行事曆

2011年11月17日 星期四

11月4日探究教學工作坊(理化-光學部分教學設計)

1.光的直線進行
想讓學生澄清自己對光線前進的原始想法,並引導他們嘗試印證自己的想法,學生可能會從生活經驗出發例如排隊只看見前一個人的頭、影子….等。最後由老師說明科學家從日常生活中看到現象,假設光是直線前進後,必須做出更明確實驗以印證假設,例如實作:讓雷射光穿過充滿煙霧的透明杯子,或藉由白紙讓學生看到光線,也藉此時講解需有物質反射光線進入眼睛才能看見的概念。
(詳見學習單1
2.光的反射
入射角=反射角的部分學生很容易就從生活經驗或簡單的動手操作後得知,但關於入射線、反射線及法線在同一平面的概念,卻明顯顯得理論化而難懂,以往都是輕描淡寫帶過。但轉念重新思考『光反射』的學習核心概念該是什麼?或說讓學生學反射定律的意義是什麼?
我覺得:先是讓他們因此學會正確判斷反射光方向,若能再進階就是歸納出反射的規律且能以自己的方式寫出或說出反射的規則,不一定要拘泥於標準反射定律定律的文字瞭解。所以學習單的設定是以要求學生找出反射光所在,並找出規律以便在後續的實作評量中進行預測。
但學生的操作多會停留水平入射,因此只找到入射光和反射光相對於鏡面對稱的規則,建議教師在學生操作一段時間後可用非水平的斜向入射光,挑戰學生是否知道光線會反射去哪裡?(這時只有對稱概念已經不足以正確找到反射光)藉此引導學生在找到反射光的過程,發現另一個重要的規則『入射光和反射光所在的平面必與反射面垂直』的規律,只有找到正確的平面,再藉由入射線、反射線對稱的特性,才可能正確預測出反射光方向。
在學生操作一段時間後,教師提醒可借硬白紙板讓反射光和入射光線現形,協助學生找到反射光會出現在和鏡面垂直且有入射光的平面上。
評量分二部分:基本是能正確預測反射光(以斜向入射進行實作評量)
進階是能以自己的話說出如何找到,也就是光線反射的規則。
另,工作坊的討論中劉新老師一直提醒要重視引起學生動機,鈺奩老師又提了一個學生使用反射概念的實例,應該是很不錯的切入話題。
教師談教學多年下來常見學生在桌上擺鏡子,讓學生猜用途為何?一般會說女生愛漂亮梳頭髮吧!再提及近年來男生也會放耶,而且班上同學位置一換,他桌上鏡子的位置也會跟著換喔!是為了看心儀的女生啦!問題來啦,怎麼樣才可以精準的透過鏡子看到想看到的人呢!?
詳見學習單1
3.光的折射
本來想讓學生自己操作看到光線由空氣中入射到水及玻璃中的路徑,並推論出光線偏折程度和介質的關係,但是要清楚看到光的路徑並不容易,更遑論精準記錄後比較,和綺霞討論後決定這部分就嘗試用動畫1取代實際實驗,學習重點放在讓學生透過一次次擬真的動畫操作,熟悉光線折射的現象,並透過這些較精準可信的結果進行整理歸納。(詳見學習單1第二頁起)
註:動畫1需使用JAVA程式開啟
4.透鏡實驗
總覺得傳統的透鏡實驗很僵化,按表操課後,透鏡是透鏡學生還是學生,沒有什麼新的連結啊!所以我這樣想:一個對透鏡都不瞭解的孩子會如何開始他對透鏡的探索瞭解!?當然考量時間和希望孩子最終起碼能看到透鏡的各種成像,學習單中還是加了必要的引導。最後再透過透鏡的成像動畫讓學生進行成像規則整理,取代教師直接講解。(詳見學習單2動畫2
再者因應劉新老師引起學生動機的提醒,討論後仍覺得透鏡的生活實際應用多在光學儀器上,太難不適合作為學習前的動機引導。因此我想了一個對學生而言可能會覺得炫,能吸引他們目光的活動。
先問學生透鏡能做什麼?讓學生發言後再說老師能用一支小透鏡就把可以讓誰的臉的影像投影在牆壁上或說窗外的影像出現在牆壁上,引發學生的興趣,操作後簡略說明透鏡因物體發出的光線通過時產生偏折而可以成像,且隨著物距、像距的變化甚至會產生不同的像,再引入將讓他們透過實驗找到透鏡成像的規則。
活動作法:把強力電源(21W省電型燈泡或透影機白燈)照向牆壁,將娃娃(手掌、臉…)靠在燈源旁,拿透鏡在燈源(物體)及牆壁間移動,就可以在牆壁上看到二次物體的成像(正立放大像較不清楚、倒立縮小像非常清楚)或在不開電燈的教室內一角,稍微移動透鏡和牆壁間的距離就可以讓窗外的景物在牆壁上成像。
5.色光:三原色光混成白光部分一直覺得很難想像,依網路資料自行製作的三色LED燈,也許因綠色LED的品質問題(顏色偏黃色且亮度偏低),混光效果並不好。香中耀儀老師建議使用目前演場會上常見的電子螢光棒,可以看見清楚的紅藍綠三原色光及混和後的白光,可惜老摳摳的我沒見過,上網也查不到滿意的商品,僅供參考囉!下次倒是可能朝台北龍山國中小P老師的設計法改裝一下:把三色光更集中,然後上方利用底片盒再加一般外賣的飲料杯罩住,以讓光線在其中漫射達混光效果,只是不知道能不能找到比較高品質的高效能LED燈了。