臺中市自然科學領域輔導團 (國中組): 2016/04

2016年4月27日星期三

科學小實驗

本次很榮幸擔任世界咖啡館桌長代表，可以和各個國中的老師們分享心得，是本次活動的最大收穫。

雖然因為擔任桌長，無法去觀賞與分享其他桌長的活動及心得，是有些許可惜，但是擔任桌長，可以針對我自己感興趣的議題與其他老師分享，而且還能聽到其他老師的心得，也是非常有趣的一件事。

尤其是當我分享完自己在課程中所做的實驗時，許多老師也分享他們自己在課程中不同的實驗，我發覺自己獲得到更多有趣的想法及實驗，而回來到學校上課，根據自己所獲得的想法及概念，化作實際課堂中的實驗時，學生給我的反應也是非常踴躍及熱絡。

非常感謝輔導團本次的活動，我覺得比起以往至各個學校分享的模式，像這次世界咖啡館活動方式，更能讓我學到更多的東西。

豐南國中周振甫老師分享

2016年4月26日星期二

水果電池的教學應用

以下為討論水果電池單元的幾個問題分享:

如何在此單元教學引起學生學習動機? 以實際的實驗或影片引起動機。
如何設計一個水果電池的實驗課程?(ex:操縱變因等...) 先教授學生基本電路等知識，再由學生自行以不同金屬片等器材組裝測試，發現其中的差異，並討論。操縱變因:金屬活性、距離、金屬插入深度、不同水果、酸鹼度、溫度、水果熟程度、濃度、酸鹼值等...
小組討論的問題探討與設計。

東華國中林志隆老師分享

2016年4月25日星期一

可用於學習的資訊平台資源

資訊平台能夠給予學生學習的資源：

WORDPRESS架設平台：24小時學習，社群軟體互動，Google雲端硬碟、YOUTUBE
PgameO：台大教授葉丙成的翻轉教學遊戲平台
Moodle：自製教學平台，可放置課程，學生測驗及作業上傳
均一平台：讓孩子自主學習，可以做線上測驗，了解學習狀況
1Know：有人數限制，一樣可以擁有自主學習

目的在於讓孩子可以24小時學習，擁有即時互動功能，而老師與家長能夠了解孩子學習的狀況。並且利用報表可以找出孩子學習不足的地方得以加強，讓孩子學習有更好的效果。

后里國中許碩航老師分享

2016年4月11日星期一

生物下冊第三章演化的相關影片

最近在上演化單元，跟大家分享幾則適合給學生課外補充的影片

(1)論演化 Part1：演化論有證據嗎？ (11'21)
從解剖學、胚胎學、化石、基因等不同面向著手。

https://www.youtube.com/watch?v=QgSZ5pBkWx8

(2)論演化 Part2：演化可以自然發生嗎？(9'18)
非常詳細的介紹生物演化的源由，物種如何從以前演化至今。

https://www.youtube.com/watch?v=C4wlQFuHE08

(3)達爾文-天擇說，說明其理論的源由(時間：6'55)

https://www.youtube.com/watch?v=WHoTYnOerq4

(4)達爾文演化論入門【圖解版】(時間：1'07)

https://www.youtube.com/watch?v=MTeGxoJYSrc

(5)鯨魚的演化過程(簡要版)(1'07)

https://www.youtube.com/watch?v=v6sEMflm710

鯨魚的演化過程(複雜版)(6'59)

https://www.youtube.com/watch?v=p17Gjd7N_T0

2016年4月6日星期三

如果電話亭─「侏儸紀公園」變成別的地質年代會怎麼樣？

前寒武紀公園？泥盆紀公園？奧陶紀公園？......

太空廚房─菠菜

波菜能讓大力水手變身，來看太空人如何讓乾燥波菜變身！

太空廚房─花生蜂蜜三明治

來一份「花生蜂蜜三明治」，欣賞太空人的手作「花生蜂蜜三明治」吧！

太空石頭流浪記

隕石？流星？彗星？小行星？這麼多太空石頭，搞得我們滿頭星星？

海平面在哪裡？

海平面？看似簡單，事實上一點都不簡單！

山能有多高？

太陽系第一高峰是火星上的奧林帕斯山，高21000公尺，比聖母峰高快到3倍！為什麼地球上還沒出現與奧林帕斯山一樣高的山呢？地球上的山最高可以長多高呢？

為什麼天空是黑色的？

你一定會說：「因為太陽不在嘛！」
但是答案沒有那麼簡單唷！

北極與南極

北極熊在北極，企鵝在南極，北極在北極海中，南極在冰層覆蓋的大陸上，人類如何不畏低溫，在南北兩極找到生存之道呢？

星夜背後的秘密

梵谷與物理相遇的地方...

三分鐘搞懂重力波

國際科學家今天宣布發現「重力波」證據，證實了愛因斯坦 100 年前所做的預測，也是黑洞專家的英國天文物理學大師霍金表示，他相信這是科學史上重要的一刻。
什麼是重力波呢？你給我三分鐘，我讓你懂重力波！

簡易直交流電供應器

在現階段中小學的實驗中，電學是非常重要的一個單元，為了讓實驗最後可以呈現出聲光效果，電源的提供就變成了實驗的關鍵器材。一般說來，我們大部分的實驗都是直接使用直流電就可以操作，因此最常利用的電力來源就是乾電池了，但乾電池卻是非常浪費資源的消秏品，在現今環保意識抬頭的情況下，通常我們能不用就儘量不用，所以許多學校就會購買所謂的電源供應器，但電源供應器通常價錢不斐，體積也過於龐大，若以攜帶性與便利性來說又不是非常實用的器材，因此筆者嘗試改良市售的整流變壓器當作簡易的直交流電供應器，真的是方便又好用喔！

貳、整流變壓器的原理

一般變壓器就是利用兩個不同匝數線圈的感應來改變電壓；當交流電通過其中一個線圈時，因為電流方向與大小的改變會產生一個對應的磁場變化，這個磁場變化就會使另一個線圈感應出對應的磁場來維持整個系統的平衡，因為電磁感應的效應也會同時產生一個感應電動勢(電壓)，這個電動勢和兩者線圈的匝數就有對比關係，若輸入線圈少於輸出線圈，就會提高電壓；若輸入線圈多於輸出線圈，就會降低電壓，兩者的數學關係示如下：

按此看全部

天津大爆炸

最近亞洲各地天災人禍不斷，尤其是臺灣的塵爆事件和天津的大爆炸，更凸顯了因為科學知識不足，導致許多不必要人禍災害的「理盲」⁽^註1)危機，就以天津大爆炸的這次事件來說，雖然大陸官方封鎖了許多消息，但透過媒體的報導，仍可拼拼湊湊的了解一些概況，其中許多媒體都將第二次的爆炸指向是對當時災情的不瞭解所導致，相關報導節錄如下：

蘋果日報2015年08月14日12:43 蔡碧月／綜合外電報導

    天津大爆炸的原因，目前仍在追究中。南方周末昨天發出一則報導，指稱消防員未被告知不能用水滅火，以致釀禍。文中引用第一批前往火災現場的消防員說法，指當時還沒有爆炸，第一批投入的消防隊員人很多，有100多人，現場並無人告知他們有不能沾水的危險化學品。大家就按照正常途徑用水來救火，大概噴水10多分鐘，聽見啪啪啪響。先是一個小爆炸，後來就出事了。…
    …據此前央視報導，爆炸8個多小時後火還沒有熄滅，原因之一是因為易燃物中含有電石，目前正用沙土掩埋火勢。而據新京報報導，據現場消防指揮部消息，當時發生爆炸的地點存放著硝酸鉀、硝酸鈉等硝酸鹽物質。這些固體氧化劑遇熱、碰撞都容易爆炸。…
    …該消防員說，大家就按照正常途徑用水來救火。自己是「二板車」（音），負責給前面的車供水。「開始是一個集裝箱，大概噴水10多分鐘，聽見啪啪啪響，然後集裝箱就亮了。先是一個小爆炸，後來就出事了。」…
    …8月13日上午，國務院事故調查組確定幾點工作思路第一點就是「由於危化品數量內容存儲方式不明，暫緩撲滅，確定好具體方案再實施」。…

手機免插電喇叭

最近在社群網站上常常看到有人在討論一個有趣的產品，利用一張紙摺成一個iphone專用的免插電喇叭(http://kidolo.com/eco-amp-iphone-amplifier/)，真有這種好康的事情嗎？

其實大家只要仔細觀察就會發現，這個喇叭摺成一個圓錐狀，放在手機的喇叭口上，就好像是大聲公一樣的造型，其實這樣的裝置並沒有放大聲音能量的效果(不符合能量守恆啊~)，只是利用圓錐狀的造型，將聲音利用反射集中在圓錐狀喇叭的正前方，加上圓錐內部的空間也加強了空氣的共振效果，因此如果你在喇叭的正前方，聽起來就好像聲音放大了

有趣又有創意的小發明，但要價不斐(聽說一個要價7.99美金)，其實大家也可以在家DIY，簡單又方便喔！將紙杯底部裁下，調整紙杯底部的寬度使其剛好可以放入手機裡，注意須放在喇叭口的地方喔，聽聽看！聲音是不是變得更大聲也更清晰了。

省電燈泡省電?!

一般所謂的省電燈泡，通常指的是燈泡型的螢光燈，也有些沒有燈罩，直接作成螺旋狀，或3U型。一般燈泡就是所謂的鎢絲燈泡，燈泡表面溫度較高，也較刺眼。T5燈管和一般常用的日光燈管(T8燈管)很像，只是口徑較小。其中省電燈泡和日光燈管的原理很類似，都是利用高能量電子使汞蒸氣激發出紫外線，再利用內部螢光物質吸收紫外線後產生可見光，因此燈管的溫度較一般燈泡低(但在燈管兩端還是會發熱)，但多少還是會釋放出微量的紫外線，而一般燈泡就是單純利用電流通過金屬燈絲產生熱效應，當物體溫度達攝氏600~800度左右就會發光，而一般燈泡的燈絲溫度通常都有攝氏2000度左右，玻璃的表面溫度也至少都有攝氏百度以上的高溫。

所以單純以照明的角度來說，若要達到相同的照度，以T5燈管、省電燈泡和一般燈泡三者來比較，T5燈管的確是最省電的選擇，因為所需的瓦數最小，但若要從環保的角度來說就不一定是T5拔得頭籌了，因為螢光燈(包含省電燈泡和一般日光燈管)的製作與材料較一般燈泡複雜許多，需要有螢光塗料和水銀，加上內部的安定器、變壓器等電路元件，不但使其製作過程更繁雜，更易產生一些對環境有害的副產品，而且這些元件都是不易回收再利用的。但一般燈泡就簡單許多，相較之下對環境的衝擊也較小，這是節能與環保之間的兩難！

新版電流急急棒

這是新版，也是可以拆裝的，電路整理的比較乾淨，仔細觀察可以看出我怎麼接的

軌道可以拆裝，也可以改變形狀，這個有前後上下的3D形狀，很難過關...

知道了!?

之前PO了這個教具

結果在FB好多人提出了想法

果然是神人一堆！

坦白說，很多都看不懂...

其實我不是真的要討論馬格努斯效應或白努利原理或康達效應等等的問題
而是想利用這件事凸顯出一個盲點
自然科學真的很難!!
難到我們自己其實也是一知半解
甚至連學者都還在爭論不休
或許這就是科學的本質
我們很多時候並不是「了解」了某件事
而只是「知道」了某件事
至於事情是如何運作的
似乎只有上帝知道
當然這樣說太不負責
我們總會慢慢釐清一些事實
逐漸了解事情的來龍去脈
但不管是科學的發展或是學生正在學習的歷程
我們是否有辦法讓他們真正「了解」
或者只是先讓他們「知道」就好？
再舉個例子
最近教完伏打電池
就科學史的過程
伏打利用鋅銀兩種金屬
中間夾了電解質(食鹽水)
產生了電位差
我們幫忙下了一個結論(或者是伏打下的結論)
「不同活性的金屬透過電解質反應產生了電位差」
於是又用了鹽橋的那個實驗來進一步說明正負極發生的反應
我們又下了一個結論
「真正反應的是負極的金屬和正極的金屬離子」
學生問了我一個問題
「老師~~那當初伏打電池的電解質又沒有銀離子，為什麼可以變成電池？」
老師~~您該怎麼回答？
您要回答到多詳細，才不會愧對自然科學？

誤差好不好?_2

還是一樣的誤差問題
尤其容易出現在化學
沒辦法，化學就是會遵守莫非定律
如果他就一定會發生
何不就順水推舟？
最近和許多老師討論到反應速率的教學
實驗利用硫代硫酸鈉加鹽酸，再紀錄硫出現的時間
首先要問學生的是控制變因是什麼？
硫產生的量要固定，測量時間才有意義
重點是，你如何判定不同組的實驗產生相同量的硫？
課本從數十年來的設計都沒變
就是觀察燒杯底部十字被硫遮住的時間
這件事情很有趣
和學生討論了沒幾分鐘
很快有人提出這樣太主觀了
每個人認定遮住的時間點都不同啊~~
甚至同一個人可能兩次判斷的標準也不一樣
沒錯!!
這是實驗設計上的瑕疵
但如果你已經知道有這樣的瑕疵
是否可以設計出另一個更精準更客觀的操作方式？
學生的挑戰慾望就被挑起來了
有人想要測沉澱高度
有人想要用比色
不管方法好不好
大家的腦袋都動起來了
這不就是我們希望達到的上課氛圍與目的嗎？
在實驗室
往往...都沒有實驗步驟

最後還是提供了他們另一種方式，但這是最後了
如果一開始就拿出屠龍刀
還有什麼好玩...

誤差好不好?

很多自然界的現象在國中都是用理想狀態下去討論
所以實際操作時總會發現和課本寫的不盡相同(尤其是化學)
許多人就是一句「實驗誤差」就帶過
這就要分成兩個層次來說了
一個是老師就希望呈現出所謂理想狀態的現象
在從這些現象去分析出一個可被重複驗證與呈現的理論
學生也容易在這些具體現象中去理解自然科學的一些規範
但一定只能作出實驗所呈現出來的分析
不宜過度結論
另一個就是實驗過程中出現的這些沒有預期的結果是否真的就是所謂的「誤差」
還是另有原因？
這才是我們希望學生去留意與觀察，甚至進一步提出說明進行驗證的學習歷程
這兩個方向沒有衝突
只是目的不同

八年級上學期進入物質的分類，早期實驗利用蠟燭在密閉容器中燃燒水位上升來說明空氣只有部分的成分具有助燃性，實驗本身的設計其實問題不大，但卻有少部分的老師將實驗結果直接引入容器進入 1/5 體積的水，因此空氣成分中含有 1/5 體積的氧氣。這樣的實驗結果要推論到空氣成分含有約 1/5的氧氣其實非常不恰當，首先進入容器中的水無法明確測量體積(蠟燭也占據了一定程度的體積)，再者，以蠟燭的燃燒效率也不容易將容器內部的助燃物消耗殆盡，因此要真的燒掉1/5的空氣量其實也不太容易。
如果老師要真實呈現出1/5(以便接續空氣成分組成的內容)，就必須有一些改良與實驗技巧，當然也要解決產生的二氧化碳問題...
http://l0930984547.blogspot.tw/2014/10/blog-post.html

機會只會給準備好的人

很多發現真的都是意外...
科學史這種案例比比皆是
但這些意外為什麼都會發生在這些人身上？
國中時迷上馬蓋先(其實到現在還是...)
經常為了看馬蓋先
不理我當時的女朋友(現在是我老婆了，所以可以說了...)
有一次她很不屑的問我「為什麼馬蓋先要什麼，就會出現在他身邊?不合理啊~」
我回答她，「...重點不在於為什麼他要什麼就有什麼，而是，如果這些東西在你身邊，你知道可以這麼用嗎??」
自然科學(現象)不會選擇出現在誰身邊
自然界對待每個人都是公平的
但有人觀察到了
有人卻永遠尋尋覓覓
感嘆機會不會降臨
為什麼牛頓就能看到蘋果(雖然這個故事可能是假的)
蘋果已經存在幾千年以上了
為什麼只有牛頓連結了物理？
因為他已經付出了比別人更多的時間鍛鍊基本功
當機會一出現
他當然立刻發現
為什麼某某老師就是有那種教學的敏感度
能夠隨手拿起一根稻草就變成了厲害的武器
不是他拿到了一根好稻草
而是他早就注意稻草好久好久了
這世界真的沒有捷徑
教學亦若是