用Phet模擬實驗來教摩擦力

Phet是科羅拉多大學發展出來的一大堆Java程式，內容包含了物理、化學、生物等各科的模擬動畫。內容非常的豐富，也很精美。

其中有個動畫內容是一維空間的作用力（點下去就可下載），可以說明力平衡、力與運動、摩擦力、牛頓第一、二運動定律，相當的好用。

由於一些實驗器材上的問題，國中階段要做摩擦力實驗是非常困難的。加上我直接以課本來解說摩擦力觀念的時候，發現學生的接受程度普遍的低落。所以我就決定用Phet的實驗來說明摩擦力，並且讓學生思考實驗中變因控制的問題。

本課程使用的講義在這裡

課程進行的方式：

一、先講解Phet的操作方式，用滑鼠將物體向右拖曳時，代表外力向右施力。

二、釐清實驗目的：了解物體和接觸面之間的最大靜摩擦力受哪些因素的影響。

三、看懂Phet上的數據，包含了重力、質量、靜摩擦係數和動摩擦係數等等。國中階段其實沒有特別介紹摩擦係數，所以上課的時候，就把摩擦係數當做是接觸面的粗糙程度。數字越大，接觸面就越粗糙。

這一點學生都能直接接受。

接著針對變因逐一進行實驗，並讓學生分析變因及預測實驗結果。

實驗一、最大靜摩擦力與質量之間的關係。從這個實驗目的就可以看出操作變因和應變變因，再把控制變因列出來就可以。（真實的實驗中，最難搞定的就是控制變因了！）

課程進行到中後段之後，學生就自然的察覺到重量越大，最大靜摩擦力也就越大，並且知道兩者會成正比。當我修改實驗情境的時候，可以預先算出大略的數值。當數值不如預期的時候，也會察覺到實驗數據可能有問題...

實驗二、三也都能順利的進行。

整個課程上下來，最棒的地方是大概有八成以上的學生能全程投入，即使是功課不好的學生，也願意全程的參與課程。而且在課程進行的過程中，就可以看到為數不少的學生慢慢的掌握到了一些趨勢變化。