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。

2011年10月15日

波的課程to do list


to do list的課程(講義在這裡),是在設計區分性課程時,發想思考出來的課程形式。簡單的說就是以一週或兩週的時間,設定幾個課程目標,讓學生分組進行去完成。學生可以選擇他自己想要的順序,也可以自行安排要用多少時間來完成。這是可以讓學生在同時間在課堂內進行區分性課程的一個方式。




這個課程分成三個主題

一、繩波(彈簧波)的相遇(干涉):觀察兩繩波的波峰與波峰相遇的瞬間會發生什麼事?相遇之後會發生什麼事?波峰與波谷相遇瞬間會發生什麼事?相遇之後會發生什麼事?


二、水波的反射與折射:觀察線性水波的反射與折射的現象,歸納出反射和折射的原則。


三、用實驗驗證波速=頻率×波長這個公式(這講的太好聽了,其實只有定性的驗證而已)


以上這三個主題,是已經把問題提出來,讓學生用實驗的方式去觀察到我們想讓學生了解的現象。其中第二三主題,是課內想傳達的知識。干涉則是我想加進去的,因為干涉是屬於波的重要特性。當有干涉現象產生時,就能證明是波。光的雙狹縫實驗就是利用這個想法,確定光是波的一種。

在這邊讓學生了解干涉現象,就能在介紹光的時候,提出光的雙狹縫實驗來證明光是波的一種,所以波的反射和折射原理在光這裡也是一體適用的。


要進行這樣的課程,老師在開始的時候,必須要做很好的引導說明。確實說清楚每一項任務的目標。學生開始進行實驗之後,還必須要不斷的巡視,一再確定學生了解目標(這東西不是講一次就會清楚的)如果學生有觀察到一些東西的時候,老師可以用力鼓勵學生,然後還可以提出進一步的問題挑戰學生。

例如學生看到兩個繩波相遇之後,會穿過去。老師就可以提出問題說:「你怎麼知道波是穿過去還是撞到彈回去?」這就可以讓學生更進一步設計實驗,對老師提出的挑戰問題加以驗證。
必要的時候,老師就要介入實驗,教學生怎麼樣可以讓實驗結果變得更清楚一點。例如手甩動的頻率要提高,讓波長小一點,就比較容易觀察。

水波的實驗也是一樣,水波是很不容易觀察的,所以老師也常常需要介入教學生要去看什麼地方,否則學生很快就會做出一大堆亂七八糟的水波,什麼都看不到。水波的實驗,強調的也是實驗技巧、觀察能力和對實驗結果的歸納能力。

波速公式的驗證課程,則是注重實驗設計的能力和觀察、歸納能力。



如果比較厲害的學生把所有實驗都執行完畢,其他人卻還沒做完的話,就可以讓學生去玩繩波的PhET,和水波干涉的PhET。利用電腦模擬的方式,將他們看到的東西做一次模擬的整理。讓觀念更加清楚

等所有的人都把實驗跑完之後,就由老師把所有的實驗再跑一次,然後把我們想要學生了解的科學知識整理一次。這時候的科學知識就不再只是老師在台上講,學生在台下聽的形式。學生已經有了觀察經驗,已經把問題想過了,這時候老師說的東西已經變成「有意義」的東西,所以老師可以用很快的速度讓學生了解內容。學生這時也很有可能提出更深入的問題把課程更加延伸。




這樣的課程跑完,除了本來要講的科學知識外,還讓學生能自己設計實驗、進行實驗、觀察、分析。學生在實驗、觀察的時候,還常常會激發出許多的討論。這個活動的流程本身常常就是目的。在這個活動過程中,其實還發生了許多很棒的科學歷程。像是學生會看到我原本沒有設定的現象,問出一些新的問題。或是在原本的問題中,反覆的思考,得到比我原本設定更深入的答案。最後,原本本來可能只是需要記憶的科學知識(例如波速公式、頻率和波長的關係、波的反射折射原則)都變成了有意義的自然現象了。

有意義的原因,是因為他們參與其中,自己想、自己看、自己動手,經過了努力而發現一些事情。經歷了這些事情之後,知識對學生的感覺就不同了。

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