置頂

物理與化學是很有趣的兩門學科,對我來說這兩類的學問幾乎就是許許多多有趣的遊戲。也許有人覺得物理與化學太專門或者太嚴肅,對這一點我想說得是:當你很喜歡這個遊戲的時候,你自然就會慢慢變得很專門,你也會很認真,甚至有時候會很嚴肅。
但是別忘了其中的樂趣,這些樂趣是吸引了許多人投入這個領域的極大誘因。 如果你喜歡這兩門學科那很好,請好好的玩它!如果你沒有那麼喜歡,那也無妨,你還是可以從中獲得一些樂趣。

2010年10月22日

To Do List課程記錄2

這次進行的主題有三個,一個是繩波干涉問題:當兩個繩波的波峰相遇的瞬間會發生什麼事?相遇之後兩個波會穿越而過或是相撞而反彈?

若是一個波峰和一個波谷相遇又會如何?

第二個主題是水波的反射與折射。觀察直線水波反射與折射的方向。

第三個主題是檢驗波速=波長 x 頻率。當波速固定時,頻率增加時會讓波長變短;波速增加,頻率不變時會讓波長增加。

每一項主題,原本都設定讓學生經過慢慢測試、觀察,改變策略再觀察等過程,希望學生可以在課程中學到波的特性,也可以學到實驗、觀察與改良實驗,甚至最後發表的歷程。

這三項主題中,水波的折射其實有點太難了,或是說其實水槽的設計不夠好,無法吸收多餘的水波,所以實驗的時候訊息會太亂。對於不熟悉的學生來說,就很難知道我要他們觀察到的是什麼。下一次可以讓他們先看別人做出來比較清楚正確的圖片或影片,再讓學生重現就可以。

另外兩項主題,收穫倒是不少。所謂的收穫指的是學生在操作的過程中,有辦法用自己的方式來做實驗並且觀察到結果。

有學生在觀察兩波相遇是相撞還是穿過的主題時,用了一個大振幅的波峰和一個小振幅的波峰,當兩波相遇時,振幅疊加,之後就發現波其實是穿過去的,因為大振幅的波會繼續前進,小振幅的波也繼續前進。這個結果還蠻有說服力的。

另外,頻率固定時,波速增加時,波長也會增加這件事情。今天有一組學生想到用我之前做的一條不鏽鋼彈簧(波速慢)和童軍繩(波速快)連結起來的裝置,讓波從彈簧進入童軍繩,觀察波長是否有加大。

這個方式確實可行,不過學生試了幾次,發現速度太快了很難觀察。所以後來我就幫他們用攝影機拍下來後再觀察,的確就看到波進入波速快的區域時,波長的確增加了。

大部分的學生對於這兩個主題,大多能有七成的實驗正確性和正確的觀察。但像波峰與波谷相遇的情況,其實就很難觀察到。因為那需要很精確的實驗技術。所以接著就引進PhET模擬繩波的flash動畫,讓學生觀察兩波峰或波谷相遇時和相遇後的情況。

看了動畫後,幾乎就能立刻了解兩繩波干涉的意義。

在這個過程中,我常常需要在同時間照顧三組不同的實驗,而且有些學生在外面走廊,有些在電腦前,有些使用水波槽。所以基本上是不可能隨時照顧到的。這產生了一個好處--可以強迫自己不要忍不住一直插手。結果其實離開某一組一段時間後,再回去看和詢問,常常都能得到一個不錯的結果。代表學生真的有在動手、思考、改良。

明天要做一個ending,就是用傳統的示範實驗的方式,把這幾個現象歸納出有結構的知識,並加以橫向連結,讓知識層面的東西變得清晰,才不容易忘。否則學生雖然實際動了手,但也只不過是兩節課,不是二十天。兩節課的東西,應該是不足以深刻到一輩子記得的。



其實雖然這個課程名為To Do List,但是實際執行起來,離To Do List還差的遠。最後變得比較像是三個比較開放性的實驗,讓學生輪流去做。真的要做到有To Do List的味道,實驗的器材、電腦設備還需要有更多的自由度,最主要的是我本人心臟要夠大顆,要能忍住不插手才行。


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