上下顛倒左右相反的像

壹、活動目標  Goal 

一、認識針孔成像和其應用。

二、觀察凸透鏡成像。

大概念 Big Idea 

核心問題(探究問題) Essential Question 

一、經過針孔的像會跟原本的有什麼不同？

二、在凸透鏡兩倍焦距外的物體，成像後看起來跟之前的有什麼不一樣呢？

教學對象

教學時間

作者(服務單位) 

蔡正立(蔡正立科學實驗室主持人)

吳怡穎(東華大學應用數學系大學生) 

仿生與環境工作坊團隊(主持人：楊悠娟) 

通訊作者e-mail 

仿生與環境工作坊團隊

erntmap@gms.ndhu.edu.tw  

貳、課程綱要對照 Course Outline 

學習表現

tr-Ⅳ-1

能將所習得的知識正確的連結到所觀察到的 自然現象及實驗數據，並推論出其中的關聯， 進而運用習得的知識來解釋自己論點的正確 性。

tc-Ⅳ-1

能依據已知的自然科學知識與概念，對自己

蒐集與分類的科學數據，抱持合理的懷疑態

度，並對他人的資訊或報告，提出自己的看

法或解釋。

po-Ⅳ-1

能從學習活動、日常經驗及科技運用、自然

環境、書刊及網路媒體中，進行各種有計畫

的觀察，進而能察覺問題。

ai-Ⅳ-1

動手實作解決問題或驗證自己想法，而獲得

成就感。

學習內容

Ka-Ⅳ-6  由針孔成像、影子實驗驗證與說明光的直進性

Ka-Ⅳ-9  生活中有許多運用光學原理的實例或儀器， 例如：透鏡、面鏡、眼睛、眼鏡及顯微鏡等。 

核心素養(領域綱要)

自-J-A1

能應用科學知識、方法與態度於日常生活當中。

自-J-C2

透過合作學習，發展與同儕溝通、共同參與、共同執行及共同發掘科學相關知識與問題解決的能力。

參、活動原理 Theory 

1、藉由凹透鏡的成像原理，觀察在兩倍焦距外縮小顛倒實像。

【圖一】

2、藉由針孔成像原理，觀察顛倒實像。

【圖二】

【圖一】

【圖二】

肆、活動材料 Material 

1.  開洞紙卡*1

2.  未開洞紙卡*1

3.  紙卡*2(也就是下列圖片的右側紙卡)

4.  凸透鏡*1

5.  描圖紙*2

【圖三】、【圖四】

【圖三】

【圖四】

伍、活動步驟 Step 

第一部分 ：製作針孔成像教具 

1-1【圖五】將未開洞紙卡的黏貼處貼上雙面膠。

1-2【圖六】將其黏貼好。

【圖五】

【圖六】

1-3【圖七】、【圖八】用尺將底部的兩組對頂角對齊，並用鉛筆在中間畫線。

1-4【圖九】用針或是大頭釘戳出0.2cm直徑的洞。

【圖七】

【圖八】

【圖九】

1-5【圖十】將紙卡的黏貼處貼上雙面膠。

1-6【圖十一】將其黏貼好。

【圖十】

【圖十一】

1-7【圖十二】將描圖紙黏在紙卡上方。

1-8【圖十三】將1-5到1-7的步驟再重複一次。

【圖十二】

【圖十三】

1-9【圖十四】、【圖十五】將1-8、1-4完成的半成品拼接起來。

【圖十四】

【圖十五】

第二部分 

2-1【圖十六】將開洞紙卡的黏貼處貼上雙面膠。

2-2【圖十七】將其黏貼好。

2-3【圖十八】、【圖十九】將凸透鏡放在洞上，並利用膠帶將齊邊緣固定。

(不論是凸透鏡的哪一面朝上皆可以)

2-4【圖二十】 將1-8、2-3完成的半成品拼接起來。

【圖十六】

【圖十七】

【圖十八】

【圖十九】

【圖二十】

第三部分  

3-1伸縮針孔成像教具，至像最清楚時即可停止。

3-2觀察經過針孔所成的像。

3-3針孔成像的應用-針孔相機

【圖二十一】

3-4伸縮凸透鏡成像教具，至像最清楚時即可停止。

3-5觀察經過凸透鏡所成的像。


【圖二十一】

教案學習單

（待調整）

一、經過針孔的像會跟原本的有什麼不同？(看起來的像是實物的上下顛倒左右相反)

二、在凸透鏡兩倍焦距外的物體，成像後看起來跟之前的有什麼不一樣呢？(看到的像是實物的上下顛倒左右相反)

實作注意事項 

實驗安全事項

無

 

實驗廢棄物處理

一般垃圾

資源回收 

教學心得

以自製裝置，可操作，無藥品，易觀察，能協助學生認識科學原理，增加操作經驗，體驗探究的趣味性。

參考資料 

闖關活動(十分鐘) 

壹、準備活動

★教師準備：(60分鐘)

1、  準備器材及材料

2、  準備學習單

3、  學生動線安排及分組

4、  告知學生實驗的安全守則

5、  確保學生實驗之安全

6、  本實驗的科學原理

7、  (10分鐘)前置作業：事先完成至步驟1-1

★學生準備：

1、   遵守實驗安全守則，注意實驗安全

2、   發揮團隊合作的精神

3、   由做中學，瞭解本實驗的科學原理

 

貳、闖關之前

一、闖關負責關主及學生就位。關主負責解說指導，副關主負責指導與通過與不通過判定。

二、集合參加同學，以小組隊伍排列。

三、說明關卡配置與發下小組闖關卡。

四、安全宣導，請學生注意安全，不可以在場地內奔跑。

五、請學生注意禮貌，進入關關卡和離開關卡都要跟關主問好。

 

参、進入關卡

1、 (0.5分鐘)學生向關主問好，教師說明規則及建立默契。

2、 (1.5分鐘)關主介紹活動內容、實驗方式及安全事項(使用ppt或海報)

3、 (5分鐘)關主事先完成準備材料 ，協助學生由步驟 1-1 開始操作至3-3

4、 (1分鐘)關主指導學生填寫實驗記錄單。

5、 (1分鐘)學生完成實驗後，關主請學生分享結果。

6、 (1分鐘)關主說明實驗反應機制及總結。

7、 關主掌握時間，隨時指導與提醒闖關學生。

 

伍、闖關結束

1、  收回闖關集點卡。

2、  學生心得分享(包括成功與失敗的原因) 與關卡的相關科學原理。

3、  關主視通關人數給予評分。

4、  關主在闖關卡上簽名或蓋通過章。

5、  學生心得分享(包括成功與失敗的原因) 與關卡的相關科學原理。

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.透鏡相機組/$18

2.雙面膠/適量/$1

3.膠帶/適量/$1

總計 / 每人次(或每組)/$20