金雞獨立
壹、活動目標 Goal
要看得見清楚的彩虹,和光線強弱、水氣(水滴)、光線折射和反射的角度有關。透過實作過程,學習者能領悟彩虹的科學原理,並真能製造與看見清楚的彩虹。
大概念 Big Idea
無
核心問題(探究問題) Essential Question
無
教學對象
國小生4-6年級
教學時間
40-60分鐘/1-1.5節課
作者(服務單位)
王聖元(花蓮縣林榮國民小學)
通訊作者e-mail
s86066@yahoo.com.tw
貳、課程綱要對照 Course Outline
(這是素養的?)
1-2-1-1 察覺事物具有可辨識的特徵和屬性。
1-2-3-3 能在試驗時控制變因,做定性的觀察。
1-2-4-2 運用實驗結果去解釋發生的現象或推測可能發生的事。
1-2-5-2能傾聽別人的報告,並能清楚的表達自己的意思。
3-2-0-3 相信現象的變化,都是由某些變因的改變所促成的。
參、活動原理 Theory
肆、活動材料 Material
器材
噴霧器(圖一)、水
藥品
無
【圖一】利用寶特瓶自製環保噴霧器
伍、活動步驟 Step
第一部分
1.以投影片複習反射與折射原理,並分享牛頓發現光的散射的故事(亦可以利用紙本閱讀方式,
旨在培養學生科普閱讀能力)。
2.請學生回想看見彩虹的經驗,可能有什麼因素(如同時有陽光和下雨)、心情等。
3.藉由1導引,引導學生思考彩虹不只遠在天邊,也有可能可以實做出來。
---
第二部分
1.歸納學生所提出的意見:看見彩虹,需要有光、水等。
2.教師拿出噴霧器,說明已經噴水工具,有「水柱狀」和「噴霧狀」兩種功能。
3.詢問學生可以從哪裡取得光源?歸納學生提出的意見:教室內、戶外。
4.教師依照光源、噴霧器使用方式,並引導學生有兩種使用噴霧器的方法:面向光源以及背向
光源,整理出8種實驗操作模式。
【圖二】
5. 發下學習單,請學生先預測,哪些實驗可以看得見彩虹。
6. 請學生分別操作(先操作室內,再操作室外,統一指令)。
---
第三部分
1.請學生依照操作結果,分別上台報告與分享(預測和觀察的差別),教師歸納重大發現如下:
(1)光源:越強的光,造成彩虹的效果越明顯。
(2)噴霧器:使用噴霧狀才能製造彩虹,如同空氣中的小水滴(小雨滴)。
(3)方位:彩虹出現在與光源相反的方位。
2.教師引導(提示),剛才為了要看見彩虹,你們觀察時會怎麼做?
(學生身體會上下移動來觀察)
3.教師引導:為什麼身體高高低低來觀察,這是數學裡的什麼概念?
(角度)
4.教師針對可以看見彩虹的結果(第4與第8實驗),請學生再行操作,從哪一個角度觀察看
得最清楚。
5.教師提示:你們確定實驗結果真的只有第4個與第8個實驗看得見彩虹嗎?現在多出了一個「角度」的因素,你們預測一下有哪些實驗有可能是看得到的?並於課餘時間自行操作觀察。(註:事實上無論角度如何,只有第4個與第8個實驗看得見彩虹,若有學生稱其他實驗看得到,可於之後上課請其示範,並討論)。
【圖二】
教案學習單
(待調整)
【學習單可於教案下載點下載觀看】
(待調整)
實作注意事項
一、實驗安全事項
1.在室內使用噴霧器要小心貴重儀器、桌上課本、書櫃等,並注意場地濕滑。
2.實驗結束後,教室內的場地需要拖乾,避免濕滑。
二、實驗廢棄物處理
1.噴霧器剩下的水可用於澆花或課餘時間自行操作使用,若沒使用必定要清空,避免蚊蟲
孳生。
三、教學心得
1. 教學是應用POEDS(預測、觀察、解釋、動手做、設計)教學活動策略中的P(預測)
-D(動手做)O(觀察)-E(解釋)流程於實驗課的指導,讓小朋友對此實驗的結果──
彩虹性質有更深的印象。根據教學經驗,有先行預測的實驗操作,可提升小朋友對其概念
的熟悉。
2.本實驗和天氣有關,但並非絕對。建議實驗活動安排在天氣良好的時候,作彈性調整,亦
可先操作室內部分,室外擇日再進行(即透過室內操作知結果,請學生預測室外操作的情
況,待實際室外操作後,再作更深入的討論)。
3.若為高年級學生,可以延伸討論實驗設計部分,例如變因的操弄,加深科學探究素養。
4.可以結合社會、藝文領域,如彩虹對不同文化族群的意義、畫出心目中的彩虹等,讓美麗
的彩虹,和學生產生更深的連結。
【圖1】
【圖2】
教育是國家百年大計,每一堂課自然不能等閒視之,本單元以彩虹工程師(製造彩虹實驗)為基底,促發學生科學探究的好奇,以及延伸獲取人文、藝文的陶冶,或科學探究能力的提升,進而能參加相關競賽,或是成為科普小種子,發揮影響力讓更多學生願意接觸科學。最終,是成為未來公民,兼具科學知能與人文涵養,為社會帶來不一樣的轉變。
圖1 單元效益圖
圖2 單元遠景圖
參考資料
折射(無日期)。維基百科。2016年12月22日,取自
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8A%98%E5%B0%84
光與生活(無日期)。社團法人中華民國國立臺灣師範大學物理系系友會。2016年12月22日,取自http://home.phy.ntnu.edu.tw/~eureka/contents/elementary/chap%205/5-5-1.htm
Specular reflection(無日期)。維基百科。2016年12月22日,取自
https://en.wikipedia.org/wiki/Specular_reflection
Rainbow(無日期)。維基百科。2016年12月22日,取自
https://en.wikipedia.org/wiki/Rainbow
生態奈米與環境工作坊(2016, January, 4)。全民x仿生x環境。取自
闖關活動(十分鐘)
壹、準備活動
★教師準備:
一、闖關地點預先放置長桌子。
二、準備材料:闖關版學習單、闖關卡、相機、噴霧器、水。
三、製作工具:無
四、海報: 包含原理說明、執行步驟及注意事項。
★學生準備:
一、預先分組,每組2人。
貳、闖關之前
一、關卡有關主、副關主兩位工作人員,關主負責解說指導,副關主協助。
参、進入關卡
一、闖關學生相關主問好,呼口號。
二、關主介紹關名,並簡單複習原理。
三、關主利用說明闖關步驟及注意事項。
四、闖關學生自行決定主手和副手,主手需操作噴霧器,而副手協助看見
彩虹,並利用關主提供的相機拍下來,給關主作為過關證明。
五、闖關學生發現彩虹時,需在學習單上勾選他們的操作方式。
六、完成即通過,關主即再闖關卡上蓋章。
七、如有時間,可以讓闖關學生,主副手交換,如能拍到彩虹,再贈送小
獎品。
八、關主得注意時間,如果學生一直無法完成,適時提供引導、協助。
九、完成後,關主與闖關學生道別,前往下一關。
*步驟1-3步驟約3分鐘;步驟4-9約7分鐘。
伍、闖關結束
一、闖關學生所拍攝之照片可以作為將來教材使用。
二、完成此關的學生,由主辦單位製發「彩虹工程師認證」。
三、教師於課堂上和學生討論闖關的心得。
四、教師可激發學生思考:「關於彩虹,還有什麼闖關的方式呢?」
【圖五】
【圖五】
預算表
每人次/每組的材料及預算(*以一組為單位)
項目.材料 / 數量/金額 (元)
1.噴霧器/1/$150
2.水/適量
3.相機1台/$0(機關借用或關主手機)
4.彩虹工程師證書2張/$0(電子化)
總計 /每組次/$150
註1:噴霧器規格不一,預算100~200元之間,可視情況購買或環保利用的方式節省預算。
註2:彩虹工程師證書為鼓勵學生學習,可使用電子化證書,若利用紙本印製,耗材另計。