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教學資源
照度計、三用電錶、手機光線偵測APP lux meter/light meter、手機物理實驗APP軟體:phyphox
一、引起動機
(教師提問引導並提供探究現象)
1.教師提問引導:光電效應受那些因素影響?
(學生自由回答)
2.教師提供探究現象
影片 太陽光電 光電效應應用 提供探究現象 社團活動1120914_00606
YouTube 影片 https://youtu.be/Ww-hDXOw2dM
二、發展活動(分組合作學習)
1.教師引導提問:「太陽光電板輸出電壓」是否會受到地理(緯度、方位)、天候(溫度、溼度、粉塵…)等外在環境或其內在因素因素?(學生自由回答)
2.學生科學探究(預測)「光電效應」受那些因素影響?(學習單)。
3.學生實作觀察與紀錄照度/角度對「光電效應」之影響(學習單)。
4.影片 太陽光電之探究與實作及應用-探究太陽照射強度/照射角度與電壓關係-社團活動112.9.22
YouTube 影片 https://youtu.be/ascf_avU9ls
YouTube 影片 https://youtu.be/GakuF9h7ZtE
3.延伸閱讀:科學月刊
【國中自然】空汙程度的變化將影響太陽能發電效率464 期 (2020-08-15)
https://www.scimonth.com.tw/archives/4422
影片 太陽光電板粉PM2 5塵清洗展示1081021 00192(good)
YouTube 影片 https://youtu.be/A7qX1uU_6bo
三、綜合活動(統整與總結)
1.各組總結光線照射強度/照射角度對「光電效應」之影響的數學模型 y=ax2+bx+c
2.教師評論各組數學模型
探究 影響「光電效應」之因素
學習單 (第二節課)
(亦可以心智圖、魚骨圖、樹狀圖…探究「光電效應」受那些因素影響?)
圖:以九宮格 進行科學探究 影響「光電效應」之因素11210
預測
「太陽光照射強度與照射角度對太陽能光電板輸出電壓」之影響的
關係式(函數關係)
學習單
觀察、記錄、繪製
「模擬太陽光照射強度與照射角度對太陽能光電板輸出電壓」之影響的關係圖表
觀察、記錄、繪製
「模擬太陽光照射強度與照射角度對太陽能光電板輸出電壓」之影響的關係圖表(函數關係)
即利用已知結果(函數關係:數學式或物理模型),進行預測可能結果.
節省成本(時間/人力/設備...)
上圖照片:學習單 觀察、記錄「模擬太陽光照度 角度對太陽能光電板輸出功率」之影響的關係圖表 社團活動 社長紀錄1120922
https://drive.google.com/drive/folders/1-Kgab2NpqAsbUBanAEX-TErdwYydqLGN
依觀察、記錄、繪製
「模擬太陽光照射強度與照射角度對太陽能光電板輸出電壓」之影響的關係圖表(函數關係)
進行分析與討論及作成結論/發現
並利用已知結果(函數關係:數學式或物理模型),進行預測可能結果.
節省成本(時間/人力/設備...)
照度 對太陽能光電板輸出電之關係圖 excel趨勢圖 多項式 一次函數 係數 5點量測 2點直線 2點直線預測1120922_1121101
量測數據來源:照度 對太陽能光電板輸出電之關係圖 excel趨勢圖 多項式 一次函數 1120922
結論/發現:
1.太陽能光電板之輸出電壓隨著模擬太陽光照度增加而增加，成正相關。
2.其以excel擬合多項式(一次函數 )為 y=0.0001x+0.8292
角度 對太陽能光電板輸出電之關係圖 excel趨勢圖 多項式 二次函數 係數1120922
結論/發現:
1.在 0 ~ 90度 區間，太陽能光電板之輸出電壓隨著模擬太陽光照射角度增加而增加(0.08 -> 3.05 -> 4.10)。
2.在 90 ~ 180度 區間，太陽能光電板之輸出電壓隨著模擬太陽光照射角度減少而減少(4.10 -> 2.50 -> 0.05)。
3.即當 90度 時，太陽能光電板之輸出電壓出現極大值(4.10 V)。
4.其以excel擬合多項式(二次函數 )為
y=-0.9636 x2+5.7204 x-4.606
量測數據來源影片:影片 太陽光電之探究與實作及應用-探究太陽照射強度/照射角度與電壓關係-社團活動112.9.22
YouTube 影片 https://youtu.be/ascf_avU9ls YouTube 影片 https://youtu.be/GakuF9h7ZtE
影片 太陽光電之探究與實作及應用-探究太陽照射強度與電壓關係-社團活動112.9.22
YouTube 影片 https://youtu.be/ascf_avU9ls
影片 太陽光電之探究與實作及應用-探究太陽光照射角度與電壓關係-社團活動112.9.22
YouTube 影片 https://youtu.be/GakuF9h7ZtE
以學習單實驗數據
進行紙筆推算及excell軟體曲線擬合(curve fitting)
「模擬太陽光照射強度/照射角度對太陽能光電板輸出電壓」結果
並列出其關係式且繪出圖表
照度 對太陽能光電板輸出電之關係圖 excel趨勢圖 多項式 一次函數 係數 5點量測 2點直線 2點直線預測1120922_1121101
量測數據來源:照度 對太陽能光電板輸出電之關係圖 excel趨勢圖 多項式 一次函數 1120922
以實驗數據紙筆推算及excell軟體預測 學習單 觀察、記錄「模擬太陽光照度對太陽能光電板輸出電壓」之影響的關係圖表1121101
運用新興科技進行高中數學函數教學之 操作介紹
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.sec.ntnu.edu.tw/uploads/asset/data/62563fcf381784d09345ba1c/2-P07-21-106042-%E7%A7%91%E5%AD%B8%E6%95%99%E5%AE%A4-%E9%99%B3%E9%A6%99%E5%A6%98-%E9%81%8B%E7%94%A8%E6%96%B0%E8%88%88%E7%A7%91%E6%8A%80%E4%B9%8B%E9%AB%98%E4%B8%AD%E6%95%B8%E5%AD%B8%E5%87%BD%E6%95%B8%E6%95%99%E5%AD%B8%E4%B9%8B%E6%93%8D%E4%BD%9C%E4%BB%8B%E7%B4%B9-.pdf
「函數作圖」為例介紹手機應用程式APP數學軟體 Mathway及電腦數學軟體Geogebra，當學生學習函數作圖時，不僅可以利用透過科技清楚看見函數圖形的呈現，更可結合3D列印機將函數圖形列印成實體作品。再者，學生把螢幕上的二維圖形具體的以3D列印出來，落實數學教育與創客教育結合，達成數學科教學與科技跨領域整合的目的。
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