※十二年國教素養導向綱要

【自然科學-第二、三學習階段-學習表現】

tc-II-1 能簡單分辨或分類所觀察到的自然科學現象。

tm-II-1 能經由觀察自然界現象之間的關係，理解簡單的概念模型，進而與其生活經驗連結。

ai-II-3 透過動手實作，享受以成品來表現自己構想的樂趣。

ai -III-1透過科學探索了解現象發生的原因或機制，滿足好奇心。

【自然科學-第二、三學習階段-學習內容】

INc-II-5 水和空氣可以傳送動力讓物體移動。

INd-II-4 空氣流動產生風。

INa-III-1 物質是由微小的粒子所組成，而且粒子不斷的運動。 

一、飲料杯中的空氣受到擠壓，增加空氣分子的密度與壓力，空氣分子互相碰撞，沿著杯子傳遞密度與壓力的變化。通過小杯口時，杯口中心的空氣流速比周圍空氣流速快，造成快速旋轉而成為甜甜圈狀。由於空氣保持在甜甜圈中，沒有四處散開，因此可以前進很長的距離。當壓縮空氣突然噴出強大氣流時，同時帶動聲音的震動，可吹動前方的紙張或打倒杯子。

二、氣體與固體和液體相比，有什麼不同？

與固體或液體不同，空氣分子不會靠近在一起，它們隨機移動並偶然相互碰撞，又快速分開。

三、用你的手將空氣推向蠟燭，你能看見什麼?

空氣不能保持固定形狀，所以很難在足夠的空氣分子上施力，也很難在單方向上推動或以其他方式移動空氣。 

器材

500cc硬質塑膠飲料杯、橡膠手套、橡皮筋(2大1小)、剪刀、膠帶

藥品

無 

1. 彈打橡皮筋後，為何前方的物品會飄動並聽見聲音?

參考答案：

飲料杯中的空氣受到擠壓，增加空氣分子的密度與壓力，空氣分子互相碰撞，沿著杯子傳遞密度與壓力的變化。通過小杯口時，杯口中心的空氣流速比周圍空氣流速快，造成快速旋轉而成為甜甜圈狀。由於空氣保持在甜甜圈中，沒有四處散開，因此可以前進很長的距離。當壓縮空氣突然噴出強大氣流時，同時帶動聲音的震動，可吹動前方的紙張或打倒杯子。

2. 如何控制空氣砲的吹動距離?  

參考答案：

調整被彈打的物品質量、橡皮筋大小、橡皮筋數量、杯子大小、鼓面鬆緊度、彈打的施力大小…等。

實驗安全事項

勿對眼睛彈打。

實驗廢棄物處理

回收可利用材料。

教學心得

以生活中常見的材料或廢棄物自製裝置，可操作，無藥品，易觀察，能協助學生認識空氣本質 (隨機快速移動、無特定形狀)及空氣性質(壓縮、傳播、振動)，運用彈力和空氣來製造聲音與氣流，並兼具環保概念。 

空氣砲彈

http://scigame.ntcu.edu.tw/air/air-001.html

空氣砲

http://phy.tw/%E7%A7%91%E5%AD%B8%E5%AF%A6%E9%A9%97/item/150-item-title

空氣砲

https://www.youtube.com/watch?v=juTEGBQVbts

★教師準備：

一、闖關地點預先放置長桌子。

二、實驗準備材料：如上述。必須先完成實驗材料預作。

三、製作工具：如上述。

四、預先製作一件作品當範本。

五、闖關卡。

六、說明板(一)：原理、說明板(二)：製作步驟及注意事項。

★學生準備：

一、預先分組。每組5-6人。

貳、闖關之前

一、闖關負責關主及學生就位。約需兩人，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、預先集合參加同學，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，請小朋友注意安全，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

一、關主利用說明板(一)說明實驗原理。

二、關主利用說明板(二)說明製作步驟及注意事項。

三、學生實作。關主要掌握時間和隨時給予指導、提醒。

四、完成作品的學生可以測試，視通過人數給予集點小貼紙。

五、若尚有時間，可請未通過學生參考組員或請組員幫忙，改進錯誤後，再試一下。

六、請未通過組員及通過組員說明製作的訣竅或有什麼新發現。

七、關主總結實驗概念及生活應用。

八、關主在闖關卡上簽名或蓋通過章。

伍、闖關結束

一、鼓勵學生繼續闖下一關，或到服務台交回闖關集點卡。

二、請學生說明參加闖關的心得感想與各關卡的相關科學原理。

三、鼓勵學生設計與製作更多有創意的DIY玩具。