109~1台中市國中自然輔導團「課程領導」教學培力工作坊

講師：謝甫宜老師（高雄市陽明國中）
時間：109年9月11日
地點：臺中市明台高級中學
參與人員：台中市國中自然科學領域召集人
 

課表
09:10~09:30 報到
09:40~12:30 講座與實作:科學素養本位的探究實作課程發展與實踐(上)
12:30~13:40 午餐
13:40~16:30 講座與實作:科學素養本位的探究實作課程發展與實踐（下）
16:30~17:30 綜合座談

預期目標：期待透過領域召集人的專業成長研習活動後，召集人回到學校現場能帶領領域同仁認識新課綱分享討論，並帶領課程設計與共備，增進領域教師間對話，進而逐步促進教師自主共備研發課程的能力。

科學狂人的名片

謝老師名片上的法寶：溫度計、放大鏡、光柵

溫度計（示溫材料），可以貼在奶瓶上，有趣的是學生會貼在保溫瓶上（隔熱那麼好，測外溫還是測內溫？）

學生也會放在桌子上搓，看看能多熱？只是他們忘了，桌子會吸熱，特別是鐵桌！

放大鏡，菲涅爾透鏡，可以測焦距幾公分（無窮遠的光會聚焦在一點），拉遠來看看老師是不是上下左右都相反縮小，提問：既然這是放大鏡，為什麼看到的會是縮小中午去測量太陽聚光，幾秒能夠著火？

光柵，原色光是否會色散？白光是否會色散？

上面還貼心做了尺，方便科學活動的測量！

望遠鏡與手指燈的變化

拿到教具不是組裝而已，望遠鏡上面有凹透鏡凸透鏡，理化老師要讓一個教具發揮最大效益。重點不是組裝，而是裡頭的內涵。有人問他要不要再去玩生活科技，「光理化就教不完了，」他說，「自然領域回歸原理本質，一個人有多少時間，該教理化就好好教。」

利用望遠鏡與四色手指燈調出白光。他說，人是三原色，牛只有一原色。三原色是跟色錐細胞有關，光學可以教得精彩，不一定非得要3Ｄ列印木工組裝。

謝老師擅長從會考題目去提取探究元素，雖然玩，但也是在學習，所以講義會融入會考題目。（其實，也可以把探究元素爆米花變成精彩題目！這又是另外一個話題。）

接著進行實作任務：把望遠鏡立起來，望遠鏡的白紙就是屏幕，拿出平凸透鏡，搭配手指燈，調出白光。操作技巧，可以引導。例如，觀察影子拉近拉遠拉大。（他說陽明會考光影的大小，學校喜歡難題，但要注意會考趨勢）藉由紅光與藍光在白色底版上做出彩色光影，暗的是本影、彩色的是半影，還能看見混色，紅與藍變成洋紅。再加入綠光，最後呢？透過遠近調整，調出白光！提醒：通常藍光強度比較強，紅光比較弱，所以要調整光源距離，以便讓強度相同，再搭配透鏡去聚光調整，讓白更白！。

「探究，就是讓學生去探索去做。」一定要親自操作，所以領召們在漆黑的暗室裡，出現了多彩！

變化與挑戰，從三光變二光！當有了洋紅與綠，可不可以用這二種燈來聚光，做出白光？洋紅與黃呢？（成功後，拍照上傳乖乖臉書，送吹不熄的蠟燭。）

紅藍眼鏡

用最簡單的東西來呈現科學概念。例如：拿紅光藍光來看穿透。讓學生戴上紅藍眼鏡輪流閉眼，帶著有色眼鏡去看世界。

力與運動 魔術彈棒

魔術彈棒老師放在口袋，要故意露出一角。拿出來，一彈～好厲害。（切記，一定要練習）魔術彈棒就是秒縮棒，絲絹變彈棒，從外形來看，外型像螺旋（簡單機械），彈力位能轉換成動能。平常不用收起來（順時鐘轉），彈性疲乏之外，也容易危險。收起來之後，放久就彈不起來了，後來起死回春～拉長後沖熱水重新塑形。「一秒鐘打開，一分鐘要收起來，手要巧，技巧也要練習。二手一起出棒，或十指出棒作為孔雀開屏。」

謝老師是舞台型的老師，一上台一開口就能吸引大家目光，除了實驗驚奇連連，妙語如珠也不時逗大家哈哈大笑。自稱「入魔，進入魔術界」的他笑說：退休後可以去第四台，是個被理化老師耽誤的最佳銷售員！

天外飛仙

原理與共振有關，但為什麼有時候會順時鐘？有時候則是逆時鐘？看起來連續是因為視覺暫留。機械共振，把能量傳給另一個物體，而產生的共振現象。也可以用紙片改成螺旋槳，改變重量，看看會不會影響轉動速率。他喜歡簡單又好玩的東西。

「上課上得早，不如下課下得早。多講那五分鐘不會讓學生更厲害。」刮不同位置轉動效果不一樣，速度、順逆。（不要告訴學生怎麼做，但可以讓他們操作順孨或逆轉。）天外飛仙概念來自周星馳。

口香糖鋁箔取火

下午第一場將會考題目發展成探究教學，把好題目拿來做探究教學好題材。口香糖鋁箔取火這一題是經典，原題目9Ｖ的電池只會讓鋁箔發燙，因為串連六顆內電阻太高。「可以改考電功率或能量轉換順序」秘訣：金頂電池、黃箭口香糖。加入科學概念說明，並加入原理解說，以及壹些練習題，讓科學探究不只有去更能讓考生家長安心！老師的探究實作課不只好玩，也是跟升學考試能夠叩合。「題目來自會考，一個實作同時可以教許多概念！」

老師分享將這個題目變實作的經驗。「會燙？怎麼辦！」讓學生去思考去討論。也分享可以燒許多次的方法。「為什麼用家中的鋁箔無法燒起來？」因為少了紙。另外，寫學習單是必要的，幫助學生釐清原理。「為什麼口香糖的鋁箔紙前面會有鋸齒？」過程中，謝老師不時拋出問題，「因為好剝。」答對的老師就能獲贈手機手電筒。

這個活動也能練習科學方法，長度寬度窄度，分別可以作為操作變因與控制變因。「口香糖也能做其他實驗，可以延伸！」

磁吸火柴頭

來自大學學測，不要燒太久。一開始火柴頭前端成分有氧化鐵，先讓學生用強力磁鐵吸引火柴頭，當然吸不住。但老師偷偷準備一個已經燒過的，結果一下子就被吸住了。主要是氧化鐵的成分經燃燒先氧化再還原後，變成四氧化三鐵（具磁性）。

「挑戰，如果沒有其他工具，如何判斷哪一端是Ｎ極Ｓ極？」再度拋出問題，開放搶答，別忘了，科學是活用的，教具也能多用。

真空罐與大氣壓力

把溫度計放入真空罐裡抽氣，溫度會改變嗎？上升還是下降？如果拿來秤重，抽到約0.5atm的時候，質量會不會改變？空氣有多種？一秤就知道。（今天的實驗結果是減少0.4度，減輕10克。）

另外也做了可愛的蘋果氣球，這是最簡單最有趣的氣球吸盤！吸在玻璃上，吸在自己的臉上！

將氣球放入真空罐裡，氣球會如何？「其實重點是放氣的過程，而不只是抽氣。」此外，最有趣的是氣球或王子麵，在抽氣的情況下爆掉，這時的聲響非常特別！而爆破時，溫度計的變化更明顯降溫了。

而用滴管吸取紅墨水來操作托里切利實驗，這是最直觀可視化的教學！將三根裝滿水的滴管以不同的角度放置在水中，抽氣後，三根吸管的水位高度會一樣高嗎？親自操作就知道。「而最後通氣時，又會有什麼變化？」只有實際操作才能感受！也分享迷你馬德堡半球，放入真空罐裡，可以比較當外界大氣壓力降低時，馬德堡半球會如何？比吸盤容易成功，吸盤比較緊密。

最後表演一個超簡單吸塑膠碗的實驗（也可以當作是魔術），也可以用鋁罐來做。（蘋果西打最容易成功，不然就是偷偷貼上雙面膠！）如果要做低溫沸騰，可以用純酒精，或是乾淨的水，水溫85度Ｃ比較容易成功。

謝甫宜老師補充：「減壓沸騰」說明 高山上的火鍋料為何看似沸騰，卻常常沒熟啊？透過「抽氣真空罐」探究實作以及「水的三相圖」就可以解釋與進一步驗證。

終極平衡

這是我最喜歡的經典實驗！只要簡單的鐵絲與螺母，小學生版本用相同的螺母，做出像翹翹板模樣的平衡玩具，國中生版本作不同螺母，搭配電子天秤，並且可以改變不同變因進行探究實作。

這個實驗的精髓其實並不是要讓學生驗證合力矩為零，而是讓學生發現鐵絲原本就有重量，因此會有誤差。如何減少誤差？讓學生去討論去觀察數據，他們會發現，當螺帽重量夠重的時候，鐵絲的影響會變小。甚至有些學生更厲害，可以秤出鐵絲質量，並且根據鐵絲所佔的比例去計算力矩（力臂為鐵絲長度的一半）。關鍵在重心，可以很容易進行角度與長度調整。也有高中老師用這個來教轉動慣量，因為它同時也是一個可以旋轉的陀螺！剩下的回收鐵絲搭配濃鹽酸，還可以製造氫氣。

結語

「我今天是以副領召的身份參加研習的。太感謝老師了，替我的學生謝謝您！」安和國中光玲老師說。「色光三原色，影子是彩色的餒！三原色要變白光:有撇步。聽過謝老師3次實作分享還是覺得很驚豔！老師今天的傢私我都有買，但仍塵封箱底，希望今年可以拿出來用，並且有能力用！」北新國中明慧說。

謝老師將帶來的教具通通分享，內容精彩。而地主明台高中為我們提供的點心餐敘時間更是豐富。感謝明台高中、感謝謝甫宜老師，也感謝辛苦的台中國中自然國教輔導團，以及每位熱情參與的領召們。

文字僅能記錄今日老師分享的過程，研習後，老師們肯定會把今天學習到的教學活動與想法，帶回教學現場實作。因為，只有透過實作與練習，才能真正將謝老師在探究教學與實作的熱情移轉到自己的課堂，為學生帶來驚奇連藍趣味又實用的自然課！

摘自謝甫宜老師臉書，「於我們，也是享受又充實的一天！」