2022年10月26日 星期三

功與能,功能原理的教學紀錄

 


課綱 say:

能量的形式、轉換及流動(B)-能量的形式與轉換(Ba)的學習內容:

Ba--1能量有不同形,例如:動能、熱能、光能、電能、化學能等,而且彼此之間可以轉換。孤立系統的總能量會維持定值。

Ba--2光合作用是將光能轉換成化學能;呼吸作用是將化學能轉換成熱能。

Ba--3化學反應中的能量改變,常以吸熱或放熱的形式發生。

Ba--4電池是化學能轉變成電能的裝置。

Ba--5力可以作功,作功可以改變物體的能量。

Ba--6每單位時間對物體所做的功稱為功率。

Ba--7物體的動能與位能之和稱為力學能,動能與位能可以互換。

==學習內容說明== 

1-1 介紹以不同形式呈現的能,例如:動能、重力位能、彈力位能、光能、電能、熱能、核能、化學能等。

1-2 說明能的形可以轉換。

2-1 回顧生物課程的光合作用與呼吸作用。

3-1 列舉會產生吸熱或放熱的化學反應例子,加以說明。

4-1 從實驗現象說明電池反應時的能量轉換。

4-2 可透過分組提出日常生活中能量轉換的例子,並彼此分享。

5-1 介紹功的概念:對物體施力讓物體沿施力的方向產生位移,即對物體作功,物體的能量因此產生變化。

5-2 以運動中的物體為例,物體會因為受摩擦力而漸慢至停,而且此時摩擦力的方向和物體位移的方向相反;以拉橡皮筋為例,用力將拉橡皮筋拉長,橡皮筋會因此儲存能量;以棒球投手投球為例,投手將對球施力的距離盡量延伸是為了增加棒球離手時的動能;兩磁鐵會因為吸力或斥力讓彼此靠近或遠離,進而轉換成磁鐵的動能。

5-3說明「能」可使物體或物質作功。

6-1說明功率的概念。

7-1說明力學能包含動能與位能。

7-2 以單擺為例,說明擺錘動能與重力位能的互換;請學生討論單擺擺錘在不同位  

   置的力學能關係。

==跨科主題== 

跨科主題-能量與能源的學習內容:

INa--1能量有多種不同的形式。

INa--2能量之間可以轉換,且會維持定值。

INa--3科學的發現與新能源,及其對生活與社會的影響。

INa--4生活中各種能源的特性及其影響。

INa--5能源開發、利用及永續性。

跨科主題-全球氣候變遷與調適的學習內容:

INg--1地球上各系統的能量主要來源是太陽,且彼此之間有流動轉換。


        在查找資料時,發現月鈴老師說:

"能量從哪裡來"課程研發時碰到的困難是:需要先有一些科學概念,如能量的形式,才能展開後續課程,但我們又不想採用傳統的講述式教學,用一堆艱深的名詞嚇壞學生,於是在嘗試很多方法後,決定採用KWL閱讀。

 在教學規劃時,可以結合閱讀進行跨科主題的學習,月鈴老師的文章(在此),內有閱讀文本、簡報可以使用,操作過許多年覺得很實用,節錄於下方:(連結在此)

1能量模組教學示例

2能量模組試教紀錄
3第一單元能量的形式與轉換 教學簡報
4能量的形式閱讀資料


藉由閱讀文本、教師提問,小組討論後,對於能量、動能、位能有初步的概念,
再藉由NHK拍攝的功能原理影片,進行問題的探討。

聽說:地鐵降低車站間的軌道可以減少能源的消耗,請從動能與位能的觀點來討論。


如何測量動能與位能?


位能部分,使用相同重量的物體從不同高度落下會發現:


會發現:落下的高度與撞擊移動的距離有________。


動能部分,使用相同重量不同速率撞擊會發現:


會發現:撞擊的速率與撞擊移動的距離有________。

同時觀察動能與位能 ,單擺由高度30cm落下,比較30cm、10cm、0cm三處間動能與位能大小比較。


30cm 處

10cm處

0cm處

整個數據統整
根據以上數據,我們可以發現動能與位能有___________。



在搜尋線上資源時,發現許多不錯的線上模擬實驗,羅列於下:

1. cosci 位能

2. cosci 手套撞酒杯 





利用PHET 進行模擬實驗的實作探討

最後,使用車神的影片作為結尾。