9年級理化彈性教材 by Cami Lin

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科學探索單元一:單擺的特性 1 一條細線上端固定於鐵架，下端懸掛金屬擺錘。 ○

調整細線長度，從固定點到擺錘中心的距離為 100 cm（稱為擺長）。

2 倒置量角器固定於鐵架上端，取100 g金屬擺 ○ 錘，並將擺錘拉向一側，使其與量角器中央垂直線的夾角約10°（稱為擺角）。

3 輕輕放開擺錘，以馬錶測量擺錘來回擺動10次所需的時間，重複測量3次，分別將結果記錄於表 ○ 中；改變擺錘的質量為200g、300g，重複上述步驟。 4 固定擺長100 cm，擺錘質量為100 g，分別改變擺 ○ 5 固定擺角為10°，擺錘質量為100 g，分別改變 ○ 3 。 3 。角（8°、5°），重複步驟○ 擺長（64 cm、25 cm），重複步驟○

◎表：擺動週期紀錄擺長擺角組別（公分）（度）甲

100

乙

100

丙

100

丁

100

戊

100

己

擺錘來回擺動 10 來回擺動 1 次來回擺動 10 次的質量次的平均時間的平均時間時間（秒）（公克）（秒）（秒） 1 2 3 100 20.1 2.01 20.0 20.3 20.1 1 2 3 200 20.2 2.02 20.1 20.3 20.3 1 2 3 300 20.1 2.01 20.2 20.0 20.2 1 2 3 100 20.2 2.02 20.1 20.3 20.2 1 2 3 100 20.0 2.00 20.0 19.9 20.1 1 2 3 100 16.0 1.60 16.0 15.9 16.1 1

庚

100

10.1

1.01

(每組需繳交一份討論結果) 1. 為何要測量來回擺動10次的時間再除以10，而不直接測量擺動1次的時間？

2. 擺長、擺角不變時，改變擺錘質量，單擺擺動一次的平均時間有何變化？

3. 擺長、擺錘質量不變時，改變擺角，單擺擺動一次的平均時間有何變化？

4. 擺角、擺錘質量不變時，改變擺長，單擺擺動一次的平均時間有何變化？

5、試歸納此實驗的結果。

科學探究-單元二水鐘 3

歷史上，最早的機械計時工具是漏壺，也叫水鍾。關於它的歷史記載最早可以追溯到公元前 16 世紀的古巴比倫和古埃及，但沒有保留下來的實物。水流出容器，通過容器中剩餘的水量判斷時間，這種叫做泄水型漏壺（outflow water clock），後來逐漸被受水型漏壺（inflow water clock）取代。

我們今天來做一個簡易的水鐘，並且校正它，看看那組較準確。一、材料: 1250CC 保特瓶一個，膠帶一卷、圖釘一個，熱熔膠一組。 (一)、將保特瓶從中間切開後反置，將瓶蓋打 1 個洞。

1、需將水鐘製定刻度，想想看，如何才能讓刻度正確。 2、設定水量的大小

3、測量不同水量水漏光後所需時間，並記錄如下:

水的容量

時間

備註

100ml 200ml 300ml 400ml 500ml 4、測量不同水量食鹽水漏光後所需時間，並記錄如下: 水的容量

時間

備註

100ml 200ml 300ml 400ml 500ml 5、畫出容量-時間關係圖

6、試探討不同質量的液體是否會影響時間。

1、請畫出你想從巴貝多精緻烘焙美食到正興國中正門的走法。 2、用直尺計算你走過的路( )，共需要走多少距離__________公尺。 3、直接將巴貝多精緻烘焙美食和正興國中以直線相連。 4、用直尺計算巴貝多-正興國中的直線長度( ), 共多少距離____________公尺。 5、巴貝多-正興國中( )，正興國中-巴貝多( 6)，方向有何不同? 6、選擇兩名學生討論

(1) 小華往巴貝多 → 立鼎鐵板燒，直線距離_______公尺，方向________，共走________公尺。 (2) 小華往立鼎鐵板燒→ 康是美，直線距離_______公尺，方向________，共走________公尺。 (3) 小華往巴貝多 → 立鼎 →康是美，直線距離_______公尺，方向________，共走________公尺。

_______________________________________________________________________________________

例題.以下三個問題都是根據右圖回答： 有隻螞蟻由圖中的 A 點向右爬到 B 點，則螞蟻的位移ˉˉˉˉcm，方向向ˉˉˉˉ(填左或右)；路程ˉˉˉˉcm。 若螞蟻再由圖中的 B 點向左爬到 C 點，則螞蟻的位移ˉˉˉˉcm，方向向ˉˉˉˉ；路程ˉˉˉˉcm。 承上題，螞蟻的總位移為ˉˉˉˉcm，方向向ˉˉˉˉ；路程ˉˉˉˉcm。

噴射小烏賊班級 :

座號:

姓名：

日期：

一、製作烏賊的步驟： 1. 同學 4 人一組，分組完畢就座後，開始製作小烏賊，可以參考課本第 18 頁圖 1-4，用氣球當作烏賊身體，黏上彩帶當觸角，畫上可愛的表情即可，別忘了在氣球表面黏上一截小吸管。 2. 在椅子中間綁上兩段等長的小細繩，注意保持平直，向氣球吹氣後用手捏緊缺口，以細繩穿過烏賊身上的吸管，同組成員間先競賽選出一隻跑得最快的烏賊代表本組參賽。 3. 各組成員透過討論與修正，製作出最強的烏賊，進行最終比賽，最後選出一組冠軍者。 4. 全班同學可自由票選最佳創意者或最佳外觀獎等。二、心得記錄： 1. 我認為自己的小烏賊的特點是：

2. 代表本組參賽的小烏賊其優缺點各為何？

3. 本組成員討論結果，認為影響烏賊運動速度的因素應該有哪些？

4. 經過激烈的比賽後，本班的烏賊冠軍是哪一組？

5. 本班票選的最佳創意獎得主是：

6. 本班票選的最佳外觀獎得主是：

7. 經過老師的講解，我知道牛頓三大運動定律的含意及日常生活中的應用實例：

第一運動定律

第二運動定律

含意

應用實例

8. 在製作小烏賊與競賽的過程中，我的心得是：

第三運動定律

單元

槓桿與開瓶器

第一種槓桿：支點位於施力點與抗力點之間的槓桿 F

第二種槓桿：抗力點位於施力點與支點之間的槓桿

F W

施力臂＞抗力臂 W

第三種槓桿：施力點位於支點與抗力點之間的槓桿 F W

施力臂＜抗力臂

右圖為開瓶器圖形，試比對上列三個槓桿原理，描繪出開瓶器原理，並說明之。

2、試看一下下列影片新聞報: https://www.youtube.com/watch?v=D6KFkdjUVA8 由小組討論設計一下，如何運用開瓶器原理，並設計如何以紙張開瓶。

3、老師這裏有 6 瓶黑麥汁，不提供開瓶器，請同學想辦法喝下它。

滑輪組一、滑輪： 1、滑輪：輪圈中央有凹槽，能繞中心軸自由旋轉的圓輪。 2、滑輪可視為槓桿的一種變形。 3、滑輪的種類： (1)定滑輪：軸固定不移動的滑輪

F×r＝W×r F＝_____ F×S( 施力作功 ) ＝ W×h( 增加位能) S＝_____ ____省力____省時 ___ 省功只是操作方便。 (2)動滑輪：

F×2r＝W×r F＝_____ W

F×S(施力作功)＝ 2 ×S＝W×h(增加位能) S＝______ ____力____倍，但_____時 ____ 倍

(3)滑輪組：

F＝______

F×S＝ 2 ×S＝W×h S＝______ ____力____倍，但_____時 ____ 倍，再加上操作方便。【練習題】若物重皆為 W，則 F1＝

、F2＝

、F3＝

大小順序為：

、F4＝

、F5

自然科學領域議題課程設計主題/單元名稱攻城投石器實施年級

九年級

實施類別

單一領域融入

設計者節數

4節課（180分鐘）

課程實施時間彈性課程時間

A 自主行動 A1身心素質與自我精進 A2 系統思考與解決問題總綱核心素養 B 溝通互動 B2 科技資訊與媒體素養 C 社會參與 C2 人際關係與團隊合作自-J-A1 能應用科學知識、方法與態度於日常生活當中。自-J-A2 能將所習得的科學知識，連結到自己觀察到的自然現象及實驗數據，學習自我或團體探索證據、回應多元觀點，並能對問題、方法、資訊或數據的可信性抱持合理的懷疑態度或進行檢核，提出問題可能的解決方案。自-J-B2 能操作適合學習階段的核心素養科技設備與資源，並從學習活動、日常經驗及科技運用、自然環境、書刊及網路媒體中，培養相關倫領域/ 理與分辨資訊之可信程度及進行議各種有計畫的觀察，以獲得有助學習於探究和問題解決的資訊。題重點自-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。 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學習表現論點的正確性。 tm-IV-1 能從實驗過程、合作討論中理解較複雜的自然界模型，並能評估不同模型的優點和限制，進能應用在後續的科學理解或生 14

科技教育學習主題

科E1:了解平日常見科技產品的用途與運作方式。科E2:了解動手實作的重要性。

實質內涵

活。 pe-IV-1 能辨明多個自變項、應變項並計劃適當次數的測試、預測活動的可能結果。在教師或教科書的指導或說明下，能了解探究的計畫，並進而能根據問題特性、資源（例如：設備、時間）等因素，規劃具有可信度（例如：多次測量等）的探究活動。 pc-IV-1 能理解同學的探究過程和結果（或經簡化過的科學報告），提出合理而且具有根據的疑問或意見。並能對問題、探究方法、證據及發現，彼此間的符應情形，進行檢核並提出可能的改善方案。 ai-IV-2 透過與同儕的討論，分享科學發現的樂趣。 Eb-Ⅳ-7簡單機械，例如：槓桿、滑輪、輪軸、齒輪、斜面，通常學習內容具有省時、省力，或者是改變作用力方向等功能。學習目標

1. 2.

讓學生透過實驗學習到槓桿原理。讓學生經由觀察與實作，收集各種信息，能啟迪學習動機，培養探究能力，增進科學素養。

網路影片：【破解！「魔戒甘道夫」の中世紀最強投石器(槓桿原理)【LIS 英雄挑戰】 https://www.youtube.com/watch?v=6OM_yEzedq4 網路影片：【重力投石車】 https://www.youtube.com/watch?v=DtWwhcoNyn4 網路影片：【如何使用紙做石頭投擲 | 創意玩具】 https://www.youtube.com/watch?v=hClXo7frWFg 國中 9 上自然課本第三章備課用書竹筷子橡皮筋免洗湯匙黏土

2. 3. 教學資源

4. 5. 6. 7. 8.

學習活動設計

學習活動內容及實施方式 1. 2.

3. 4.

5. 6.

時間

學生分組。老師向同學提問：中古世紀攻城用的投石器威力強大，可以把城牆擊倒，是利用什麼原理製作的呢？我們也可以來設計製作投石器嗎？讓同學討論並發表他們的想法。播放網路影片：【重力投石車】，引起同學的好奇心後，再引導進入今天的主題。綜合影片和同學的回應，指導學生依照備課用書步驟製作「投石器」。製作完畢後，請同學試玩投石器，並觀察黏土被拋出的距離？再和同學討論造成該現象的原因是什麼？將答案記錄在學習單題目上。 45 分鐘老師提問：是什麼原因讓黏土拋出的呢？請各組同學討論並記錄在學習單上。老師提問：有哪些因素會影響黏土拋出的距離呢？請各組同學討論並列出可能的因素。再將這些因素設定為操縱變因與控制變因，並且設計一個實驗來作驗證，觀察後，將結果記錄在學習單題目。各組上臺發表實驗設計與結果，並與班上同學進行交流分享，比較看看，大家的實驗有什麼不同？將不同的地方記錄在學習單題目上。並請同學下週將器材帶來。

1. 老師先複習上週實驗內容後提問：除了重物質量的大小會影響黏土拋出的距離之外，那重物與竹筷子間的距離、橡皮筋的鬆緊度、黏土與竹筷子間的距離、黏土拋出時的角度，這些會不會有影響呢？請各組同學討論並使用變因控制法，至少設計 2 個實驗，各別實驗後並記錄結果在學習單題目上。 2. 請各組同學根據所得到的實驗結果，歸納出黏土拋出的距離受到哪些因 45 分鐘素影響，且是如何影響的？將整理出來的結果記錄在學習單題目上，並請各組上臺發表他們的結論。 3. 請各組綜合班上同學們的實驗結果，試著設計出可以使黏土拋出的距離最大的方法，並且設計一個實驗做驗證，各組同學觀察後，將記錄結果在學習單題目上。 1. 請各組派一位選手競賽，看哪一組黏土拋出的距離最大，可獲得獎勵，也請該組分享實驗設計。 2. 最後若有多的時間，可以給學生觀看網路影片：【如何使用紙做石頭投擲 | 創意玩具】

45 分鐘

1. 播放網路影片：【破解！「魔戒甘道夫」の中世紀最強投石器(槓桿原理)【LIS 英雄挑戰】 2. 老師提問：影片中的投石器與我們製作的有什麼不同嗎？這是改變哪個 45 分鐘因素讓石頭拋出的距離可以增加呢？ 3. 請各組同學討論並上臺發表結論。 16

備註

九上

彈性課程學習單

第三章

攻城投石器 I

班

號

姓名

4. 若有多的時間，可用鋁罐疊起來當作城牆，讓各組以自製的投石器比賽，哪一組最快將城牆擊倒，可獲得獎勵。

彈性課程學習單

組別：

組員：

活動說明：透過製作投石器的實驗，讓學生經由觀察、實作、競賽，培養探究能力。一、實驗器材：竹筷子、橡皮筋、免洗湯匙、黏土二、活動流程： 1. 投石器可以將黏土拋出是什麼原理呢？這是槓桿原理，利用施力 x 施力臂 = 抗力 x 抗力臂，即可投出黏土。

2. 你覺得有什麼因素可能會影響黏土拋出的距離？在下方表格列出，以變因控制法設計實驗來驗證。重物質量的大小、重物與竹筷子間的距離、

操縱變因

橡皮筋的鬆緊度、黏土與竹筷子間的距離、黏土拋出時的角度

控制變因

應變變因

黏土拋出的距離

實驗結果：（學生自行作答）

3. 比較看看，大家的實驗有什麼不同的地方，將其記錄下來。（學生自行作答）

《自然科學領域》《彈性課程＿平衡吊飾》融入教學設計及學習單（一）教學設計領域名稱

自然科學領域

教學對象

國中三年級

教材來源

南一版自然科學教科書第五冊第 3 章

教學單元

功與機械應用

教學時間

90 分鐘（2 節）

教案設計者 1. 在第三節介紹槓桿原理，為使學生有更深刻的體認，本活動將課本實驗 2-1 加設計理念

以改編，使小組利用實作的機會，探討影響轉動的原因並發揮創意，讓學生經由探究、驗證以獲得之知識。 1.從製作平衡吊飾中，了解槓桿平衡的原理。

教學目標

核心素養具體內涵

2.能了解不等臂槓桿，物重與支點距離的關係。 3.從槓桿的實例，認識輪軸和滑輪的設計。自-J-A1 能應用科學知識、方法與態度於日常生活當中。自-J-A2 能將所習得的科學知識，連結到自己觀察到的自然現象及實驗數據，學習自我或團體探索證據、回應多元觀點，並能對問題、方法、資訊或數據的可信性抱持合理的懷疑態度或進行檢核，提出問題可能的解決方案。自-J-A3 具備從日常生活經驗中找出問題，並能根據問題特性、資源等因素，善用生活週遭的物品、器材儀器、科技設備及資源，規劃自然科學探究活動。自-J-B1 能分析歸納、製作圖表、使用資訊及數學運算等方法，整理自然科學資訊或數據，並利用口語、影像、文字與圖案、繪圖或實物、科學名詞、數學公式、模型等，表達探究之過程、發現與成果、價值和限制等。自-J-B2 能操作適合學習階段的科技設備與資源，並從學習活動、日常經驗及科技運用、自然環境、書刊及網路媒體中，培養相關倫理與分辨資訊之可信程度及進行各種有計畫的觀察，以獲得有助於探究和問題解決的資訊。自-J-B3 透過欣賞山川大地、風雲雨露、河海大洋、日月星辰，體驗自然與生命之美。自-J-C1 從日常學習中，主動關心自然環境相關公共議題，尊重生命。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。自-J-C3 透過環境相關議題的學習，能了解全球自然環境具有差異性與互動性，並能發展出自我文化認同與身為地球公民的價值觀。 19

學習內容

學習重點學習表現

Eb-Ⅳ-1 Eb-Ⅳ-2 Eb-Ⅳ-3 Eb-Ⅳ-7

力能引發物體的移動或轉動。力矩會改變物體的轉動，槓桿是力矩的作用。平衡的物體所受合力為零且合力矩為零。簡單機械，例如：槓桿、滑輪、輪軸、齒輪、斜面，通常具有省時、省力，或者是改變作用力方向等功能。 pa-Ⅳ-1 能分析歸納、製作圖表、使用資訊及數學等方法，整理資訊或數據。 pc-Ⅳ-2 能利用口語、影像（如攝影、錄影）、文字與圖案、繪圖或實物、科學名詞、數學公式、模型或經教師認可後以報告或新媒體形式表達完整之探究過程、發現與成果、價值、限制和主張等。視需要，並能摘要描述主要過程、發現和可能的運用。 ai-Ⅳ-1 動手實作解決問題或驗證自己想法，而獲得成就感。 ai -Ⅳ-3 透過所學到的科學知識和科學探索的各種方法，解釋自然現象發生的原因，建立科學學習的自信心。 ah -Ⅳ-2 應用所學到的科學知識與科學探究方法幫助自己做出最佳的決定。 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。 an-Ⅳ-1 察覺到科學的觀察、測量和方法是否具有正當性是受到社會共同建構的標準所規範。 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。 pe-Ⅳ-2 能正確安全操作適合學習階段的物品、器材儀器、科技設備與資源。能進行客觀的質性觀察或數值量測並詳實記錄。 pe-Ⅳ-1 能辨明多個自變項、應變項並計劃適當次數的測試、預測活動的可能結果。在教師或教科書的指導或說明下，能了解探究的計畫，並進而能根據問題特性、資源（例如：設備、時間）等因素，規劃具有可信度（例如：多次測量等）的探究活動。

教師方面

學生方面

教學準備

如學習單附表。鐵絲、尖嘴鉗、棉線、膠帶、厚紙板、彩色筆、裝飾品或吊飾。

紙、筆、學習單 2

活動歷程

一、教學前準備→二、準備活動→三、發展活動

評量方式教學時間

教學活動

評量方式

教學資源

一、教學前準備 1.由教師根據學習單之前言，簡介活動目的。

約 20 能仔細聆聽教學習單分鐘師的講解並了

2.由教師發下學習單，並說明在那個時段要完成紀錄的工作： (1)教師發給一人一張學習單。 (2)教師解釋學習單上的問題，並確定所有學生都已了解。 (3)確認每位學生材料皆已準備好。 (4)務必請每一位學生能確實行動。

解教師所講解的內容

從觀察中發現問題的能力二、準備活動 1.引起動機說明蹺蹺板的實例，並藉由動手做實驗，親自體會約 45 驗證理論的過程。分鐘學生組織知識 2.學生依據槓桿原理製作平衡吊飾。及動手做的能力，並考驗創意。

三、綜合活動 1.由老師引導學生了解該實驗所運用的原理，並讓學生自行比對與所學是否有不同之處。約 25 2.藉由問題討論方式，讓學生對氧化還原有更深之分鐘能了解教師所講解的內容了解，並能將之概念發揮至其他領域。 3.收回學習單，進行評量。 4.由學生討論各組的數值為何不同？ 5.並讓學生自行比對與所學是否有不同之處。 6.由老師領導學生討論是否可利用其他方式來進行相同之活動。四、教師針對學習單之問題提出講解。五、收回學習單，進行評量。

問題與討論

電腦

平衡吊飾班級：ˍˍˍ

組別：ˍˍˍ

座號：ˍˍ

姓名：ˍˍˍˍˍˍ

蹺蹺板兩邊坐著不同重量的人，經調整位置後，便可呈現水平狀態而不再轉動，為何會如此？小組討論

老師講解

【動動手】請利用準備的材料，製作一組漂亮有趣的平衡吊飾，比比看誰最有創意！

【使用器材】鐵絲、尖嘴鉗、棉線、膠帶、厚紙

板、彩色筆、裝飾

品或吊飾。【大家評評你】每組討論後給分，最高 10 分，比平衡性、比創意… 組別項目

分數總分（基本分 50 分）想一想，你剛剛是如何以最快的速度完成傑作？我的答案和理由：

【考考你】如圖中之數字比為桿長比，設桿質量可忽略不計且達水平平衡。請問甲、乙、丙、丁之質量比：＿＿＿＿＿＿＿

自然科學領域議題課程設計主題/單元名稱筆芯燈泡實施年級

九年級

實施類別

單一領域融入

設計者節數

4節課（180分鐘）

課程實施時間彈性課程時間

A 自主行動 A1身心素質與自我精進 A2 系統思考與解決問題總綱核心素養 B 溝通互動 B2 科技資訊與媒體素養 C 社會參與 C2 人際關係與團隊合作自-J-A1 能應用科學知識、方法與態度於日常生活當中。自-J-A2 能將所習得的科學知識，連結到自己觀察到的自然現象及實驗數據，學習自我或團體探索證據、回應多元觀點，並能對問題、方法、資訊或數據的可信性抱持合理的懷疑態度或進行檢核，提出問題可能的解決方案。自-J-B2 能操作適合學習階段的核心素養科技設備與資源，並從學習活動、日常經驗及科技運用、自然環境、書刊及網路媒體中，培養相關倫領域/ 理與分辨資訊之可信程度及進行議各種有計畫的觀察，以獲得有助學習於探究和問題解決的資訊。題重點自-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。 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學習表現論點的正確性。 tm-Ⅳ-1 能從實驗過程、合作討論中理解較複雜的自然界模型，並能評估不同模型的優點和限制，進能應用在後續的科學理解或生 23

科技教育學習主題

科E1:了解平日常見科技產品的用途與運作方式。科E2:了解動手實作的重要性。

實質內涵

活。 pe-Ⅳ-1 能辨明多個自變項、應變項並計劃適當次數的測試、預測活動的可能結果。在教師或教科書的指導或說明下，能了解探究的計畫，並進而能根據問題特性、資源（例如：設備、時間）等因素，規劃具有可信度（例如：多次測量等）的探究活動。 pc-Ⅳ-1 能理解同學的探究過程和結果（或經簡化過的科學報告），提出合理而且具有根據的疑問或意見。並能對問題、探究方法、證據及發現，彼此間的符應情形，進行檢核並提出可能的改善方案。 ai-Ⅳ-2 透過與同儕的討論，分享科學發現的樂趣。 Kc-Ⅳ-8 電流通過帶有電阻物體學習內容時，能量會以發熱的形式逸散。

學習目標

教學資源

1. 2.

讓學生透過實驗學習到電流的熱效應及其影響因素。讓學生經由觀察與實作，收集各種信息，能啟迪學習動機，培養探究能力，增進科學素養。

網路影片：【筆芯燈泡】

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

https://www.youtube.com/watch?v=cBki-YFdxcg 國中 9 下自然課本第 1 章備課用書 6V 鉛蓄電池保麗龍（泡棉）鱷魚夾導線迴紋針各種不同筆芯（不同粗細、長度或含碳量）網路參考資料：電器麵包

https://www.youtube.com/watch?v=PGbaGsmRqPM 網路參考資料：【生活裡的科學】20140920-點亮芯燈 https://www.youtube.com/watch?v=LtpNK0Wh0Ag

學習活動設計 24

學習活動內容及實施方式 1. 2.

3. 4.

時間

學生分組。老師向同學提問：美國發明家愛迪生鍥而不捨嘗試了上千種的材料，才找到以碳化的竹纖維做燈絲，會有最長的使用壽命。而我們常使用的筆芯主要是用石墨（碳）所製成，它也能成為燈絲的材料嗎？讓同學討論並發表他們的想法。播放網路影片【筆芯燈泡】，引起同學的好奇心後，再引導進入今天的主題。綜合影片和同學的回應，指導學生製作「筆芯燈泡」。製作完畢後，接 45 分鐘上電源後，觀察筆芯有什麼現象發生？再和同學討論造成該現象的原因是什麼？將答案記錄在學習單上。老師提問：是什麼因素可能會讓筆芯發亮？請各組同學討論並列出可能的影響因素，再將這些因素設定為操縱變因與控制變因，並且設計一個實驗來作驗證，觀察後，將結果記錄在學習單。各組上臺發表實驗設計與結果，並與班上同學進行交流分享，比較看看，大家的實驗有什麼不同？將不同的地方記錄在學習單上。

老師先複習上週實驗內容後提問：除了筆芯的長短會影響筆芯的亮度之外，那筆芯的粗細、筆芯的含碳量、兩個迴紋針的距離，這些會不會有影響呢？請各組同學討論並使用變因控制法，至少設計 3 個實驗，各別實驗後並記錄結果在學習單上。

請各組同學根據所得到的實驗結果，歸納出筆芯的亮度受到哪些因素影響，且是如何影響的？將整理出來的結果記錄在學習單上，並請各組上臺發表他們的結論。請各組綜合班上同學們的實驗結果，試著設計出可以使筆芯的亮度最大的方法，並且設計一個實驗做驗證，各組同學觀察後，將記錄結果在學習單上。

45 分鐘

請各組派一位選手競賽，看哪一組的筆芯的亮度最大（可使用照度計測試），可獲得獎勵，也請該組分享實驗設計。最後若有多的時間，可以給學生觀看補充影片【生活裡的科學】 20140920-點亮芯燈。

45 分鐘

1. 老師先複習上週實驗內容後提問，利用電流的熱效應可以製作電燈之外，是否還有其他的應用。 2. 播放補充影片「電器麵包」，讓同學分組並按照影片中步驟嘗試是否可以將鬆餅烤熟。

45 分鐘

3. 4.

備註

彈性課程學習單

九下

彈性課程學習單

第一章

筆芯燈泡 I

組別：

班

號

姓名

組員：

活動說明：透過實驗學習到電流的熱效應及其影響因素。一、實驗器材：6V 鉛蓄電池、保麗龍（泡棉）、鱷魚夾、導線、迴紋針、各種不同筆芯（不同粗細、長度或含碳量）二、活動流程： 1. 接上電源後，筆芯有什麼現象產生？接上電源一段時間後，筆芯發出亮光，同時也變熱了。 2. 是什麼原因讓筆芯發亮呢？又哪些因素可能會影響筆芯的亮度呢？這是電流的熱效應。筆芯的原料是可以導電的石墨棒，通電後除了產生熱也發出光。筆芯的長短、筆芯的粗細、筆芯的含碳量、兩個迴紋針的距離等因素可能會影響筆芯的亮度。 3. 你覺得有什麼因素可能會影響筆芯的亮度？在下方表格列出，以變因控制法設計實驗來驗證。

可能的因素有：1.筆芯的長短、2.筆芯操縱變因

的粗細、3.筆芯的含碳量、4.兩個迴紋針的距離等

控制變因

（請學生自行作答）

應變變因

筆芯的亮度

實驗結果：（請學生自行作答） 4. 比較看看，大家的實驗有什麼不同的地方，將其記錄下來。 26

九下

彈性課程學習單

第一章

筆芯燈泡 II

（請學生自行作答）

組別：

班

號

姓名

彈性課程學習單

組員：

活動說明：透過實驗學習到電流的熱效應及其影響因素。一、實驗器材：6V 鉛蓄電池、保麗龍（泡棉）、鱷魚夾、導線、迴紋針、各種不同筆芯（不同粗細、長度或含碳量）二、活動流程： 1. 你覺得還有什麼因素（如：筆芯的長短、筆芯的粗細、筆芯的含碳量、兩個迴紋針的距離）可能會影響筆芯的亮度？在下方表格列出，以變因控制法設計 3 個實驗來驗證。 ⚫ 設計實驗 1（答案僅供參考）操縱變因

筆芯的長短

筆芯的粗細、筆芯的含碳量、兩個迴紋針控制變因的距離

應變變因

筆芯的亮度

實驗結果：筆芯越短，筆芯的亮度越亮。 ⚫ 設計實驗 2（答案僅供參考）操縱變因

筆芯的含碳量

筆芯的長短、筆芯的粗細、兩個迴紋針的控制變因距離

應變變因

筆芯的亮度

實驗結果：筆芯含碳量越多，筆芯的亮度越亮。

⚫ 設計實驗 3（答案僅供參考）操縱變因

筆芯的粗細

筆芯的長短、筆芯的含碳量、兩個迴紋針控制變因的距離

應變變因

筆芯的亮度

實驗結果：筆芯越粗，亮度越亮。

2. 根據前面的實驗結果，歸納筆芯的亮度受到哪些因素影響，且是如何影響的？筆芯越短、含碳量越多、越粗，電阻越小，亮度越亮。

3. 綜合上週班上同學們的實驗結果分享，請試著設計出可以讓筆芯的亮度最亮的方法吧！可能的因素有：１.筆芯越短、2.含碳量越操縱變因多（6B）、３.筆芯較粗等

控制變因

（請學生自行作答）

應變變因

筆芯的亮度 28

實驗結果：（請學生自行作答）

《自然科學領域》《彈性課程＿伏打電池之效能》教學設計領域名稱

自然科學領域

教學對象

國中三年級

教材來源

理化三下第一章

教學單元

伏打電池之效能

教學時間

90 分鐘（2 節）

教案設計者

蔡宏武

電池

讓學生認識伏打電池基本原理，知道不同金屬片及電解液組合，會影響到電池的電壓及設計理念

電流。利用課堂解說及科學探究活動，培養學生進行科學議題的探究能力，藉由伏打電池之效能探究，認識及學會三用電錶的操作，以及與同學合作解決問題的能力。 1. 透過改變電解液的濃度及種類、電極與電解液的接觸面積...等探究與實作，能察覺伏

打電池的效能會受到影響。 2. 透過各項變因的控制，例如：兩極金屬種類、兩極相距距離、兩極浸入溶液的深度等

教學目標

(多個變因)，來探討可影響伏打電池效能的因素，並選一操縱變因來進行實驗設

計，

以了解該變因和伏打電池效能的關係，學習利用控制變因法解決問題。 3. 透過進行觀察、實驗設計與執行來理解及解釋影響伏打電池的因素，並在實作過程

中提昇學習信心。自-J-A3 具備從日常生活經驗中找出問題，並能根據問題特性、資源等因素，善用生活週遭的核心素養具體內涵

物品、器材儀器、科技設備及資源，規劃自然科學探究活動。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。 Jc-Ⅳ-6 鋅銅電池實驗認識電池原理與廣義的氧化與還原反學習內容

應。 Ba-Ⅳ-4

電池是化學能轉變成電能的裝置。

pe-Ⅳ-1 能辨明多個自變項、應變項並計劃適當次數的測試、預測活動的可能結果。在教師或教科書的指導或說明下，能了解探究的計畫，並進而能根據問題特性、資源（如設備、時間）等因素，規

學習重點學習表現

劃具有可信度（如多次測量等）的探究活動。 pe-Ⅳ-2 能正確安全操作適合學習階段的物品、器材儀器、科技設備與資源。能進行客觀的質性觀測或數值量測並詳實記錄。 ai-IV-2 透過與同儕的討論，分享科學發現的樂趣。

教學準備

教師方面

學生方面 30

任務一：大小為 5×7cm 的銅片、鋅片、鋁片、鐵片各二片，大小為 1×10cm 的銅片、鋅片、鋁片、鐵片各二片，附鱷魚夾的電線二條；濃度 5%、15％及飽和食鹽水溶液；三用電錶、大燒杯 2 個、直尺 1 支。紙、筆、學習單任務二：大小為 5×7cm 的銅片、鋅片 3 片；化妝棉數塊、鱷魚夾的電線 8 條；飽和食鹽水溶液；LED 燈 5 個；大燒杯 2 個。評量方式

觀察、提問、實作評量、學習單

教學流程教學

教學活動

時間約 10

一、課堂講述：

評量方式

教學資源

觀察、問答

教學講義

口頭報告

小黑板

老師講述伏打電池的科學史及原理，提示影響伏打分鐘電池效能之因素有哪些？二、準備階段：

約 10

1. 採用控制變因法，請學生分組討論，提出各自假

分鐘

設，及影響變因之設計。 2. 請各組同學報告假設及實驗設計。

三、探究階段：

分鐘

觀察、問答、實作各項實驗器評量材、學習單

約 15

口頭報告

約 25

1. 說明三用電錶的使用方法。 2. 各組同學拿老師提供的物品進行任務一探究。 3. 教師到各組巡視，提供必要的協助或引導。 4. 各組進行探究並記錄實驗結果。 5. 各組進行討論並歸納撰寫探究發現。

※第一節課結束四、分享階段： 1. 各組進行研究報告分享，並鼓勵同學提出疑問，

學習單

分鐘

增加學生的論證能力。 2. 老師進行總結。

五、挑戰階段：

約 30

1. 各組依據老師設定的任務二進行實驗挑戰。 2. 請各組分享電池設計及挑戰結果 3. 老師總結。

※第二節課結束

分鐘

觀察、問答、實作各項實驗器評量、口頭報告材、學習單

伏打電池之效能一、說明：在伏打電池的介紹中，我們可以知道，不同金屬片組合會產生的電壓大小不同，接下來我們再思考一下，還有什麼因素可以影響電池的效能(例如：量測到電壓或電流大小⋯⋯)。二、探究問題：任務一：假設可能會影響伏打電池效能的因素有那些？任務二：請根據任務一結果設計出最佳伏打電池，挑戰最多可以點亮多少個 LED 燈？三、探究過程： 1. 我們的假設：(例如：液體的濃度愈大，電池的效能愈好) 2. 實驗設計：

操縱變因

控制變因

應變變因

3. 實驗步驟：

4. 實驗記錄：

操縱變因電壓電流電池效能電功率 5. 問題與討論：由實驗結果分析，我們可以得到什麼概念？

6. 我們設計出的伏打電池如下(可圖示)，最多可點亮

顆 LED 燈：

電鍍(銅上身) 一、電鍍： 1、電鍍：利用電解的原理(將能轉換成_ 能)，以擬鍍金屬為極，被鍍物為極，並以含擬鍍金屬離子鹽類的水溶液為電鍍液，把一種金屬(擬鍍物) 鍍到另一種金屬(被鍍物)表面上的方法。 2、意即若要在銅片上鍍鋅，則銅為離子。

極，鋅為

極，鹽類水溶液為

3、電鍍的原理：(鋅片上鍍銅為例) (正、負極反應請用不同顏色書寫) (1) 負極： (2) 正極： (3) 總反應： (4) 正極的金屬溶解，質量減輕；負極的被鍍物表面析出金屬，質量增加，但正極減少的質量等於負極增加的質量。 (5) 電鍍液的濃度

_，顏色_

_。

【結論】電鍍過程的化學反應，只與

有關，例

如銅片上鍍鋅，只與

_有關；鐵棒上鍍銀，只與

罐上鍍鋅，只與

有關。

4、電鍍時通入的電流必須為

_流電。

5、電鍍前，被鍍物要先用砂紙除鏽斑，用 6、電鍍後，被鍍物再用

有關；鐵

去除油污。

_清洗，因為其性質易揮發，使之乾燥去除水份。 33

7、電鍍的目的： (1) 保護內部的金屬，防止生鏽。 (2) 使物體表面光滑、亮麗，增加美觀。

8、電鍍液回收：電鍍液通常對生物具有嚴重的毒害性，必須將其回收或轉化以降低毒性再丟棄。註：民國 75 年間，高雄縣

二仁溪河口發生綠牡蠣事件，就是銅離子污染

的結果。相同的重金屬離子污染也造成鎘米事件。 9、夜市所販售的便宜銀戒指，是將鐵戒指鍍銀，以鐵戒指當鹽類水溶液為註：925

_極，銀當

極，

離子。

純銀是千分之 925

的銀加上千分之 75

的合金的純銀，是國際公認的

純銀標準。 10、日常生活中常見的罐頭，就是鐵片上鍍錫，是以鐵片當類水溶液為

_離子。

極，錫當

極，鹽

自然科學領域議題課程設計主題/單元名稱單極馬達實施年級

九年級

實施類別

單一領域融入

設計者節數

4節課（180分鐘）

課程實施時間彈性課程時間

A 自主行動 A1身心素質與自我精進 A2 系統思考與解決問題總綱核心素養 B 溝通互動 B2 科技資訊與媒體素養 C 社會參與 C2 人際關係與團隊合作自-J-A1 能應用科學知識、方法與態度於日常生活當中。自-J-A2 能將所習得的科學知識，連結到自己觀察到的自然現象及實驗數據，學習自我或團體探索證據、回應多元觀點，並能對問題、方法、資訊或數據的可信性抱持合理的懷疑態度或進行檢核，提出問題可能的解決方案。自-J-B2 能操作適合學習階段的核心素養科技設備與資源，並從學習活動、日常經驗及科技運用、自然環境、書刊及網路媒體中，培養相關倫領域/ 理與分辨資訊之可信程度及進行議各種有計畫的觀察，以獲得有助學習於探究和問題解決的資訊。題重點自-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。 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學習表現論點的正確性。 tm-Ⅳ-1 能從實驗過程、合作討論中理解較複雜的自然界模型，並能評估不同模型的優點和限制，進能應用在後續的科學理解或生 35

科技教育學習主題

科E1:了解平日常見科技產品的用途與運作方式。科E2:了解動手實作的重要性。

實質內涵

活。 pe-Ⅳ-1 能辨明多個自變項、應變項並計劃適當次數的測試、預測活動的可能結果。在教師或教科書的指導或說明下，能了解探究的計畫，並進而能根據問題特性、資源（例如：設備、時間）等因素，規劃具有可信度（例如：多次測量等）的探究活動。 pc-Ⅳ-1 能理解同學的探究過程和結果（或經簡化過的科學報告），提出合理而且具有根據的疑問或意見。並能對問題、探究方法、證據及發現，彼此間的符應情形，進行檢核並提出可能的改善方案。 ai-Ⅳ-2 透過與同儕的討論，分享科學發現的樂趣。 Kc-Ⅳ-5 載流導線在磁場會受力，學習內容並簡介電動機的運作原理。

學習目標

3. 4.

讓學生透過實驗學習到電動機原理及其影響因素。讓學生經由觀察與實作，收集各種信息，能啟迪學習動機，培養探究能力，增進科學素養。

10. 網路影片：02 單極馬達 11. 12. 13. 14. 15. 教學資源

https://www.youtube.com/watch?v=pwY2oPa14hE 備課用書電池銅線強力磁鐵網路參考資料：How to make a Homopolar Motor from Battery

https://www.youtube.com/watch?v=RGFtpOZxThc 16. 網路補充影片：DIY Button Battery Homopolar Motor-Science Experiment https://www.youtube.com/watch?v=p29gy0OBaY8

學習活動設計

學習活動內容及實施方式

時間

學生分組。老師向同學提問：法拉第在西元 1821 年發明了單極馬達，他發現不需要改變電流方向，就能讓馬達持續轉動。到底單極馬達和課本介紹的馬達，構造上有什麼不同？又是如何轉動的呢？讓同學討論並發表他們的想法。 9. 播放網路影片「02 單極馬達」，引起同學的好奇心後，再引導進入今天的主題。 10. 綜合影片和同學的回應，指導學生製作「單極馬達」。製作完畢後，觀 45 分鐘察銅線會有什麼現象發生？再和同學討論造成該現象的原因是什麼？將答案記錄在學習單上。 7. 8.

11. 老師提問：是什麼因素可能會影響銅線旋轉的快慢？請各組同學討論並列出可能的影響因素，再將這些因素設定為操縱變因與控制變因，並且設計一個實驗來作驗證，觀察後，將結果記錄在學習單上。 12. 各組上臺發表實驗設計與結果，並與班上同學進行交流分享，比較看看，大家的實驗有什麼不同？將不同的地方記錄在學習單上。 7.

老師先複習上週實驗內容後提問：那些因素會影響銅線旋轉的快慢呢？那不同型號的電池、銅線的形狀、強力磁鐵的數量，這些會不會有影響呢？請各組同學討論並使用變因控制法，至少設計 2 個實驗，各別實驗後並記錄結果在學習單上。請各組同學根據所得到的實驗結果，歸納出銅線旋轉的快慢受到哪些因素影響，且是如何影響的？將整理出來的結果記錄在學習單上，並請各組上臺發表他們的結論。請各組綜合班上同學們的實驗結果，試著設計出可以使銅線旋轉最快的方法，並且設計一個實驗做驗證，各組同學觀察後，將記錄結果在學習單上。

請各組派一位選手競賽，看哪一組的銅線旋轉速度最快，可獲得獎勵，也請該組分享實驗設計。

最後若有多的時間，可以給學生觀看補充影片「How to make a Homopolar Motor from Battery」

45 分鐘

老師先複習上週實驗內容後提問：如果要讓銅線旋轉的方向改變，可以怎麼做？請各組同學討論並上臺發表。 45 分鐘 2. 請各組同學根據自己所設計的實驗步驟，實際操作並觀察銅線旋轉方向是否改變？將實驗過程及結果記錄在學習單上，並請各組上臺發表他們 1.

備註

九下

彈性課程學習單

第二章

單極馬達 I

班

號

姓名

的結論。最後若有多的時間，可以給學生觀看補充影片「DIY Button Battery Homopolar Motor-Science Experiment」。彈性課程學習單

組別：

組員：

活動說明：讓學生透過實驗學習到電動機原理及其影響因素。一、實驗器材：電池、銅線、強力磁鐵二、活動流程： 1. 當銅線擺到強力磁鐵及電池上方時，有什麼現象產生？當銅線擺到強力磁鐵及電池上方時，銅線開始轉動。 2. 是什麼原因讓銅線轉動呢？又那些因素可能會影響銅線轉動的快慢呢？這是電流與磁場交互作用的關係。不同型號的電池、銅線的形狀、強力磁鐵的數量等，可能會影響銅線轉動的快慢。 3. 你覺得有什麼因素可能會影響銅線轉動的快慢？在下方表格列出，以變因控制法設計實驗來驗證。操縱變因

可能的因素有：１.不同型號的 2.銅線的形

控制變因

（請學生自行作答）

應變變因

銅線轉動的快慢

實驗結果：（請學生自行作答） 4. 比較看看，大家的實驗有什麼不同的地方，將其記錄下來。

（請學生自行作答）

《自然科學領域》《彈性課程＿電與磁之舞》教學設計領域名稱

自然科學領域

教學對象

國中三年級

教材來源

理化三下第二章

教學單元

電與磁之舞(電動機與發電機)

教學時間

90 分鐘（2 節）

教案設計者

蔡宏武

電與磁

學生在學習完電與磁的單元後，可藉由此教材，透過製作兩個電磁小玩具，讓學生深刻體驗電生磁、磁生電的效應，電流磁效應在電動機上展現它神奇的魔法，而發電機設計理念

則應用電磁感應原理，帶我們進入這電光火花的精彩世界。 1. 透過簡易馬達的製作，讓學生體驗電流磁效及電與磁之間的交互作用。 2. 透過手搖發電棒的製作，讓學生體驗發電機的發電原理。

教學目標

3. 透過實作及觀察，提昇學生在電與磁單元的學習動機，並在實作過程中培養學生手

腦並用解決問題的能力。自-J-A2 能將所習得的科學知識，連結到自己觀察到的自然現象及實驗數據，學習自我或團體探索證據、回應多元觀點，並能對問題、方法、資訊或數據的可信性抱持合理的懷疑自-J-B2 態度或進行檢核，進而解釋因果關係或提出問題可能的解決方案。能操作適合學習階段的科技設備與資源，並從學習活動、日常經驗及科技運用、自核心素養具體內涵

然環境、書刊及網路媒體中，分辨資訊之可信程度及進行各種有計畫的觀察，以獲得有助於探究和問題解決的資訊。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。 Kc-Ⅳ-4 電流會產生磁場，其方向分佈可以由安培右手定則求得。 Kc-Ⅳ-5

學習重點

學習內容

載流導線在磁場會受力，並簡介電動機的運作原理。 Kc-Ⅳ-6 環形導線內磁場變化，會產生感應電流。

ai-Ⅳ-3 透過所學到的科學知識和科學探索的各種方法，解釋自然現象發生的原因，建立科學學習的自信心。 pc-Ⅳ-1 能理解同學的探究過程和結果（或經簡化過的科學報告），提出合理而且

學習表現

具有根據的疑問或意見。並能對問題、探究方法、證據及發現，彼此間的符應情形，進行檢核並提出可能的改善方案。 ah-Ⅳ-2 應用所學到的科學知識與科學探究方法幫助自己做出最佳的決定。

教師方面

學生方面

實驗一：教學準備

電池、圓柱形強力磁鐵、裸銅線實驗二：

紙、筆、學習單

粗吸管、圓柱形強力磁鐵、漆包線、LED

燈、砂

紙、紙、膠帶評量方式

觀察、提問、實作評量、學習單

教學流程教學

教學活動

時間

一、課堂講述：

約 20

評量方式觀察、問答

教學資源學習單

1. 教師回顧電與磁單元的兩大原理：電流的磁效應及分鐘

電磁感應，並敘述電動機及發電機的構造及其作用原理，再進行提問，瞭解學生的理解程度？ 2. 展示電動機及發電機的構造圖，請學生辨別兩者

差異並說明其動作過程所產生的結果。二、進行實驗一：簡易馬達製作

約 25

1. 生活中馬達隨處可見，請學生試舉例。

分鐘

2. 請各組領取實驗一器材，並進行下列操作：

(1)配合電池大小，將裸銅線折成各種形狀。 (2)將強力磁鐵吸在電池的底部(負極處)。 (3)將折好的裸銅線放置於電池上，觀察裸銅線是否開始轉動？ ※裸銅線形狀需讓其轉動時能保持平衡，且確保其能與電池正極及強力磁鐵同時保持接觸狀態。 3.各組分享並展現成果，然後討論回答學習單提問。 ※第一節課結束 40

觀察、問答、實作實驗一器材、評量、口頭報告學習單

三、進行實驗二：手搖發電棒製作

約 40

1. 展示事先做好的手搖發電棒，詢問學生在晚會分鐘

觀察、問答、實作實驗二器材、評量、口頭報告學習單

時，會選擇螢光棒或手搖發電棒？理由？ 2. 請各組領取實驗二器材，並進行下列操作： (1) 在粗吸管中段的位置上纏繞漆包線(要纏繞整

齊且圈數愈多愈好)。 (2) 用砂紙把漆包線兩端的漆磨掉。 (3) 將漆包線磨掉的兩端纏繞在LED 的兩隻腳上。

(4)把 3 顆強力磁鐵吸在一起置入吸管中。 (5)用小紙團塞緊吸管兩端，再用膠帶封起來。 (6)把燈關掉，搖動手搖發電棒就可看到 LED 燈亮起來。 3.各組分享並展現成果，然後討論回答學習單提問。四、教師總結並詢問學生在操作簡易馬達及手搖發電棒約5 分觀察、問答時的能量轉換過程。

鐘

※第二節課結束

電與磁之舞一、請分辨下列甲、乙、丙三個構造圖，各為何種裝置？並說明其構造及動作過程有何差異？

（甲）

（乙）

（丙）

【答】二、實驗一：簡易馬達 1. 確定簡易馬達可以轉動後，將強力磁鐵反向吸在電池上，結果有何差異？

【答】 2. 如果將裸銅線換成鐵絲，結果會如何？

【答】

三、實驗二：手搖發電棒 1. 如果要使 LED 燈更亮，應如何調整改善或操作？

【答】 2. 如果要使更多 LED 燈亮起來，應如何處理？

【答】

四、請說明簡易馬達及手搖發電棒的能量轉換過程？【答】

單元名稱教學對象教學時間

太陽光電應用於無線供電/充電系統之專題製作 ■ 國中 □國小，年級九年級 5節 ( 100 分鐘) 1. 國中小自然與生活科技

1-1 能與能的形態 1-2 能量的轉換

教學先備知識

1-3 能源的應用 1-4 電磁原理 1-5能源動力與運輸科技 1-6材料選用與機具操作 1-7 創新設計與製作本教案之教學理念是提供以「科學探究」與「科技實作」為基礎的學習情境，並統整跨域知識(Science 科學/學說、Technology 科技/技術、 Engineering 工程/工作程序、Aesthetics/Art 美學/造型、Mathematics 數學/關係式/數學式、Society 社會/人文/生態/環境，STEAMS)，引導學

設計理念

生探究生活周遭的自然科學現象、解決生活問題，並在教學過程中，以學生學習為中心，涵育學生自發(本體觀)、互動(認識觀)、共好(倫理觀)、利他(人際觀)、生活(生命觀)。同時在主觀、客觀、宏觀、達觀的生命發展歷程中，成就每一個孩子(適性揚才/終身學習)、啟發生命潛能、陶養生活知能、促進生涯發展、涵育公民責任、永續生態環境、達成全人教育目標。一、認知目標 1.了解「太陽光電」 (1) 了解「太陽光電」發電原理 (2) 了解「太陽光電板」種類與特性

(3)了解「太陽光電板」串並聯特性

教學目標

(4)了解影響「太陽光電」發電參數 (5)了解影響「無線供電/充電系統」性能之參數 2.了解「無線供電/充電系統」組成元件 (1)無線充電發射線圈(電感器)與電路符號 (2)無線充電接收線圈(電感器)與電路符號 (3）發光二極體（LED）特性與電路符號 (4）開關特性與電路符號

(5)色碼電阻特性與電路符號 (6)電容器特性與電路符號 (7)二極體特性與電路符號 (8)電池特性與電路符號 3.了解檢測儀器、工具、材料（1）光度(照度)計（2）三用電錶（3）電烙鐵（4）焊錫（5）焊油（6）麵包板（7）單芯線/多芯線

二、技能目標 1. 具備繪製「太陽光電板」串聯方式與輸出電壓之關係圖表能力 2. 具備繪製「太陽光電板」並聯方式與輸出電壓之關係圖表能力 3. 具備繪製「太陽光照度」與太陽光電板輸出電壓之關係圖表能力 4. 具備繪製「發射線圈圈數(長度)」與「接收線圈電壓」之關係圖表能力 5. 具備繪製「發射線圈線徑」與「接收線圈電壓」之關係圖表能力 6. 具備繪製「發射線圈」和「接收線圈」間距離與「接收線圈電壓」之關係圖

表能力 7. 具備設計「無線供電/充電系統」能力 8. 具備製作「無線供電/充電系統」能力 9. 具備正確使用相關儀器、工具能力 10. 具備檢測「無線供電/充電系統」能力

三、情意目標 1. 引燃「太陽光電科技(科學/技術)探究」熱情 2. 啟發「太陽光電科技(科學/技術)探究」心智 3. 激發「太陽光電科技(科學/技術)探究」意念 4. 涵養「太陽光電科技(科學/技術)探究」氣息 5. 蘊釀「太陽光電科技(科學/技術)探究」動能 6. 變化「太陽光電科技(科學/技術)探究」觀感 7. 豐富「太陽光電科技(科學/技術)探究」情感 8. 導正「太陽光電科技(科學/技術)探究」態度 9. 回歸「太陽光電科技(科學/技術)探究」本質

10. 釐清「太陽光電科技(科學/技術)探究」迷失 11. 整理「太陽光電科技(科學/技術)探究」思緒 12. 建構「太陽光電科技(科學/技術)探究」架構 13. 理解「太陽光電科技(科學/技術)探究」內涵 14. 認同「太陽光電科技(科學/技術)探究」理念 15. 堅定「太陽光電科技(科學/技術)探究」信念 16. 精緻「太陽光電科技(科學/技術)探究」概念 17. 提升「太陽光電科技(科學/技術)探究」素養 18. 神遊「太陽光電科技(科學/技術)探究」意境 19. 享受「解決問題」喜悅 20. 體現「合作學習」真諦 21. 感受「專題作品」成就 22. 累積「太陽光電科技(科學/科技)探究」智慧 1. 引導學生理解科技及其對個人、社會、環境與文化的影響。

課程綱要

2. 發展學生善用科技知能、創造思考及解決問題的能力。 3. 培養學生正確的科技觀念、態度及工作習慣，並啟發其科技研究與發展的

興趣，進而從事生涯試探。 1.教育部能源教育數位平台 http://www.energyedu.tw/ 2.經濟部能源局 http://www.moeaboe.gov.tw/ 3. 中華替代能源協會

http://www.caega.org/index_real.php

4. 強而青科技 STRONG & YOUNG http://www.solar-i.com/syeducl.htm

教學資源

（能源教具參考網頁） 5. 光能節源科技有限公司 http://www.light-energy.hipages.tw/

（能源教具參考網頁） http://twarm.com/commerce/ （無線供電/充電教具參考網頁） 6. 德源科技有限公司

7. You Tube 網頁 http://www.youtube.com/（影音多媒體參考網頁）

一、引起動機策略 1.展演教具

學習方式

展演「教師自製創意太陽光電用於無線供電/充電教具｣、激發科技探究好奇心。 2.播放影片播放「無線供電/充電教具影音多媒體影片/簡報」，刺激學生感官，引燃學生科技探究熱情，激發學生科技探究意念(有為者亦若是)。 3.提問預測提問「有線供電/充電」之生活體驗，喚起既有生活經驗與情境，以類比舉出「影響無線供電/充電之因素」並提出預測(依其先備知識或經

驗)，如同「天氣預測，有其因果關係」。 4.順勢促進學生主動學習一連串的太陽光電科技(科學/技術)探究歷程。二、發展活動策略 1.觀摩學習觀摩學習老師作品，合作學習、同儕學習、討論、適性輔導、補救教學、差異化教學，建立學習者的社群。 2. POEC 探究式教學/學習

學習方式(續)

POEC(Prediction 預測、Observation 觀察、Explanation 解釋、 Comparison 比較/Conclusion 結論) 3. 建構式教學/學習 4. 創意自造 maker 教學/學習在「太陽光電科學探究與科技實作」中，創意/設計/自造出無線供電/充電專題作品，同時建構核心概念(由淺入深、由具體到抽象<有線供電/充電、電壓/電流、無線供電/充電、…>)並建立新的科學知識與工程技術、統整跨域知識(Science 科學、Technology 科技、 Engineering 工程、Aesthetics/Art 美學、Mathematics 數學、Society 社會，STEAMS)。三、綜合活動策略 1.展演專題作品 2. 上台專題報告 3. 評量教學成效形成性評量、學習單、學習檢核表、總結性評量、測驗單(紙筆測驗)、書面報告、指定作業(修改/改善/精緻/美化「專題作品」)、資訊科技應用(展演「創意自造無線供電/充電專題作品」於 You Tube)、學習檔案建立。 4. 省思教學歷程學習單、測驗單、教學檢核表、回饋單、書面報告、開放作業、資訊科技應用、教學檔案增修、規劃與發展學校的自然與生活科技課程。四、延伸活動策略 1.延伸閱讀 (1) 靜態無線供電/充電構造、原理網路搜尋 (2)動態無線供電/充電構造、原理網路搜尋 2.開放作業:動態無線供電/充電系統設計與製作 1. 形成性評量:課堂表現/師生問答/學習單/學習檔案

學習評量

2. 總結性評量:測驗單/紙筆測驗/作品展演 3. 後設認知:回饋單/學習檢核表

參考資料

1. 十二年國民基本教育課程綱要總綱（草案）說明手冊，103 年2 月 2. 十二年國民基本教育國中教師有效教學深耕推廣計畫-自然領域工作坊

國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所林家慶講師

3.十二年國民基本教育國中教師有效教學深耕推廣計畫: 產出型工作坊計畫-自然領域教案設計分享/ 國立彰化師範大學物理系林建隆副教授 4. 自然與生活科技分段能力指標（新） 5. 高雄市科技與工程教育學會科技與工程教育能力指標/

高雄市科技與工程教育學會陳志嘉理事長 6. POEC 教學策略之理論與實務。

參考資料(續)

台灣化學教育，多元教學法，第 4 期/謝秉桓(2014)。 7.科學探究教學理念分享高雄市國教輔導團科學探究教學工作坊講義李松濤(2015)。 8.國民中小學九年一貫課程綱要自然與生活科技學習領域 9. You Tube 網頁 http://www.youtube.com/（影音多媒體參考網頁） 10. 自然與生活科技課本(南一出版社三年級上、下冊)

11.教室裡的春天 http://www.coop.ntue.edu.tw/ 12.科技大觀園 https://scitechvista.most.gov.tw/zh-tw/Home.htm 13.開放式資源 • CWISE 網路科學探究式課程 http://cwise.nccu.edu.tw •PhET互動式科學教學 https://phet.colorado.edu/zh_TW/ •WebQuest教學 http://webquest.org • NHK for School (理科) http://www.nhk.or.jp/rika/ •巨型開放式線上課程(MOOCs) 14.無線供電/充電教具 http://www.aoke-sz.com/

教學活動

教學時間

教學資源

教學評量

【準備活動】

◎教學檢核

◎形成性評

(一)教師準備活動(教學檢核表/簡報/影音多媒體

表/教學簡報

量: 課堂表

/網路資源/教學歷程記錄<DV 錄影機、照相

檔/影音多媒

現/ 師生問

機、資料袋、檔案夾>)

體/網路資源

答/學習單/ 學習檔案

1. 教學簡報/影音多媒體/網路資源 2. 教學檔案:新聞/雜誌/網路文章相關報導 3. 教學歷程記錄:錄影(照相)機、資料袋(夾)

◎教學檔案:

◎總結性評

◎科技實作探究零件/材料/工具/儀器 4.「無線供電/充電系統」組成元件

新聞/雜誌/

量: 測驗單

網路文章相

/紙筆測驗/

關報導

作品展演

◎教學歷程

◎ 後設認知:回饋單/

(1) 太陽光電板（2）可充式電池/行動電源（3）電池盒（4）開關

記錄:數位錄

(5)色碼電阻

影機、照相

學習檢核表

(6)電感器(線圈)

機、資料袋、

(7)二極體

檔案夾

(8)發光二極體（LED） (9)電容器 (10) 單芯線

◎科技實作

(11) 無線供電/充電模組

料/工具/儀

(12)DC-DC 升壓模組(13)

器

探究零件/材

麵包板 ◎教學評量 5.檢測儀器、工具、材料（1）光度(照度)計（2）三用電錶（3）電烙鐵（4）焊錫

表單:學習單 /測驗單/學習檢核表/延伸閱讀單/補

（5）焊油

充資料/報告

（6）麵包板

格式/學習檔

（7）單芯線/多芯線

案目錄

◎教學評量表單

◎後設認知

6.學習單(附件 1)

表單:教學歷

7. 測驗單(附件 2)

程影照片單/

8. 學習檢核表(附件 3)

教學心得/省

9. 延伸閱讀單/補充資料/報告格式/學習檔案目錄

思單/修正建

◎後設認知表單

議單

◎形成性評量: 課堂表現/ 師生問答/學習單/ 學習檔案 (續)

◎總結性評量: 測驗單 /紙筆測驗/ 作品展演 (續) ◎ 後設

10.回饋單(附件 4)

認知 :回饋

11 教學歷程影照片單

單/學習檢

12 教學心得/省思單/修正建議單

核表(續)

(二)學生準備活動 1. 「無線供電/充電系統」組成元件 (1)太陽光電板（2）可充式電池/行動電源（3）電池盒（4）開關

(5)色碼電阻 (6)電感器(線圈)

(7) 二極體 (8) 發光二極體（LED）

(9)電容器 (10) 單芯線 (11) 無線供電/充電模組

(12)DC-DC 升壓模組(13) 麵包板

【發展活動】

10 分鐘 ◎引起動機

<引燃太陽光電「科技(科學/技術)探究」熱情> <啟發「能源科技」心智>

◎教學簡報

◎形成性評

檔/影音多媒

量: 課堂表

體/網路資源

現/ 師生問答/學習單/

(一)教師活動(提問/展演/引導/差異化教學/適性

學習檔案

輔導) 1. 展演「創意自製太陽光電應用於無線供電/充電

系統」之教具 2. 播放「無線供電/充電系統」相關影照片 3. 提問學生有無使用過「無線供電/充電系統」?(學

生自由回答)

◎教學檔案: 新聞/雜誌/ 網路文章相關報導

4. 提問學生影響「無線供電/充電系統」的因素(變

數/變因/參數 parameter)有哪些? 6.引言: 人類面臨生存問題/生態環境/能源危機/再

◎教學歷程記錄:數位錄影機、照相

生能源/太陽光發電/提升能源使用效率或降低能源

機、資料袋、

消耗率(節能)。

檔案夾

(二)學生活動(發現問題/產生想法/形成問題) 確認了解問題/看到老師展演「無線供電/充電系統」及影片內容與所提問題<學習單> 一、認知發展活動 1.認識「太陽光電」 (1) 認識「太陽光電」發電原理 (2) 認識「太陽光電板」種類與特性

(3)探究「太陽光電板」串並聯特性 (4)探究影響「太陽光電板發電」之因素

(5)探究影響「無線供電/充電系統」之因素 2. 認識「無線供電/充電系統」組成元件

(1)太陽光電板（2）可充式電池/行動電源（3）電池盒

◎教學簡報檔/影音多媒體/網路資源 (續)

（4）開關

(5)色碼電阻 (6) 電感器(線圈) (7) 二極體 (8) 發光二極體（LED）

(9)電容器 (10) 單芯線 (11) 無線供電/充電模組

(12)DC-DC 升壓模組(13) 麵包板 3.認識檢測儀器、工具、材料（1）光度(照度)計

◎教學檔案: 新聞/雜誌/ 網路文章相關報導(續)

量: 課堂表現/ 師生問

（2）三用電錶

答/學習單/

（3）電烙鐵

學習檔

（4）焊錫

案 (續)

（5）焊油（6）麵包板（7）單芯線/多芯線

◎教學歷程二、技能發展活動

記錄:數位錄

1. 繪製「太陽光電板」串並聯方式與輸出電壓之關

影機、照相

係圖表 2. 繪製「太陽光電板」串並聯方式與輸出電流之關

係圖表 3. 繪製太陽光照度與太陽光電板輸出電壓之關

係圖表 4. 繪製太陽光照度與太陽光電板輸出電流之關

係圖表 5. 設計「無線供電/充電系統」 6. 製作「無線供電/充電系統」 7. 正確使用相關儀器、工具

◎形成性評

機、資料袋、檔案夾(續)

8 檢測「無線供電/充電系統」三、情意活動 1. 圖片、影音多媒體 2. 學習檢核表 3. 學習檔案

◎發展活動-預測階段

◎教學簡報

(認知衝突/發展活動)

檔/影音多媒

(一)教師活動(提問/引導/組間巡視/適性輔導/差

體/網路資源

異化教學/及時補救教學/形成性評量<觀察學生>) 1. 提問學生影響「太陽光電板發電」因素有那些? 2. 提問學生影響「無線供電/充電系統」變數/變因

/參數 parameter)」有那些? 提示:無線電波可類比為太陽光線(電磁波)/聲波

◎教學檔案: 新聞/雜誌/

◎形成性評

(連結舊經驗/既有知識發展新概念/知

網路文章相

量: 課堂表

識)<學生同時可填寫學習單>

關報導

現/ 師生問答/學習單/

(1) 外在環境變化因素

<1>地理環境:

學習檔

<2>天候變化:

案 (續)

(2) 內在系統元件因素

◎教學歷程

<1>電機/電子系統:電機/電子零組件特性

記錄:數位錄

<2>機械系統:機構/封裝…等

影機、照相

<3>其他:材料/零件特性/耐久特性…等

機、資料袋、

3.引導學生確認問題: (1) 自變數(外在環境與內在系統因素)

(2)應變數(供電量/電壓/電流) (3)假設/前提 4.指導學生填寫學習單 (二)學生活動(學習單填寫/小組討論/認知衝突活動/同儕學習/分組合作) 1.學生就生活經驗或直覺，寫出影響「太陽光電板發電」因素的各種因素(可以心智圖、魚骨圖或

檔案夾

條列方式呈現)。 2. 學生預測「太陽光照度」對「太陽光電板發電電

壓」的影響。引言:是否「太陽光照度」愈大，「太陽光電板發電電壓」就愈大？「太陽光電板發電電壓」與「太陽光照度」成正比？反比？函數關係？存在極大值或極小值？ 3. 學生預測「太陽光電板串聯」對「太陽光電板發

◎教學簡報檔/影音多媒體/網路資源 (續)

電電壓」的影響。引言:是否「太陽光電板串聯」愈多，「太陽光電板發電電壓」就愈大？「太陽光電板發電電壓」與「太陽光電板串聯」成正比？反比？函數關係？存在極大值或極小值？ 4. 學生預測「太陽光電板並聯」對「太陽光電板發

電電壓」的影響。引言:是否「太陽光電板並聯」愈多，「太陽光電板發電電壓」就愈大？「太陽光電板發電電壓」與「太陽光電板並聯」成正比？反

◎教學檔案:

◎形成性評

新聞/雜誌/

量: 課堂表

網路文章相

現/ 師生問

關報導(續)

答/學習單/ 學習檔案

比？函數關係？存在極大值或極小值？ 5. 學生預測「無線供電/充電系統之發射線圈(電感

器Tx)之圈數(電感量 L)」對「無線供電/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。引言:是否「無線供電/充電系統之發射線圈(電感器 Tx)之圈數(電感量 L)」愈多，「無線供

◎教學歷程

電/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應

記錄:數位錄

電壓」就愈高？「無線供電/充電系統之接

影機、照相

收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」與「無線供電

機、資料袋、

/充電系統之發射線圈(電感器 Tx) 之圈數 (電感量 L)」成正比？反比？函數關係？存在極大值或極小值？ 6. 學生預測「無線供電/充電系統之發射線圈(電感

器Tx)之線徑(電感量 L)」對「無線供電/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。引言:是否「無線供電/充電系統之發射線圈(電感器 Tx)之線徑(電感量 L)」愈多，「無線

檔案夾(續)

供電/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」就愈高？「無線供電/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」與「無線供電/充電系統之發射線圈(電感器 Tx) 之線徑(電感量 L)」成正比？反比？函數關係？

◎教學簡報

存在極大值或極小值？

檔/影音多媒

7. 學生預測「無線供電/充電系統之發射線圈(電感

器Tx)與接收線圈(電感器 Rx)之距離」對「無線供

體/網路資源 (續)

電/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。引言:是否「無線供電/充電系統之發射線圈(電感器 Tx) 與接收線圈(電感器 Rx)之距離」愈遠，「無線供電/充電系統之接收線圈(電感

◎形成性評

器 Rx)之感應電壓」就愈高？「無線供電

量: 課堂表

/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」與「無線供電/充電系統之發射線圈

◎教學檔案:

現/ 師生問

新聞/雜誌/

答/學習單/

(電感器 Tx)之距離」成正比？反比？函數

網路文章相

學習檔

關係？存在極大值或極小值？

關報導(續)

案 (續)

8. 學生預測「其他因素(自行列舉:例如，線圈材

質、共振頻率」對「無線供電/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響(由淺入深/ 由具體到抽象)。 9. 指導學生填寫學習單 10. 延伸問題/增廣/加深(由淺入深/由具體到抽

象):

◎教學歷程記錄:數位錄

學生預測影響「動態無線供電/充電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的因素?

影機、照相機、資料袋、檔案夾(續)

◎發展活動-觀察階段 (認知衝突/技能發展活動) ( 一 )教師活動(展演/引導學生/組間巡視/差異化教學/及時補救教學/形成性評量<觀察學生>) 1.各式「太陽光電板」及「無線供電/充電」教具/

相關儀器/設備發給各組。 2. 展演「太陽光電板」及「無線供電/充電」教具/播

放影音多媒體，請學生觀察、記錄「太陽光電板發電電壓」變化並比較是否與先前預測相符

◎教學簡報

合。

檔/影音多媒

3. 展演「自製調光器(AC 電流調整器)」教具，並改

變「太陽光照度」，請學生觀察、記錄「太陽光電板

體/網路資源 (續)

發電電壓」變化並比較是否與預測相符合。 4.展演「太陽光電板串聯」教具，並改變「太陽光電板串聯數量」，請學生觀察、記錄「太陽光電板發電電壓」變化並比較是否與預測相符合。 5.展演「太陽光電板並聯」教具，並改變「太陽光電板並聯數量」，請學生觀察、記錄「太陽光電板發電電壓」變化並比較是否與預測相符合。 6. 展演「無線供電/充電系統之發射線圈(電感器

Tx)之圈數(電感量 L)」教具/播放影音多媒體，

◎教學檔案: 新聞/雜誌/ 網路文章相關報導(續)

請學生觀察、記錄「對「無線供電/充電系統之接

◎形成性評

收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」變化並比較是否與

量: 課堂表

先前預測相符合。

現/ 師生問答/學習單/

7. 展演「無線供電/充電系統之發射線圈(電感器

Tx)之線徑(電感量 L)」教具/播放影音多媒體，

學習檔

請學生觀察、記錄「對「無線供電/充電系統之接

案 (續)

收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」變化並比較是否與先前預測相符合。 8. 展演「無線供電/充電系統之發射線圈(電感器

◎教學歷程

Tx)與接收線圈(電感器 Rx)之距離」教具/播放影音

記錄:數位錄

多媒體，請學生觀察、記錄對「無線供電/充

影機、照相

電系統之接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」變化並

機、資料袋、

比較是否與先前預測相符合。

檔案夾(續)

9. 引導學生記錄、繪製「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、

「太陽光電板並聯」與「太陽光電板發電電壓」之關係圖表和「發射線圈(電感器 Tx) 之圈數、線徑、材質」及「接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之關係圖表。

(二)學生活動（學習單填寫/認知/技能活動/同儕學習 /分組合作 /討論 /同儕補救教學） 1. 小組自行操作教具並改變「太陽光照度」、「太陽光電

◎教學簡報

板串聯」、「太陽光電板並聯」與「太陽光電板發電電

檔/影音多媒

壓」之關係圖表和「發射線圈(電感器Tx)之圈數

體/網路資源

(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」與「接

(續)

收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之關係圖表，並觀察、記錄「太陽光電板發電電壓」和「接收線圈 (電感器 Rx)之感應電壓」之變化且比較是否與預測相符合。 2. 小組繪製「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板

並聯」與「太陽光電板發電電壓」之關係圖表和「發

◎教學檔案:

射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及

新聞/雜誌/

「接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器 Rx)之感

網路文章相

應電壓」之關係圖表。

關報導(續)

◎形成性評量: 課堂表

◎發展活動-解釋/比較階段

現/ 師生問

(知識連結/認知發展活動)

答/學習單/

/設計/製作/檢測「無線供電/充電」專題作品（時間:90<45+45>分鐘）

◎教學歷程

學習檔

(一)學生活動（連結/類比既有經驗、知識、認知/

記錄:數位錄

案 (續)

影機、照相

學習單/同儕….） 1. 小組依所觀察、記錄、繪製的資料進行分析討論

檔案夾(續)

/解釋「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板並聯」與「太陽光電板發電電壓」之影響和「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」與「接收線圈 (電感器 Rx)之感應電壓」之影響。 2. 小組依所觀察、記錄、繪製的資料進行分析比較

「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板並聯」與「太陽光電板發電電壓」之影響和「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器

機、資料袋、

Rx)

之感應電壓」之影響程度，並依其影響程度，由大而小排列。 3. 小組設計/製作/檢測「無線供電/充電系統」專

題作品。 4. 將小組所設計/製作的「無線供電/充電系統」專

題作品展演上傳到 You Tube。

◎教學簡報檔/影音多媒

(1) 影片網址:

體/網路資源

(2) 搜尋關鍵字:

(續)

( 二 )教師活動 (組間引導/組間巡視/適性輔導/差異化教學/及時補救教學/形成性評量<觀察學生>) 1. 檢視學生記錄、繪製「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、

「太陽光電板並聯」與「太陽光電板發電電壓」之關係圖表和「發射線圈(電感器 Tx) 之圈數(長度)、

◎教學檔案:

◎形成性評

線徑、材質」及「接收線圈之距離」與「接收線圈

新聞/雜誌/

量: 課堂表

(電感器 Rx)之感應電壓」之關係圖表。

網路文章相

現/ 師生問

關報導(續)

答/學習單/

2. 評論各組解釋/比較

學習檔

3. 指導學生填寫學習單

案 (續)

4. 指導學生整理學習檔案 5. 指導學生勾稽學習檢核表 6. 指導學生填寫回饋單

【綜合活動】綜合活動/結論(Conclusion) （時間:45<15+30>分鐘）結論/後設認知階段 (回顧/省思/綜合活動/探究歷程 (一)學生活動（學習單填寫/後設認知/回顧/省思/ 綜合活動/回饋單填寫/測驗單填寫/ 總結性評量/開放性學習單/指定寒假作業/專題書面報告/口頭報告） 1.小組總結影響「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板並聯」與「太陽光電板發電電

◎教學歷程

◎總結性評

記錄:數位錄

量: 測驗單

影機、照相

/紙筆測驗/

機、資料袋、作品展演檔案夾(續) ◎ 後設認知 :回饋單/學習檢核表

壓」之因素。 2. 小組總結影響「無線供電/充電接收線圈(電感器

Rx)之感應電壓」的因素。 (含外在環境因素與內在系統因素)。 3. 小組總結影響「無線供電/充電接收線圈(電感器

Rx)之感應電壓」之「最大外在因素與內在因素」。 ◎總結性評

4. 回顧/省思/內化「太陽光電科學/技術探究」歷

量: 測驗單

程 5. 學習單填寫

/紙筆測驗/

6. 測驗單填寫

作品展

7. 學習檢核表填寫

演 (續)

8. 回饋單填寫 9. 學習檔案整理

(二 ) 教師活動(評論/引導/檢評/回顧/省思/綜合

◎教學歷程記錄:數位錄影機、照相

活動/組間巡視/適性輔導/差異化教

機、資料袋、

學/及時補救教學/形成性評量<觀察

檔案夾(續)

◎ 後設

學生 >/總結性評量 /開放性學習單 /

認知 :回饋

指定寒假作業/)

單/學習檢

1. 評論各組結論 2. 引導學生回顧/省思「太陽光電科學/技術探究」

歷程 3. 指導學生整理學習檔案 4. 評論學習單 5. 檢評學習檔案 6. 檢視學習檢核表 7. 指導學生回饋單 8. 評閱回饋單

五、進階活動（課後活動、延伸活動） 1.延伸閱讀: 動態無線供電/充電系統之構造與原理 2.加深/加廣活動: 探究「影響動態無線供電/充電系統之因素」

核表(續)

3. 開放資源利用

(1)網路查詢/搜尋無線供電/充電系統之構造與原理 (2)無線供電/充電相關新聞報導 4. 小組/修正/改善/精緻(美化)/升級「無線供電/

充電系統」專題作品。

附件：(學習單、作業單、測驗單等教材) 教案設計計畫書附件附件一欄表 1. 附件一:學習單 2. 附件二:測驗單 3. 附件三:學習檢核表 4. 附件四:回饋單 5. 附件五:教學檢核表 6. 附件六:教學簡報檔 7. 附件七:教學影照片連結播放 YouTube 連結

(YouTube 連結/關鍵字搜尋:自製無線供電充電

展演)

影片無線供電 LED 燈展演 1050704_00976 https://www.youtube.com/watch?v=eSQwMUyHDYI&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00977 https://www.youtube.com/watch?v=uzTMaH1Q8P4&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00978 https://www.youtube.com/watch?v=wTFDToc5hXU&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00979 https://www.youtube.com/watch?v=wGfuBgbpPAI&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00981 https://www.youtube.com/watch?v=lkeT6TyMYjk&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00982 https://www.youtube.com/watch?v=KJx2c_ix9_E&feature=youtu.be

影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00983 https://www.youtube.com/watch?v=0U51HtXyags&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00984 https://www.youtube.com/watch?v=x7xmedrT3Pk&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00985 https://www.youtube.com/watch?v=6PVhoB2jJs0&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00986 https://www.youtube.com/watch?v=qWCGF74b1Rk&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00987 https://www.youtube.com/watch?v=iZhFB6NanCw&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00988 https://www.youtube.com/watch?v=yzVgAe5n-5w 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00989 https://www.youtube.com/watch?v=PvGIskcMOI4&feature=youtu.be 影片自製無線供電 LED 燈展演 1050704_00990 https://www.youtube.com/watch?v=UoIDgJ_zwec&feature=youtu.be 影片無線充電 LED 燈展演 1050630_MVI 2012 https://www.youtube.com/watch?v=UZL4f8SxaHA&feature=youtu.be 影片無線充電 LED 燈展演 1050630 00968 https://www.youtube.com/watch?v=VjgWekbHViE 照片 kksh 無線供電/充電模組 10507 https://www.youtube.com/watch?v=D-sNLXT2Tn8&feature=youtu.be 影片太陽光電無線充電展演充電電壓電流量測 1050705_00995 https://www.youtube.com/watch?v=Xn7Fvrxm-JU&feature=youtu.be

附件:

附件一:學習單學習單

班級：

姓名：

座號：

指導老師：

單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」單元名稱：「太陽光電」概論 1.請問「太陽光電」發電系統原理(特性)為何?

2.請問「太陽光電」發電系統可應用在哪些領域、地方?

3.臺灣目前有哪些地方或產品應用「太陽光電」？

4. 「太陽光電應用於無線供電/充電系統」之特性為何?

5.請圖示或敘述你所規劃設計的「太陽光電應用於無線供電/充電系統」。

（若版面不足，請另以 A4 紙張圖示，但需備註說明）

6.心得感想：

老師評析：（文字、等第、分數）

附件一:學習單 (續) 班級：

學習單姓名：

座號：

指導老師：

單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」單元名稱：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」的組成元件一、請問「無線供電/充電系統」的組成元件有哪些?

二、電池 1. 電池的重要規格有哪些?(電壓、容量、型號、種類…)

2. 電池的正極符號、負極符號如何表示？

3. 兩電池如何串聯？為何要串聯？注意事項為何？

4. 電壓單位？

5. 電流單位？流動方向？

6. 電池發熱原因為何？

三、太陽光電板 1.「太陽光電」之發電原理為何？

2.請問「太陽光電板」有哪些種類?

3. 影響「太陽能光電板」輸出電壓的因素有哪些？

附件一:學習單 (續)

4. 「電路元件」符號識圖中文意義

電池

開關

電感器(線圈)

電阻器

battery

switch

coil

resistor

電容器

二極體

capacitor

diode

電路符號

實物圖片

中文意義

電路符號

實物圖片

發光二極體 LED， Light-Emitting Diode

NPN 電晶體 NPN transistor

附件一:學習單 (續) 班級：

學習單姓名：

座號：

指導老師：

單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」單元名稱：太陽光照度與太陽光電板輸出電壓關係圖表繪製步驟一：不同照度下，量測太陽光電板輸出電壓照度與

太陽光照度

電壓關係

（強）

（中）

（弱）

太陽光電板發電電壓（V）

步驟二：繪製太陽光照度與太陽光電板輸出電壓關係圖

電壓（V）

太陽光照度

結論：

備註

老師評析：（文字、等第、分數）

附件一:學習單 (續) 班級：

學習單姓名：

座號：

指導老師：

單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」單元名稱：太陽光電板串並聯方式與發電電壓關係圖表繪製步驟一：太陽光電板不同串並聯方式下，量測太陽光電板輸出電壓串聯方式

1片太陽光電板

2 片串聯

3 片串聯

4 片串聯

5 片串聯

2 片並聯

3 片並聯

4 片並聯

5 片並聯

發電電壓（V）並聯方式

1片太陽光電板

發電電壓（V）

步驟二：繪製太陽光電板串並聯方式與發電電壓關係圖

電壓（V）

串並聯方式

結論：

老師評析：（文字、等第、分數）

附件一:學習單 (續)

學習單 (啟發「能源科技」心智)

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：預測影響太陽光電板輸出電壓之因素 <預測(Prediction)階段(既存經驗/知識/認知)>

1.請就生活經驗或直覺寫出影響「太陽光電板輸出電壓」的各種因素(外在環境因素/內在系統因素)。(可以心智圖、魚骨圖或條列方式呈現) 例如： (1) 外在環境變化因素:

<1>地理環境:

<2>天候變化:

(2) 內在系統元件因素:

<1>電機系統:

<2>機械系統:

<3>其他:材料/零件特性/耐久特性/機電控制能力…等

(3) 理由/原因:

老

師

評

析：

附件一:學習單 (續)

學習單 <啟發「能源科技」心智)>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：預測改變「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板並聯」對「太陽光電板發電電壓」之影響 <預測(Prediction)階段(既存經驗/知識/認知) >

說明:請依既有經驗、知識、認知，預測改變「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板並聯」對「太陽光電板發電電壓」之影響。例如:成正比？反比？函數關係？存在極大值或極小值？ 1. 請預測「太陽光照度」對「太陽光電板發電電壓」的影響，並說明理由/原因。即預測「太

陽光照度(自變數)」與「太陽光電板發電電壓(應變數)」的關係，亦即預測「電動車行駛速度」隨「電池電壓」增加而增加或隨「電池電壓」增加而減少。其關係成正比？反比？函數關係？存在極大值或極小值？ ANS:

2. 請預測「太陽光電板串聯」對「太陽光電板發電電壓」的影響。即預測「太陽光電板串聯(自變數)」與

「太陽光電板發電電壓(應變數)」的關係。

ANS:

3. 請預測「太陽光電板並聯」對「太陽光電板發電電壓」的影響。即預測「太陽光電板並聯(自變數)」與

「太陽光電板發電電壓(應變數)」的關係。

ANS:

老

師

評

析：

附件一:學習單 (續)

學習單 <啟發「能源科技」心智)>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：預測改變「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之影響 <預測(Prediction)階段(既存經驗/知識/認知) >

說明:請依既有經驗、知識、認知，預測改變「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之影響。例如:成正比？反比？函數關係？存在極大值或極小值？ 1. 請預測「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響，

並說明理由/原因。即預測「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(自變數)」與「「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」(應變數)」的關係，亦即預測「電動車行駛速度」隨「電池電壓」增加而增加或隨「電池電壓」增加而減少。其關係成正比？反比？函數關係？存在極大值或極小值？

ANS:

2. 請預測「發射線圈(電感器 Tx)之線徑」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。即預測

「發射線圈(電感器 Tx)之線徑(自變數)」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」(應變數)」的關係。

ANS:

3. 請預測「發射線圈(電感器 Tx)之材質」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。即預測

「發射線圈(電感器 Tx)之材質(自變數)」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」壓(應變數)」的關係。

ANS:

4. 請預測「發射線圈(電感器 Tx)與接收線圈之距離」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的

影響。即預測「發射線圈(電感器 Tx)與接收線圈之距離(自變數)」與「接收線圈(電感器Rx) 之感應電壓」壓(應變數)」的關係。

ANS:

老

師

評

析：

附件一:學習單 (續)

學習單 <激發「科技創新」意念>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：觀察、記錄、繪製「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之關係圖表

<觀察(Observation)階段 (事實/證據/資料/認知衝突)> 說明:小組操作「無線供電/充電系統」教具，改變「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)」，觀察、記錄「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」變化並與預測比較是否相符合(結果與討論/結論)。步驟一：改變「發射線圈之圈數(長度)」，觀察、記錄「接收線圈之感應電壓」發射線圈之圈數/長度(圈/公分)

100cm

200cm

300cm

400cm

接收線圈之感應電壓(V)

步驟二：繪製「發射線圈之圈數(長度)」與「接收線圈之感應電壓」關係圖

接收線圈之感應電壓(V)

結果與討論:

結論：老

師

發射線圈之圈數(長度)

評析：

附件一:學習單 (續)

學習單 <激發「科技創新」意念>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：觀察、記錄、繪製「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑(截面積)、材質(導電率)」及「接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之關係圖表 <觀察(Observation)階段 (事實/證據/資料/認知衝突)> 說明:小組操作「無線供電/充電系統」教具，改變「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)」，觀察、記錄「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」變化並與預測比較是否相符合(結果與討論/結論)。步驟一：改變「發射線圈之圈數(長度)」，觀察、記錄「接收線圈之感應電壓」發射線圈之圈數/長度(圈/公分)

100cm

200cm

300cm

400cm

接收線圈之感應電壓(V)

步驟二：繪製「發射線圈之圈數(長度)」與「接收線圈之感應電壓」關係圖

接收線圈之感應電壓(V)

結果與討論:

結論：老

師

發射線圈之圈數/長度(圈/公分)

評析：

附件一:學習單 (續)

學習單 <激發「科技創新」意念>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：觀察、記錄、繪製「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑(截面積)、材質(導電率)」及「接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之關係圖表 <觀察(Observation)階段 (事實/證據/資料/認知衝突)> 說明:小組操作「無線供電/充電系統」教具，改變「發射線圈(電感器 Tx)之線徑」，觀察、記錄「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」變化並與預測比較是否相符合(結果與討論/結論)。步驟一：改變「發射線圈之線徑」，觀察、記錄「接收線圈之感應電壓」發射線圈之線徑(截面積/公分)

0.5cm

0.8cm

1.0cm

1.6cm

接收線圈之感應電壓(V)

步驟二：繪製「發射線圈之線徑(截面積)」與「接收線圈之感應電壓」關係圖

接收線圈電壓（V）

結果與討論:

結論：老

師

評析：

發射線圈之線徑(截面積)

附件一:學習單 (續)

學習單 <激發「科技創新」意念>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：觀察、記錄、繪製「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑(截面積)、材質(導電率)」及「接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之關係圖表 <觀察(Observation)階段 (事實/證據/資料/認知衝突)> 說明:小組操作「無線供電/充電系統」教具，改變「發射線圈(電感器 Tx)之材質」，觀察、記錄「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」變化並與預測比較是否相符合(結果與討論/結論)。步驟一：改變「發射線圈之材質」，觀察、記錄「接收線圈之感應電壓」發射線圈之材質(導電率)

銅線

鋁線

鐵線

鋼線

接收線圈之感應電壓(V)

步驟二：繪製「發射線圈之材質(導電率)」與「接收線圈之感應電壓」關係圖

接收線圈電壓（V）

結果與討論: 結論：老

師

評

析：

發射線圈材質(導電率)

附件一:學習單 (續)

學習單 <激發「科技創新」意念>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：觀察、記錄、繪製「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑(截面積)、材質(導電率)」及「接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之關係圖表 <觀察(Observation)階段 (事實/證據/資料/認知衝突)> 說明:小組操作「無線供電/充電系統」教具，改變「發射線圈(電感器 Tx)與接收線圈之距離」，觀察、記錄「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」變化並與預測比較是否相符合(結果與討論/結論)。步驟一：改變「發射線圈(電感器感應電壓」發射線圈與接收線圈之距離(cm)

Tx)與接收線圈之距離」，觀察、記錄「接收線圈之 0.5

1.0

2.0

4.0

接收線圈之感應電壓(V)

步驟二：繪製「發射線圈與接收線圈之距離(cm)」與「接收線圈之感應電壓」關係圖

接收線圈電壓（V）

結果與討論:

結論：老

師

發射線圈與接收線圈之距離(cm)

評析：

附件一:學習單 (續)

學習單 <體現「合作學習」真諦>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」活動內容：解釋(Explanation)/比較(Comparison)

指導老師：「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太

陽光電板並聯」對「太陽光電板發電電壓」之影響和「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之影響。 <解釋(Explanation)/比較(Comparison)階段(討論、辯解、溝通、詮釋)> <連結/類比既有經驗、知識、認知> 1. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料討論/解釋「太陽光照度」對「太陽光電板發電電壓」

的影響。 Ans.

2. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料討論/解釋「太陽光電板串聯方式」對「太陽光電板發

電電壓」的影響。

Ans.

3. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料討論/解釋「太陽光電板並聯方式」對「太陽光電板發

電電壓」的影響。

Ans.

4. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料比較「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板並聯」

對「太陽光電板發電電壓」之影響程度，並依其影響程度，由大而小排列。

Ans.

老

師

評

析：

學習單 <體現「合作學習」真諦>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：解釋(Explanation)/比較(Comparison)「發射線圈(電感器

Tx)之圈數(長度)、線

徑、材質」及「接收線圈之距離」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之影響。

<解釋(Explanation)/比較(Comparison)階段(討論、辯解、溝通、詮釋)> <連結/類比既有經驗、知識、認知> 1. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料討論/解釋「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)」對

「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。Ans.

2. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料討論/解釋「發射線圈(電感器 Tx)之線徑」對「接收

線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。

Ans.

3. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料討論/解釋「發射線圈(電感器 Tx)之材質」對「接收

線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。

Ans.

4. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料討論/解釋「發射線圈(電感器 Tx)與接收線圈之距離」對

「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的影響。

Ans.

5. 請小組依所觀察、記錄、繪製的資料比較「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」

及「接收線圈之距離」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之影響程度，並依其影響程度，由大而小排列。

Ans.

老

師

評

析：

附件一:學習單 (續)

學習單 <享受「解決問題」喜悅、感受「專題作品」成就>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：設計/製作「太陽光電應用於無線供電/充電系統」專題作品 <設計/製作(解決方案/建立模型/驗證假設、預測)> 1. 請繪圖簡述小組所設計/製作的「太陽光電應用於無線供電/充電系統」之特色/優缺點/所需材

料/待改善/加強處。 (1) 設計圖如下(或繪圖於背面)

(2) 製作所需材料

<1>太陽光電材料/零件: <2>電機系統材料/零件: <3>機械系統材料/零件: <4>其他材料/零件: (3) 特色/優點/缺點:

(4) 待改善/加強(知識/技能/情意):

2. 預測小組所設計/製作的「無線供電/充電系統」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之影

響趨勢。 (可以圖表/數學關係式/文字敘述…等方式呈現) (1) 「發射線圈之圈數(長度)」對「接收線圈之感應電壓」之影響趨勢:

ANS: (2) 「發射線圈之線徑」對「接收線圈之感應電壓」之影響趨勢:

ANS: (3) 「發射線圈之材質」對「接收線圈之感應電壓」之影響趨勢:

ANS: (4) 「發射線圈與接收線圈之距離」對「接收線圈之感應電壓」之影響趨勢:

ANS: 3. 請將小組所設計/製作的「無線供電/充電系統」專題作品展演上傳到YouTube。

(1)影片網址:

(2)搜尋關鍵字:

老

師

評

析：

附件一:學習單 (續)

學習單 <享受「解決問題」喜悅、感受「專題作品」成就>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：設計/製作「太陽光電應用於無線供電/充電系統」專題作品 <設計/製作(解決方案/建立模型/驗證假設、預測)> 1. 請將妳/妳(們)設計製作的「太陽光電應用於無線供電/充電系統」材料/零件名稱、費用、購買地點勾選/填寫出來。材料/零件費用名稱 □ 元/片太陽光電板 □材料包元 □ 元/顆(行動電源) 可充式電池 □ 元/顆(鋰離子電池) (行動電源) □材料包元 □ 元/顆電池盒 □材料包元 □ 元/顆電源開關 □材料包元 □銅線 □鋁線發射線圈 Tx □鐵線 □鋼線 (模組) □材料包元接收線圈 Rx □銅線 □鋁線 □鐵線 (模組) □鋼線 □材料包元升壓模組 □0.5-5V □3-4V (DC-DC) □材料包元 □單顆 LED□多顆 LED LED □材料包元 □NPN 元/個二極體 □2N2222 □2N3904 □材料包元 □ 元/顆電阻器 □材料包元其它

購買地點 (資源回收利用) □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他 □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他

備註

□文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他 □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他 □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他 □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他 □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他 □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他 □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他 □文具店 □五金百貨□電子材料店 □網路購買□資源回收利用□其他

費用總計(元) 2. 請問本「創意自造電動車」專題製作:「太陽光電應用於無線供電/充電系統」之課程活動中，妳/你覺得最大障礙/困難/最需要協助是…? 提示:例如，預測/觀察/解釋/比較/說明/結論之科學探究歷程、創意設計/自造/檢測、零件/ 材料取得不易/費用太貴/組裝困難/加工不良…等科技實作技能。

ANS:

附件一:學習單 (續)

學習單 <享受「解決問題」喜悅、感受「專題作品」成就>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：設計/製作「太陽光電應用於無線供電/充電系統」專題作品/修正/改善/精緻/升級專題作品<設計/製作(解決方案/建立模型/驗證假設、預測)>

一、請寫出妳/你最喜歡妳/你(們)所製作之「太陽光電應用於無線供電/充電系統」的哪個部分?並說明理由。 (例如:外型/顏色/功能/品質/質感) ANS:

二、請寫出妳/你(們)最喜歡哪位/哪組同學所製作的「太陽光電應用於無線供電/ 充電系統」?並說明理由。 (例如:外型/顏色/功能/品質/質感) ANS:

三、有了「太陽光電應用於無線供電/充電系統」專題製作經驗後，若有機會再創意自造「太陽光電應用於動態無線供電/充電系統」，則妳/你(們)將如何設計製作? (可圖示或敘述於背面)

ANS:

附件一:學習單 (續)

學習單 <累積「科技(科學/技術)探究」智慧>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：總結「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板並聯」對「太陽光電板發電電壓」之影響。<結論(Conclusion) /建立模型/後設認知(回顧/省思/綜合活動)> 1. 請小組總結「太陽光照度」、「太陽光電板串聯」、「太陽光電板並聯」對「太陽光電板發電電壓」之影

響。

ANS: 2. 請小組總結影響「太陽光電板發電電壓」的因素(含外在因素與內在因素)。其影響因素是

否可用簡單的數學關係式表示(建立模型)？若可表示，則其表示式為何？

ANS:(1)外在因素: (2) 內在因素; (3) 數學關係式(建立模型):

提示:下列有些可直接填寫其關係式，有些則需利用基本關係式再推導(推演/導出)自變速與應變數(太陽光電板發電電壓)之關係式，

<1>「太陽光照度」與「太陽光電板發電電壓」關係式: <2>「太陽光電板串聯方式」與「太陽光電板發電電壓」關係式: <3>「太陽光電板並聯方式」與「太陽光電板發電電壓」關係式:

3. 請小組總結影響「太陽光電板發電電壓」的「最大外在因素與內在因素｣。

ANS:(1)最大外在因素:

(2)最大內在因素: 4. 在影響「太陽光電板發電電壓」的「所有因素」中，請依其影響程度，依序由大而小排列。ANS: 5. 請問「太陽光電板發電電壓」之基本構造(元件/零件)及作用原理為何？提示:太陽光電效應

ANS:(1)基本構造(元件/零件): (2)作用原理:

附件一:學習單 (續)

學習單 <累積「科技(科學/技術)探究」智慧>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：總結「發射線圈(電感器 Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」對「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之影響。 <結論(Conclusion) /建立模型/後設認知(回顧/省思/綜合活動)> 1.

請小組總結「發射線圈(電感器

Tx)之圈數(長度)、線徑、材質」及「接收線圈之距離」對

「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」之影響。 ANS: 2. 請小組總結影響「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的因素(含外在因素與內在因素)。其

影響因素是否可用簡單的數學關係式表示(建立模型)？若可表示，則其表示式為何？

ANS:(1)外在因素: (2) 內在因素; (3) 數學關係式(建立模型):

提示:下列有些可直接填寫其關係式，有些則需利用基本關係式再推導(推演/導出)自變速與應變數(車速)之關係式，

<1>「發射線圈之圈數(長度)」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」關係式: <2>「發射線圈之線徑」與「接收線圈(電感器

Rx)之感應電壓」關係式:

<3>「發射線圈之材質」與「接收線圈(電感器

Rx)之感應電壓」關係式:

<4>「發射線圈和接收線圈之距離」與「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」關係式: 3. 請小組總結影響「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的「最大外在因素與內在因素｣。

ANS:(1)最大外在因素:

(2)最大內在因素: 4. 在影響「接收線圈(電感器 Rx)之感應電壓」的「所有因素」中，請依其影響程度，依序由大

而小排列。

ANS: 5. 請問「無線供電/充電系統」之基本構造(元件/零件)及作用原理為何？提示:電磁感應

ANS:(1)基本構造(元件/零件):

(2)作用原理:

附件二:測驗單測驗單 <總結性評量>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：認識、瞭解組成元件(elements)/零件(parts)與特性/專業用語/符號 1.電池的重要規格有哪些?提示:電壓、容量、型號、種類…

ANS:

2. 電池的電路符號如何表示？其正極符號、負極符號如何表示？

ANS: 3. 兩電池如何串聯？為何要串聯？注意事項為何？

ANS: 4. 兩電池如何並聯？為何要並聯？注意事項為何？

ANS: 5. 電壓單位？

ANS: 6. 電流單位？流動方向？

ANS: 7. 電池發熱原因為何？

ANS:（1）正常大量放電：

（2）不正常大量放電：

附件二:測驗單 (續)

測驗單 <總結性評量>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：以數學關係式表達變數(variables)間的關係/建立模型/驗證假設、預測/提出學說一、太陽光電原理 1.太陽光電板發電原理為何?提示:太陽光電效應 ANS:

二、驗證/預測「影響太陽光電板發電電壓之因素」 1. 為何改變太陽光照度，太陽光電板發電電壓變化很明顯？

ANS:

2. 為何改變太陽光電板串聯數量，太陽光電板發電電壓變化很明顯？

ANS:

3. 為何改變太陽光電板並聯數量，太陽光電板發電電壓變化不明顯？

ANS:

4. 為何改變太陽光電板面積，太陽光電板發電電壓變化不明顯？

ANS:

附件二:測驗單 (續)

測驗單 <總結性評量>

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：以數學關係式表達變數(variables)間的關係/建立模型/驗證假設、預測/提出學說一、無線供電/充電組之組成元件與原理 1.請問無線供電/充電之組成元件與原理為何?提示:電磁感應效應 ANS:

二、驗證/預測「影響接收線圈(電感器 Rx)感應電壓之因素」 1. 為何改變「發射線圈之圈數(長度)」，接收線圈(電感器 Rx)感應電壓變化很明顯？

ANS:

2. 為何改變「發射線圈之線徑」，接收線圈(電感器 Rx)感應電壓變化很明顯？

ANS:

3. 為何改變「發射線圈之材質」，接收線圈(電感器 Rx)感應電壓變化不明顯？

ANS:

4. 為何改變「發射線圈(電感器 Tx)與接收線圈之距離」，接收線圈(電感器 Rx)感應電壓變化

很明顯？

ANS:

附件三:檢核表

學習檢核表班級：

姓名：

座號：

指導老師：

單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」活動內容：後設認知階段(回顧/省思/探究歷程)

認知目標達尚不

認知目標

備註（學生註解說明）

成可足若欄位不足，請書寫於背面

檢核項目

○ △ □

1.了解「太陽光電」原理 2.了解「太陽光電」種類 3.了解「太陽光電」影響因素(參數) 4.了解電池特性與電路符號 5.了解太陽能光電板特性 6.了解開關特性與電路符號 7.了解色碼電阻特性與電路符號 8.了解電容器特性與電路符號 9.了解電感器(線圈)特性與電路符號 10.了解二極體特性與電路符號 11.了解發光體二極體（LED）特性與電路符號 11.了解電晶體特性與電路符號 12.馬達特特性與電路符號

技能目標技能目標檢核項目 1.具備繪製「太陽光電板」串並聯方式與輸出電壓之關係圖表能力 2.具備繪製太陽光照度與太陽光電板輸出電壓之關係圖表能力 3.具備正確使用相關儀器、工具能力 4.具備設計「無線供電/充電系統」能力 5.具備製作「無線供電/充電系統」能力 6.具備檢測「無線供電/充電系統」能力 7.具備展演「無線供電/充電系統」能力 8.具備「報告書寫與口語表達」能力

達尚不

備註（學生註解說明）

成可足若欄位不足，請書寫於背面 ○ △ □

附件三:檢核表 (續)

學習檢核表(續)

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：後設認知階段(回顧/省思/探究歷程)

情意目標學習檢核表(續) 情意目標檢核項目 1.引燃「太陽光電科技(科學/技術)探究」熱情 2.啟發「太陽光電科技」心智 3.激發「太陽光電科技(科學/技術)探究」意念 4.涵養「太陽光電科技(科學/技術)探究」氣息 5.蘊釀「太陽光電科技(科學/技術)探究」動能 6.變化「太陽光電科技(科學/技術)探究」觀感 7.豐富「太陽光電科技(科學/技術)探究」情感 8.導正「太陽光電科技(科學/技術)探究」態度 9.回歸「太陽光電科技(科學/技術)探究」本質 10.釐清「太陽光電科技(科學/技術)探究」迷失 11.整理「太陽光電科技(科學/技術)探究」思緒 12.構建「太陽光電科技(科學/技術)探究」架構 13.理解「太陽光電科技(科學/技術)探究」內涵 14.認同「太陽光電科技(科學/技術)探究」理念 15.堅定「太陽光電科技(科學/技術)探究」信念 16.精緻「太陽光電科技(科學/技術)探究」概念 17.提升「太陽光電科技(科學/技術)探究」素養 18.神遊「太陽光電科技(科學/技術)探究」意境 19.享受「太陽光電解決問題」喜悅 20.體現「太陽光電合作學習」真諦 21.感受「太陽光電專題作品」成就 22.累積「太陽光電科技(科學/科技)探究」智慧

老師評析：（文字、等第、分數）

達尚不

備註

成可足（可將心得感想書寫於背面） ○ △ □

附件四:回饋單回饋單

班級：國三姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：後設認知階段(回顧/省思/探究歷程) 1. 請敘述「太陽光電應用於無線供電/充電系統」專題製作之課程的最大收穫? 說明:下列引言是提供寫作靈感、下筆參考，也可挑選認同項目或自由發揮表述(表達/敘述/ 論述)。(1)我與同學感情/關係更密切(主動關心/被關心) (2) 我學會使用工具儀器(最難使用/最熟練工具儀器是…:焊接馬達電線/開關/太陽能板/電鑽鑽

車輪軸孔/手弓鋸鋸切車體/電動起子機子用…等) (3) 我學會資源回收利用(寶特瓶/飲料瓶/包裝盒/吸管…) (4) 我學會自製實驗器具設備(「太陽光電應用於無線供電/充電系統」) (5) 我瞭解我(們)所設計製作的「太陽光電應用於無線供電/充電系統」之最大問題

點是…(6)我瞭解無線供電/充電的構造/原理。例如:無線供電/充電之無線電波類似太陽光線(電磁波或聲波之無線傳遞 (7)我瞭解影響太陽光電板之發電電壓及接收線圈之感應電壓之因素(8)我瞭解自變數與應變數之間的關係例如:太陽光照度、太陽能光電板串聯、並聯方式與太陽能光電板發電電壓關係發射線圈之長度、線徑、材質和接收線圈之距離與接收線圈之感應電壓關係 (9)我學會如何探究科學/科技 (預測 Prediction、觀察 Observation、解釋 Explanation/比較 Comparison、結論 Conclusion)

ANS:

2. 請敘述「太陽光電應用於無線供電/充電系統」專題製作之課程心得/感想? 說明:可參考下列標題/引言或自行寫作表述(表達/敘述/論述) (1)引燃「科技(科學/技術)探究」熱情

(2)啟發「能源科技」心智

(3)激發「科技創新」意念

(4)理解「科技(科學/技術)探究」內

涵(5)變化「科技(科學/技術)探究」觀感 (6)認同「科技(科學/技術)探究」理念(7)堅定「科技(科學/技術)探究」信念 (8)神遊「科技(科學/技術)探究」意境(9)豐富「科技(科學/技術)探究」情感 (10)提升「科技(科學/技術)探究」素養(11)導正「科技(科學/技術)探究」態度 (12)蘊釀「科技(科學/技術)探究」動能(13)構建「科技(科學/技術)探究」架構 (14)釐清「科技(科學/技術)探究」迷失(15)精緻「科技(科學/技術)探究」概念 (16)回歸「科技(科學/技術)探究」本質(17)整理「科技(科學/技術)探究」思緒 (18)享受「解決問題」喜悅 (19)體現「合作學習」真諦

(20)感受「專題作品」成就

(21)累積「科技(科學/技術)探究」智慧 (22)發展「科技(科學/技術)探究」新知

ANS:

附件四:回饋單 (續)

回饋單

班級：姓名：座號(小組)：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」

指導老師：

活動內容：後設認知階段(回顧/省思/探究歷程) 3. 在「太陽光電應用於無線供電/充電系統」專題製作之課程活動中，我覺得我要給自己或同學的建議或鼓勵是…?

說明:下列引言是提供寫作靈感、下筆參考，也可挑選認同項目或自由發揮表述(表達/敘述/論述)。 (1) 我自己或同學在…方面的努力/付出很多，例如:… (2) 我瞭解我(們)所設計製作的「太陽光電應用於無線供電/充電系統」之最大問題點是(學而後

知不足)… (例如:無法無線供電/充電或無線供電/充電之距離無法很長…其可能原因是…) (3) 我覺得需要再加強/充實的知識/技能是… (4) 我要感謝同學的協助/教導我使用…工具/儀器設備…得以順利完成作品

(5)我要感謝同學協助/教導我瞭解無線供電/充電構造/原理是…

(6)我很欣賞/羨慕/肯定自己或同學在方面的表現/成就(例如:認真的女孩最美麗/認真的男孩最有魅力…)… ANS:

4. 在「太陽光電應用於無線供電/充電系統」專題製作之課程活動中，我覺得我要給老師的建議或鼓勵是…?

說明:可參考下列標題/引言或自行寫作表述(表達/敘述/論述)提示:例如，希望老師繼續類似科學/技術探究教學活動 (1)影音多媒體教學活動(2)教具操作/展演活動(3)工具/儀器/設備操作活動 (4)分組合作學習活動(5)同儕學習活動(6)同儕補救教

學活動 (7)差異化教學活動(8)適性輔導活動(9)科學/ 技術探究教學活動(10)多元評量活動(11)創意自造 MAKER ANS:

附件五:教學檢核表教學檢核表

授課年(班)級：教學檢核教師：單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」活動內容：檢核教學主題/目標/理念/能力指標/策略/設計/內容/省思是否有系統性、流暢性，以完成教學準備。 1. 教學主題: □選定教學主題 2. 教學目標: □確立教學目標 3. 教學理念 : □融入教學理念 4. 能力指標 : □引入能力指標 5. 教學策略 : □善用教學策略 □POEC 教學□有效教學□差異化教學□補救教學 □適性輔導/教學

□建構式教學□觀摩學習□自主學習 □其他6.教學設計: □進行教學設計 (1) 教學內容

□瞭解學生的先備知識/能力 □採取引導和促進學生主動學習 □融入生活經驗與實例/結合不同領域相關題材 □提出有效問題(記憶性、過程方法、應用性)/指定開放式作業或報告 □規劃以探究為基礎的科學課程□發展使學生能學習科學的環境 □選擇適當學習活動或實驗□融入資訊科技與開放資源□善用教具媒體與資訊科技 □內化專業科學知識 □建立學習者社群 □發展學校科學課程 □多元評量與教學反思 □結合教與學的評量 □熟悉概念架構與教學策略 □反映教材特性 □適切教學設計 □掌握核心概念 □安排適切時間 □其他 (2) 教材分析

□由淺入深/由具體到抽象 □融入生活經驗與實例□結合不同領域相關題材 □教具 □教學多媒體 □融入資訊科技 □補充資料□延伸閱讀□其他 (3) 教學準備

學生:□科技實作零件/材料/工具/儀器□學習單□回饋單□學習檢核表□測驗單 □補充資料表□延伸作業單□報告格式單□學習檔案目錄單 □ □其他教師:□教具□多媒體簡報檔□多媒體影音檔□網路資源/報章雜誌相關內容 □教學歷程記錄設備 □教學檢核表□教學影帶省思單□教學檔案增修單□ 其他

(3)教學活動/方法 <1>引起動機活動/過程 □展演教具□提問生活經驗與實例□播放影音多媒體/教學簡報□其他

附件五:教學檢核表(續) 教學檢核表

授課年(班)級：

教學檢核教師：

單元主題：「太陽光電應用於無線供電/充電系統」活動內容：檢核教學主題/目標/理念/能力指標/策略/設計/內容/省思是否有系統性、流暢性，以完成教學準備。

<2>發展活動/過程 □強化新知識與學生既有生活經驗與情境的連結 □提供學生參與機會和啟發自我學習策略 □提供科學實作與實驗的機會 □科學知識、科學探究、科學解釋□實驗演示□學生動手操作 □google、wiki、You Tube搜尋□You Tube 展演專題作品 □建立學習者社群□其他 <3>綜合活動/過程/教學評量(多元評量/形成性評量/總結性評量/評分規準) □尊重學生個別差異，了解學生學習的歷程，作為改進教學之回饋 □兼顧知識、技能、情意與信念的發展 □結合教學與學習內容的評量/學習單 □紙筆測驗(筆試)/測驗單 □實作評量(表演、實作、作業、鑑賞、實踐、軼事記錄)/專題作品 □檔案評量(資料蒐集整理、書面報告)/專題報告 □延伸閱讀 □指定開放性作業□延伸作業 □評分規準:創意自造  改裝  組裝  現成  創意模型  創意造型

□其他 8 教學省思學生:□學習檢核表/自評表□回饋單□學習檔案建立(學而後知不足/增廣見聞) □其他教師:□教學檢核表/自評表□回饋單□教學歷程影照片單□ 教學心得/省思單 □教學檔案增修(教而後知不足/教學相長) □其他 □重視學生差異□引導主動學習□體現同儕互補□展現師生互動□呈現具體成果與歷程 □其他 9.教案應用/研發

附件六: 教學簡報 6 附件六:教學簡報

7.附件七:教學影照片連結播放 YouTube 連結 (YouTube 連結/關鍵字搜尋:自製無線供電充電

展演)