感覺統合碰撞球
壹、活動目標 Goal
1. 學生能觀察出乒乓球的運動受到哪些力的作用。
2. 學生能簡單說出影響單擺週期的因素
3. 學生能統合自身的感官以操作此實驗
4. 學生能辨識生活中各種作用力和簡單理解力的作用
5. 提升學生對於探究與實作的學習動機和思維。
大概念 Big Idea
力對我們生活上的影響
核心問題(探究問題) Essential Question
1. 生活中處處可見力的現象與作用,能夠帶給生活那些影響呢?
2. 若是力的作用消失了,生活上會出現那些不便?
3. 為何物體會隨著力的作用而運動或靜止?
教學對象
國小生5-6年級
教學時間
45分鐘(1節課)
作者(服務單位)
蔡正立 / 蔡正立科學實驗室主持人
秦德容 / 國立東華大學化學系四年級
張筠 / 國立東華大學生科系四年級
通訊作者e-mail
秦德容
410512002@gms.ndhu.edu.tw
張筠
410513054@gms.ndhu.edu.tw
貳、課程綱要對照 Course Outline
學習表現
tr-Ⅲ-1
能將自己及他人所觀察、記錄的自然現象與習得的知識互相連結,察覺彼此間的關係,並提出自己的想法及知道與他人的差異。
pc-Ⅲ-2
能利用簡單形式的口語、文字、影像(如攝影、錄影)、繪圖或實物、科學名詞、數學公式、模型等,表達探究之過程、發現或成果。
ah-Ⅲ-1
利用科學知識理解日常生活觀察到的現象。
ai-Ⅲ-3
參與合作學習並與同儕有良好的互動經驗,享受學習科學的樂趣。
學習內容
INc-Ⅲ-5
力的大小可由物體的形變或運動狀態的改變程度得知。
INd-Ⅱ-9
施力可能會使物體改變運動情形或形狀;當物體受力變形時,有的可恢復原狀,有的不能恢復原狀。
INd-Ⅲ-13
施力可使物體的運動速度改變,物體受多個力的作用,仍可能保持平衡靜止不動,物體不接觸也可以有力的作用。
核心素養
自-E-A2
能運用好奇心及想像力,從觀察、閱讀思考所得的資訊或數據中,提出適合科學探究的問題或解釋資料並能依已知的科學知識、概念及探索方法去想像可能發生事情,以及理解科學事實會有不同的論點、證據或釋方式。
自-E-C2
透過探索科學的合作習,培養與同儕溝通表達、團隊及和諧相處的能力。
參、活動原理 Theory
原先靜止的兩個乒乓球,因受到碰撞所產生的作用力和反作用力與摩擦力加上本身受到的重力,還有手給予繩子的拉力,導致乒乓球可維持著一固定的碰撞頻率,並可藉由調整繩子的長度來控制增加碰撞頻率,提升操作時的難度。若是手給予繩子的拉力未與乒乓球兩兩相互碰撞的頻率一致,將會使乒乓球的碰撞運動逐漸停止,最後則會慢慢停下來直到恢復成原來初始的靜止狀態。
肆、活動材料 Material
1.玻璃珠/乒乓球2顆
2.60(或40)公分棉線1條
3.膠臺1個
伍、活動步驟 Step
第一部分
1. 拿起60(或40)公分的棉線,並在棉線的兩末端約5公分處各打一個死結。(可多打幾次,使結較大)
【圖一】
2. 將棉線末端死結處後方(較長端)用膠帶固定於一玻璃珠/乒乓球上。
3. 右手執棉線中段,左手將其一玻璃珠/乒乓球舉起後放開,右手上下晃動。
4. 使兩球撞擊、分離,並保持此循環。
【圖二】
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成功技巧的說明:使乒乓球碰撞的頻率和手擺動的頻率一致
【圖一】
【圖二】
教案學習單
(待調整)
1.請同學實際操作看看不一擺長的碰撞球會有何不同的變化
2.並且試寫下或說出這兩種不一擺長的碰撞球有何不同的變化:擺長長 VS 擺長短
擺長長
擺長短
擺長長,擺動頻率較慢;擺長短,擺動頻率較快。
實作注意事項
若使用玻璃珠,請在操作前於表面貼上膠帶保護以防止碎裂。
參考資料
科學online單擺(Simple Pendulum)
http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=800
闖關活動(十分鐘)
壹、準備活動
教師準備:
器材(每人):
1. 玻璃珠/乒乓球2顆
2. 60(或40)公分棉線1條
3. 膠臺1個
場地佈置:
1.教師將準備好的材料放置桌上。
2.教師確認講解工具及器材。
學生準備:
1. 攜帶紙筆
2. 分組
貳、闖關之前 (3分鐘)
1. 教師說明規則及建立默契。
2. 教師說明進行的流程及內容。
3. 教師給予各小組一張記錄單。
叁、進入活動(5分鐘)
1. 學生向教師問好
2. 教師介紹關卡內容
3. 教師說明實驗流程
(1) 拿起60(或40)公分的棉線,並在棉線的兩末端約5公分處各打一個死結。(可多打幾次,使結較大)
(2) 將棉線末端死結處後方(較長端)用膠帶固定於一玻璃珠/乒乓球上。
(3) 右手執棉線中段,左手將其一玻璃珠/乒乓球舉起後放開,右手上下晃動。
(4) 使兩球撞擊、分離,並保持此循環。
4. 教師請學生實作,教師巡視並從旁引導。
5. 學生完成實驗後,教師請學生分享結果。
6. 教師請完成實驗的小組進行討論並書寫紀錄單。
7. 教師總結。
肆、活動結束(2分鐘)
教師發下學習單請學生填寫。
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.玻璃珠/乒乓球2顆 /$9
2.60(或40)公分棉線1條/$0.5
3.膠帶/膠臺1個(自備)/0
總計 / 每人次(或每組) / $9.5