单摆试验-长庚大学.PPT

以認知衝突的教學策略營造問答互動的討論情境： 邱韻如 長庚大學 通識教育中心 e-mail：yjchiu@.tw /yun-ju/index.htm 大綱 前言 實驗內容及活動的實施情形 教學法的討論 結論與未來的展望 教學典範的轉變 隨著時代潮流的演變，教學的典範也在轉變中 過去…….. 現在…….. 過去的教學典範 傳統的教學觀念強調有系統的學習知識，因此老師是教學的主角，以『我說你聽』的單向灌輸方式，清晰有條理的解釋或傳遞教科書的知識。 學生則是被要求以『有耳無嘴』的方式，努力將老師所傳授的知識消化吸收。（講光抄、背多分） 您的實驗教學是如何進行的？ 講義是不是『食譜式』的？ 先呈現完整敘述的原理，列出所需要的儀器、詳細的實驗步驟及注意事項，甚至還有事先設計好的數據表格供學生填寫，講義所附的問題也大多是探討誤差來源。 課程是不是『單向式』的？ 老師詳細的講解原理及步驟 學生照著實驗講義所描述的步驟按部就班的做測量及記錄的工作，將數據填入講義所附的表格內，然後計算這些測量的數據，『印證』課本的公式或理論，萬一結果不符，通常歸咎於儀器誤差或人為誤差。 現在的教學典範 現代的教學理論則強調以學生為主體，老師不是知識的灌輸者，學生也不再是被動的知識接受者。 教師應由『知識的傳授者』轉變為『能力的引發者』，在課程中扮演能力培養與學習引導的角色。 因此，理想的教學活動，應該是互動式的，師生彼此間要有一個對話、分享的機會和空間，才能讓學生發展自己的批判思考能力，由『被動學習』轉為『主動學習』，以達到『以學生為主體』的教育目標。 單擺實驗寫真 單擺實驗的特殊意義 單擺實驗，不會太簡單？ 值得安排在大一？ 還進行二週？ 和『九年一貫』有關係？ 九年一貫科學課程課程綱要 自然與生活科技學習領域課程目標 1.培養探索科學的興趣與熱忱，並養成主動學習的習慣。 2.學習科學與技術的探究方法及其基本知能，並能應用所學於當前和未來的生活。 3.培養愛護環境、珍惜資源及尊重生命的態度。 4.培養與人溝通表達、團隊合作以及和諧相處的能力。 5.培養獨立思考、解決問題的能力、並激發創造潛能。 6.察覺和試探人與科技的互動關係。 實驗內容 這個實驗已經進行十多年了。 內容分為三部分： A部分：固定擺角和擺長，測量一個週期，測100次。 B部分：固定擺角，做擺長和週期的關係。 C部分：固定擺長，做擺角和週期的關係。 實驗目的 一是當作是『數據的處理與分析』單元的實際應用 二是訓練學生實驗的態度與技巧，包括如何量長度、量角度以減少誤差等等 三是藉由此實驗瞭解單擺的物理特性及其在科學史上的地位，包括公式的由來、公式的推導、單擺和伽利略的關係、進而作為學習複擺等進一步課程的基礎。 講解的方式 如果實驗過程草率馬虎，不夠嚴謹，這樣出來的數據並沒有多大的意義。所以，實驗時有很多細節要注意，如擺錘要綁好、擺要在一平面上晃不能繞圈圈、擺角和擺長要量精準、擺角更是要嚴格控制使每一次的角度都一樣等等。 大多數教師，會在實驗前就告訴學生要注意以上的事項，甚至要求學生用量角器把角度控制在5度之內，擺長一定要量到擺錘的重心。 我的方法不同，我不事先告訴他們哪些細節要注意。 不說細節，那要說什麼？ 要求學生『實驗的每一個過程都要儘可能精確，盡量避免誤差，不可以故意製造誤差』。 擺長擺角各組自行決定。 角度怎麼量怎麼固定，各組自行想辦法，但不准使用量角器。 介紹光電計時器的原理。要怎麼按？各組自己研究。(講義上有說明書) 製造『問題學生』 學生通常都是老師怎麼說他們就怎麼做，這下子老師要他們自己作主，只好開始問問題： 學生：擺長從哪裡量到哪？ 老師：真是好問題，你們好好想一想再告訴我！ 學生：擺角怎麼量？ 老師：好問題，除了量角器之外，應該還有別的辦法吧！自己想辦法！等一下我再過來喔！ 學生：擺角一定要5度嗎？5度很小ㄝ。 老師：我沒規定一定要5度。你們愛幾度就幾度。 學生：可是我們高中老師說要5度。 老師：你們高中老師為什麼說要5度？6度可不可以？10度呢？30度呢？ 學生：計時器要按幾？ 老師：真是好問題，你們好好研究再告訴我結果！ 營造討論風氣 學生從老師這裡問不出答案來 只好自力救濟，和同組同學討論，去別組觀摩。 討論的非常熱烈！ 各種不同的想法看法在實驗室中，相互激盪，迸出火花！ 老師忙著到處找碴：明知故問 『實驗的每一個過程都要儘可能精確，盡量避免誤差，不可以故意製造誤差』 繩子怎麼綁？ 擺角幾度？ 用什麼方法固定角度？ 擺長從哪量到哪？ 光電計時器怎麼按？ 擺錘的大小和質量會不會影響週期？ 『問題老師』明知故問 老師：你們繩子這樣綁，那….. 學生：＃＄％︿＆＠＄ 老師：你說說看，次數為什麼按 3？ 學生：＃＄％︿＆＠＄ 老師：