振翅高飛

壹、活動目標  Goal 

1. 學生可以藉由模型觀察鳥的飛行模式

2. 學生能觀察出模型的運動受到哪些力的作用與現象。

3. 學生能理解能量具有各種不一樣的形態

4. 學生能理解能量間可互相轉換和守恆等性質 

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

教學時間

作者(服務單位) 

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 

實驗模型的外型設計來自於鳥類,藉由橡皮筋的彈力位能釋放帶動連結桿,使模型的翅膀可以快速上下擺動,這是因彈力位能轉變成動能,其初始的運動方向是手臂剛放手的瞬間,若想要模型能飛得更遠,可用手臂給予推力,也能使飛行的軌跡弧度更如預期的效果,但是在飛行途中會受到風的阻力影響,最後當彈力位能完全釋放完畢後,模型會因受到重力的作用而掉落下來。

*注意事項 : 當模型撞到障礙物時,可能使模型受損或必須再重新出發,所以務必在空曠的地方演示模型! 

肆、活動材料 Material 

玩具蝴蝶1組

(1)翅膀1個

(2)尾翼1個

(3)木棒1根

(4)橡皮筋3條 

伍、活動步驟 Step 

1.組裝玩具蝴蝶

【圖一】(1)將蝴蝶翅膀前端的連結桿移至正確位置並且連接到翅膀前端的鐵鉤。 

【圖(2)將木棒插至蝴蝶翅膀下方的洞口中。 

【圖(3)將蝴蝶尾翼裝至木棒另一端。 

【圖2.旋轉蝴蝶翅膀前端的握把約20圈,使橡皮筋成麻花狀。 

3.放掉握把使橡皮筋被釋放,帶動多重曲柄和連結桿。

4.將玩具蝴蝶向上射出,使其像鳥兒振翅高飛。 

【圖一】

【圖

【圖

【圖

教案學習單

(待調整)

1.   蝴蝶翅膀前端的連結桿連接至鐵鉤的順序怎麼影響翅膀的擺動?

前左後右:左右翅一上一下的擺動

前右後左:左右翅同上同下的擺動

2.   橡皮筋順時鐘旋轉或逆時鐘旋轉是否會影響飛行?

會。一會往下飛,另一會往上飛。 

實作注意事項 

1. 不可將橡皮筋拿來攻擊別人。

2. 注意鐵鉤,小心受傷。

3. 注意木棒不平整處,小心刺傷。 

參考資料 

闖關活動(十分鐘) 

壹、準備活動

器材(每組):

玩具蝴蝶1組

(1) 翅膀1個、(2) 尾翼1個、(3) 木棒1根、(4)橡皮筋3條

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) 組裝玩具蝴蝶

將蝴蝶翅膀前端的連結桿移至正確位置並且連接到翅膀前端的鐵鉤。

將木棒插至蝴蝶翅膀下方的洞口中。

將蝴蝶尾翼裝至木棒另一端。

將橡皮筋兩端分別掛至在蝴蝶翅膀下方的鐵鉤中。

(2) 旋轉蝴蝶翅膀前端的握把約20圈,使橡皮筋成麻花狀。

(3) 放掉握把使橡皮筋被釋放,帶動多重曲柄和連結桿。

(4) 將玩具蝴蝶向上射出,使其像鳥兒振翅高飛。 

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.玩具蝴蝶/一組/$15

總計 / 每人次(或每組) / $15