃油,看到滾動的摩擦力減弱,利用瓶蓋、木棒、吸管實作可以看出移動摩擦和滾動摩擦的差異。
5.氣壓-類似塑膠、塑膠管:吸睛天氣瓶製作看著就很美(三秒膠)可以讓氣體逸散慢;加熱觀測內外壓力不同和討論。
6真空罐-玻璃罐、氣壓計、塑膠管、彈性防水膠:藉由鑽孔、放置管子和氣壓計和彈性防水膠(半天以上)完成器皿,適用低壓,下次帶來檢測。
這次的教具讓自己開了眼界,在教學呈現和講義設計上有許多想法,也期待第三次的學習單交流,謝謝宣安老師教具設計和創藝文化基金會和央團的補助,讓自己收穫很大,很珍惜也很感謝。
►感謝宣安老師讓我學會以動態方式來呈現兩力合成,這個教具製作雖不難但要做的好並不容易。若想要將成品收成180度或0度,必須留意四支尺疊合的方向,因為是第一次操作經驗不足導致成品無法順利收合,下次改進。
第二個活動是虎克定律,利用市售的彈簧鑰匙圈即可清楚的說明施力與彈簧伸長量成正比,也可演示彈簧串聯與並聯,真想不到彈簧鑰匙圈這麼好用。接下來我們使用條形盒測力計來測量最大靜摩擦力,之前就很苦惱怎麼看數值,今天真的見識到老師的厲害,只需一小張紙就將問題迎刃而解,佩服呀!
下午的課程做了晴雨計,首先在瓶身上鑽個洞再將透明管插入洞裡,接著測試氣密性和會不會漏水。只要瓶內裝水時,在接縫的地方沒有水滴滲出,那就大功告成了。當天氣晴朗大氣壓力就會比平常高,這時就會將液體往瓶內壓進去,形成外低內高的狀態。晴雨計還有另外的玩法,當手去碰觸上半部瓶身時,會將手部的熱量藉由傳導的方式傳至瓶內,瓶內空氣受熱膨脹,空氣分子動能增加,使得內部壓力升高,便會將液體擠出瓶外,形成液面內低外高的狀況。這個教具可讓學生長期觀察大氣壓力的變化。今天的壓軸教具是真空罐,瓶蓋上打3個洞,分別放入2條透明管和壓力計,待防水膠乾了即可做許多有趣的實驗,期待下次的課程。再次感謝老師的付出及創藝文化基金會與央團自然領域的支持。
►觀念釐清:
教具---能輔助教學,將抽象概念具體化,以學習單引導學生操作中得到應學習之課程內容。
學生自行操作實驗或教師進行演示教學皆以教學為主要目的。
DIY活動---著重親自動手做,方便製作,趣味性高。
趣味實驗---趣味效果驚艷,不強調原理呈現。
科普推廣---大型模組,著重展示效果。如科學節活動…宣安老師一席話,讓我豁然開朗!
這兩年開始有時間參加假日研習,認真報名各種研習,希望能有增能的進展。參與過程中也有撞牆期,懷疑參加研習的目的是什麼?能對教學工作有何應用及幫助?模仿的教學流程是否淪為空有趣味的雜耍表演?在參與上述不同項目及108新課綱理論宣講的研習中,找到最有興趣的項目是教具製作,也對教學過程最有實質助益。
同時教學已超過20年,也期待自己的工作多些變化與樂趣,不要只在課本與題目裡打轉…..跟著宣安老師學習,讓原本就喜歡動手做的我找到了教學的不同呈現方法。透過教具的呈現,學生有機會親手操作,能將課本的理論落實,理解,也能應用於生活中,培養出帶著走的能力。
研習後,開始整理研習內容,避免自己忘掉,也可以留下紀錄以供日後參考。回頭檢視上學期的光學研習教具和紀錄才發現腦容量真的很小,沒內化成自己的內容真的會忘了,看著教具得認真思考用途及上課呈現方式?慶幸之前的紀錄派上用場,豐富了教學。
感謝創藝文化基金會的研習贊助,更感恩宣安老師的無私分享與帶領,讓我有機會能在教學工作上繼續增能,修正;有一群同好彼此討論,讓工作更有變化!學生是否能學得更好?我相信一定會的。
2020.10 家電醫生-台中試辦場
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這次的準備比上一場屏東要充分許多
但給的資訊量似乎還是有點大
只是有些安全的問題就是不能省的啊~~
基本上維修前一定要先懂得保護自己和保護(電力)線路
保護自己不會觸電首先就要先能夠分辨哪條線是有電的
火線、中性線、地線的概念不能省
懂了來龍去脈才能保護好自己和他人的安全
當然,合適的工具絕對是可以幫助你更順暢的解決問題
常見的三種驗電筆各自有不同的適用環境
其中感應與接觸兩用的驗電筆靈敏度很高
也可以拿來檢驗9V或12V電池是否有電
只要摸著上面的接觸按鈕
將接觸棒輕碰電池正極,另一隻手摸著負極
若電池的電量大於4.5V,驗電筆就會導通發光
反之(接觸棒輕碰著電池負極,另一隻手摸著正極)因有外電壓的相抵
驗電筆無法導通,燈就不會亮
若電池電壓已經小於4.5V以下
不管碰觸正極或負極,驗電筆電壓都可以壓過電池
驗電筆的燈都會亮了
因此就可以簡單測試9V或12V的電池是否還有足夠的電(超過4.5V)
當然,這樣的方法就不能測試1.5V的電池了
同樣的原理
也可以拿來檢驗是否為絕緣體
另外保護線路當然就是要設立停損點
方便更換保險絲的維修線就會是很重要的工具
可以將不小心短路的危險降到最低
同時也利用製作的過程學習如何用三用電表查線是否導通或斷路
再來才可以安全的維修電器
這次修了不少東西
包含一台體脂計更換按鍵
一台手電筒的PTC更換為功率電阻
重配一個LED啟動器的電源
也拆了一條延長線說明構造,順便驗證早上說明的開關位置
很累的一天,感謝慈玲幫忙拍了一些照片
如何能轉移到教學現場雖然還是沒有很明顯的圖像
但總是一個開始了
但給的資訊量似乎還是有點大
只是有些安全的問題就是不能省的啊~~
基本上維修前一定要先懂得保護自己和保護(電力)線路
保護自己不會觸電首先就要先能夠分辨哪條線是有電的
火線、中性線、地線的概念不能省
懂了來龍去脈才能保護好自己和他人的安全
當然,合適的工具絕對是可以幫助你更順暢的解決問題
常見的三種驗電筆各自有不同的適用環境
其中感應與接觸兩用的驗電筆靈敏度很高
也可以拿來檢驗9V或12V電池是否有電
只要摸著上面的接觸按鈕
將接觸棒輕碰電池正極,另一隻手摸著負極
若電池的電量大於4.5V,驗電筆就會導通發光
反之(接觸棒輕碰著電池負極,另一隻手摸著正極)因有外電壓的相抵
驗電筆無法導通,燈就不會亮
若電池電壓已經小於4.5V以下
不管碰觸正極或負極,驗電筆電壓都可以壓過電池
驗電筆的燈都會亮了
因此就可以簡單測試9V或12V的電池是否還有足夠的電(超過4.5V)
當然,這樣的方法就不能測試1.5V的電池了
同樣的原理
也可以拿來檢驗是否為絕緣體
另外保護線路當然就是要設立停損點
方便更換保險絲的維修線就會是很重要的工具
可以將不小心短路的危險降到最低
同時也利用製作的過程學習如何用三用電表查線是否導通或斷路
再來才可以安全的維修電器
這次修了不少東西
包含一台體脂計更換按鍵
一台手電筒的PTC更換為功率電阻
重配一個LED啟動器的電源
也拆了一條延長線說明構造,順便驗證早上說明的開關位置
很累的一天,感謝慈玲幫忙拍了一些照片
如何能轉移到教學現場雖然還是沒有很明顯的圖像
但總是一個開始了
2020.09 玩具醫生-家電醫生試辦場
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這當然要感謝彥文和創藝文化基金會的大力協助,才能將這些多年醞釀的想法化為行動啊~~
第一次嘗試和老師們分享家電維修的課程
我們都不是專業技師,修不好很正常...
但主要目的是希望將課堂所學應用在生活中
從家電構造來學習科學,並希望從中發想
或許可以設計出學校可用的彈性課程
當然還是要從基本的原理和安全開始說起
畢竟動到110V的電,不能開玩笑的
火線、中性線、(設備)地線的功能與概念
測量火線的方法
中性線與地線的差別
測量地線功能是否正常的方法
家電開關配置的原則
漏電斷路器的原理與功能
延長線的安全使用
這些都是基本需要知道的常識
否則在維修的時候就容易發生危險
再來就是基本檢測工具的使用
三用電表電阻檔量測線路是否正常
電壓檔量測元件是否故障(有時也用電阻檔)
電阻檔切換的時機
電力監測器的使用與檢測的技巧
勾表的原理與使用方法
最後進入維修的實戰
這次大家似乎默契很好,幾乎都帶電扇過來
嘗試從查線開始做起
電阻過大,換線,包含換插頭的技巧
開關不靈敏,拆開重組
轉軸鏽蝕,除鏽加潤滑
幸好電容沒壞,不然就通殺了...
但這種單相交流馬達構造與原理的細節卻沒太多時間說明
如果了解構造和原理
才有辦法兵來將擋
這用另一篇來細說好了~~
最後讓大家嘗試修自己的東西
不管能不能修好
一定要嘗試著去動手
才會真正是自己的東西
這樣的課程我們也在摸索
不知道怎樣才能符合老師們教學與日常的需求
所以...
台中再來一場試辦,聽聽老師們的想法如何??
(以上提到原理原則,可參閱林宣安老師_創意教具DIY
https://l0930984547.blogspot.com/2018/02/blog-post_15.html)
【家電醫生屏東試辦場_玩具篇】
這次玩具醫生7直接轉成家電醫生屏東試辦場
但有些玩具還是要先幫小朋友修好才行
其中有一隻小飛象,小朋友說是無法裝電池
基本上就是電池盒的螺絲脫牙,導致無法鬆脫
搞了好久,最後決定直接用電鑽破壞螺絲就好了
原本以為這樣就可以完修
沒想到又是一個多重器官損壞的case...
電池盒的鏽蝕已經不好挽救,直接焊接一副新的換上
結果開關似乎也不靈敏,更換
馬達原本以為也掛彩
拆開後才發現是齒輪箱卡住,調整了一下搞定
至少不用換馬達就是一件好事
但後腳的支點也都斷了
其中一支屍體還在,強度不需要很足
決定用膠狀瞬間膠加固化劑搞定
另一隻腳的支點能就地取材用迴紋針來替代
先在原先的位置鑽孔塞入迴紋針
再用瞬間膠固定
暫時就先這樣搞定
裝回去,試機
搞定~~
跑起來的樣子其實還蠻療癒的...
不過這次沒能見到小主人開心的樣子
感覺還是有點落寞啊~~
第一次嘗試和老師們分享家電維修的課程
我們都不是專業技師,修不好很正常...
但主要目的是希望將課堂所學應用在生活中
從家電構造來學習科學,並希望從中發想
或許可以設計出學校可用的彈性課程
當然還是要從基本的原理和安全開始說起
畢竟動到110V的電,不能開玩笑的
火線、中性線、(設備)地線的功能與概念
測量火線的方法
中性線與地線的差別
測量地線功能是否正常的方法
家電開關配置的原則
漏電斷路器的原理與功能
延長線的安全使用
這些都是基本需要知道的常識
否則在維修的時候就容易發生危險
再來就是基本檢測工具的使用
三用電表電阻檔量測線路是否正常
電壓檔量測元件是否故障(有時也用電阻檔)
電阻檔切換的時機
電力監測器的使用與檢測的技巧
勾表的原理與使用方法
最後進入維修的實戰
這次大家似乎默契很好,幾乎都帶電扇過來
嘗試從查線開始做起
電阻過大,換線,包含換插頭的技巧
開關不靈敏,拆開重組
轉軸鏽蝕,除鏽加潤滑
幸好電容沒壞,不然就通殺了...
但這種單相交流馬達構造與原理的細節卻沒太多時間說明
如果了解構造和原理
才有辦法兵來將擋
這用另一篇來細說好了~~
最後讓大家嘗試修自己的東西
不管能不能修好
一定要嘗試著去動手
才會真正是自己的東西
這樣的課程我們也在摸索
不知道怎樣才能符合老師們教學與日常的需求
所以...
台中再來一場試辦,聽聽老師們的想法如何??
(以上提到原理原則,可參閱林宣安老師_創意教具DIY
https://l0930984547.blogspot.com/2018/02/blog-post_15.html)
【家電醫生屏東試辦場_玩具篇】
這次玩具醫生7直接轉成家電醫生屏東試辦場
但有些玩具還是要先幫小朋友修好才行
其中有一隻小飛象,小朋友說是無法裝電池
基本上就是電池盒的螺絲脫牙,導致無法鬆脫
搞了好久,最後決定直接用電鑽破壞螺絲就好了
原本以為這樣就可以完修
沒想到又是一個多重器官損壞的case...
電池盒的鏽蝕已經不好挽救,直接焊接一副新的換上
結果開關似乎也不靈敏,更換
馬達原本以為也掛彩
拆開後才發現是齒輪箱卡住,調整了一下搞定
至少不用換馬達就是一件好事
但後腳的支點也都斷了
其中一支屍體還在,強度不需要很足
決定用膠狀瞬間膠加固化劑搞定
另一隻腳的支點能就地取材用迴紋針來替代
先在原先的位置鑽孔塞入迴紋針
再用瞬間膠固定
暫時就先這樣搞定
裝回去,試機
搞定~~
跑起來的樣子其實還蠻療癒的...
不過這次沒能見到小主人開心的樣子
感覺還是有點落寞啊~~