用flash進行虛擬實驗的原因是，實際上的實驗會有一些誤差。但學生不太會處理測量上的誤差，若以實際實驗的數據，要拿來說明：「浮力等於排開的液體重量」，有時候不太容易（其實主要就是需要好一點的彈簧秤啦）當學生看到不太準確的數據（其實可能只有差一點）要他們「自己看出浮力等於排開的液體重量」難度就很高。
所以我就決定在進行真正的浮力實驗之前，先以虛擬實驗來說明浮力的原理。而且是希望學生能自己從操作軟體中發現這個原理，而不是老師在台上先提出結論再讓學生以實驗印證。
課程講義在此
課程記錄的影片在此（註）
課程開始時，先解說軟體的操作及意義。重點是要注意到彈簧秤的讀數等於金屬塊的重量和空筒的重量和，也要知道當金屬沒入液體中，彈簧秤讀數減少的量值，就是浮力的大小。
在實驗中將金屬塊慢慢沒入水中，並測量彈簧秤讀數，算出浮力大小。再回頭去觀察到「浮力等於排開液體的重量」。並且利用這個結論，去推測一些相關的結果。
課程在電腦教室進行，這樣就可以達到一人一台電腦，自己操作自己的軟體的效果。由於涂老師的設計，每次軟體重載時，金屬塊的密度、圓筒的重量都不相同。所以學生只能自己靠自己操作，不能抄別人的答案。這一點在軟體解說的時候，也確實的告訴學生，讓他們斷了抄答案的念頭。
但是也由於自己操作自己的，所以當學生遇到一些軟體操作或認知的問題時，老師就需要關照到，必須一直巡視教室看看學生是不是有問題。
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不過到課程的中後段，比較強的學生已經完成了實驗並寫完學習單之後，我就請這些學生去指導比較慢的學生，這樣就可以照顧到更多速度較慢的學生。
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甚至有學生會主動去教隔壁的同學。下圖這學生很棒，還拿了滑鼠和鉛筆包當做塑膠空筒和金屬塊來幫助解說！
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課程結束前，發現大部分的學生能完成和理解課程內容，但還是有少數學生不了解。於是就利用當天中午的時間，再請學生出來，把課程再操作一次，確認他們都能獲得基本的理解。
註：由於正式上課時，有一台相機沒弄好，沒拍到自己講課的樣子。於是就用中午補救教學的紀錄來做為前段軟體講解的紀錄
接著看一下學生的作業。作業共34份，其中有大約一半回答的還不錯，以下是範例：
不錯1
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不錯2
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不錯3
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但也有不少這種：有講跟沒講一樣的..=.=
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也有漏掉理由沒寫的...
理由有講跟沒講一樣或是根本沒寫的，差不多佔了15個
也有根本就寫錯的，這樣的學生有5個
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另一種寫錯的是在實驗數據上出問題
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這些寫錯的，下禮拜就可以找來聊一聊...看看到底什麼狀況。
檢討：整體而言，我覺得狀況還不錯，有約半數的學生完全抓到重點，並且寫出來。預估有大約3/4的學生有抓到重點，只是沒有把理由寫清楚。相信對浮力的教學來講，是一個好的開始。也同時在傳遞知識的課程中，能傳達一點點探索、探究、思考的課程。
但對於這種傳遞知識的課程內容來說，總覺得在創意上是比較受限的。也就是我在課程設計上，還是必須採取比較封閉式的方式。事實上我只保留最後一題的「為什麼」的部份讓學生發揮（其實也是有標準答案的題目）
這樣的課程如果以傳遞正確知識為最主要目的的話，就難免會封閉。那什麼地方可以開放呢？如果在實驗室裡面操作器材，就可以用比較開放的方式來上課了。例如將實驗目的定為：「證明浮力等於排開的液體重量」或是「找出影響浮力的因素」，給予足夠的器材，卻不提供實驗步驟的情況下，學生就能展現解決問題的創意了。
只是以這個班來說，似乎還不太適合進行這種等級的課程，希望下學期有機會能讓學生進行這樣開放的課程。
4 則留言:
如果這個班先操作過這樣的flash時驗,下次在到時驗室,進行開放式的課程,不給實驗步驟,讓他們操作,不知道效果會如何?
可是這樣會不會影響課程的進度啊?
小P老師的講義設計及解說等,我認為非常好!但對於使用動畫教學,我個人有些疑慮(可能因為生物科較少這類教學資源,使用經驗不夠吧!)特別在此題出來請教老師 :
FLASH是已經設定好的,所以他是已有公式,再去設計反應的過程及結果,如這裡所有的數據都是根據浮力等於排開的液體重而來,學生在操做幾次之後,應能找出這個關係,了解這個概念,但對後續的教學可能產生的問題:1真正操做實驗時,數據可能不是如此完美--如何去討論面對誤差?也許在已知完美公式之後,學生會自動以人為誤差,儀器問題做解釋,甚至自動修正數據,這樣會不會反而失去探討誤差的意義的契機? 2 先做過完整的模擬試驗後,會不會依動畫的方式進行實驗或思考,反而失去探討"實驗設計","控制變因"的動機?
在噗浪上的回應
感謝月鈴老師珍貴的意見！
老師說的部份是完全正確的，當我們上課的時候，使用設計好的軟體（目的是為了排除誤差，讓情境變得單純化）的確會造成學生少了「面對誤差」的訓練。
我覺得課程的設計安排是這樣的：
完全的講授 <----->完全的探索
強調的重點是知識的傳遞，則是強調科學思考與探索能力的培養。以難度或是思考的複雜層級來說，難度和層級是較低的，學生是傾向被動接受的。在思考的層級上則是最複雜的。以這一堂課來說，我認為位置是在中間偏左，也就是課程目的是比較偏向知識傳遞，但是藉由軟體的方式，讓這樣傳遞知識的課程中，能帶有「探索」的成份。
或是說藉由軟體的單純環境，來讓學生探索的難度降低。好處是學生比較容易會有成就感，缺點當然就如同老師說的，這環境太單純了，在真實的實驗室中，很難碰到。所以他們在這樣的課程中碰不到處理誤差的課題。
我會採取這樣的策略的理由有兩個，其一是課程的難度，其二是學生的程度。
大體來說，學生程度越好、課程難度越低，我越會採取偏右的教學策略。以上一個課程-摩擦力作為例子，我就完全不考慮用實際的操作來講解，因為誤差太大了（以國中的設備來說，誤差達到100%也不是不可能）所以我認為用軟體講解、進行虛擬實驗比較好。
以浮力這個課程來說，其實實際操作實驗可以做出來，但要從實驗去認知到「浮力＝排開的液體重量」則沒有那麼簡單。困難的點有幾個，其中一個仍然出在設備問題：那個彈簧秤的準確度實在不太好；另一個設備問題是，我們常常只有六組的器材可以操作，但是用電腦的話，我可以讓每個學生都親手操作。
另一個困難的點是學生對誤差的處理觀念不好，我在進行像浮力這麼難的課程的時候，不太想同時教學生去處理誤差（很多時候處理誤差會變得很像在自圓其說）結果最後學生還是在疑惑的感覺下勉強接受實驗結論。
我想做的是，在後面的課程中，讓學生再去進行實際的實驗，這樣可以引導學生看到我們想給他看的東西（範圍窄了，但是比較清晰）
其二是創意的問題：證明浮力=排開液體重量的方法很多，是不是一定要照著軟體的方式呢？當然不一定。學生做了軟體操作之後，想法會不會被限制？當然會。不過這有解法：
我預計在暑假的課程中，讓學生去進行浮力實驗，但是我給學生的器材和軟體裡面的不同。在條件不同的情況下，就逼的學生非得運用不同的策略不可。
在暑假才進行課程的原因是想在比較沒有課程進度壓力的狀況下來跑這樣的課程。可以讓學生複習浮力，又可以讓學生發揮創意思考。
這部份課程的設計思考，一直是個取捨。取捨的依據我想就是針對學生的程度、課程的程度和我們想傳遞的想法來取捨。
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