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學生電路實驗考操作經驗~測未知電阻

這篇分享第一次帶學生考電路實驗操作的經驗。

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2018-02-06 16:53:36 最後編修
2018-02-06 16:49:51 By zfang
 

電路教學的時間很趕,總是偏於計算與記憶,學生是否會操作伏特計、安培計?

雖然測電阻已經可以有三用電表來量,但在國中進行到電路教學時,我們還是會利用伏特計、安培計來實做教學,讓學生了解伏特計並聯、安培計串聯、正負接法以及由大範圍到小範圍的測量技巧,並練習配合不同範圍讀取數值。

話說那次的4-4實驗課結束前,時間還有剩。為了測試學生是否認真參與,除了完成數據之外,我還要在每組隨機指定一個學生來操作,若是他能正確接出裝置,全組就能下課。多半是挑別人操作她在一旁看戲的孩子來操作。還要求組員不能出手幫忙,只能口頭提醒說明。

結果,學生意外認真。有些組提前下課11:45就回到班上,有些組則堅持到12:15才離開。 看到了同學的參與感與在乎,動念考每個同學實驗操作!我是屬於想到就做行的自由派,這篇分享第一次帶學生考電路實驗操作的經驗。有些作法之後需要配合班級屬性再做調整。

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第一次操作電路實驗的實驗考,每班花三節課的時間進行,一節課訓練「教練」(其他同學自習討論),而二節課操作考試(一半同學考試、一半自習與討論)。二個班共用掉六節課,這一周幾乎都在實驗室。

學校有七組裝置,找十四位同學擔任"教練"。這次先是以班級成績前14名來徵招教練,不過,會考試不代表會操作,會操作不代表願意教,所以要先訓練教練。先以學校10歐姆的電阻進行教練的練習,二人一組,互相看。我再提醒注意事項。


很喜歡看到同學討論操作時的問題,教練們很認真地先搞懂細節。
雖然之前實驗做過,但提到要考操作,大家很是很緊張。

後來,就用我買的三種電阻來測試學生。學生還沒有色線對應電阻值的能力。對他們來說,這些都是未知電阻,分別將電阻命名做,小紅、小橘與小綠。

流程如下:

  1. 考生領取空白卡,與抽一種電阻。(考卷是回收答案卡,這次沒有製作學習單或考卷,如果有當然更方便。還可附加問題思考與步驟引導。)
  2. 在卡片上畫出電阻上的色線,並寫下學生與教練的名字。
  3. 從籃子中取出需要的材料,將二顆電池、電阻、伏特計與安培計裝置好。(為簡化實驗難度,通通用二顆電池,伏特計可以接在3V的位置。)
  4. 裝置完成前都不可以按下開關,直到教練檢查伏特計為並聯、安培計為串聯,正接正、負接負,且安培計的正極接在5A位置。
  5. 確認接對,才可以按下開關,觀察指針偏轉,並視電流大小將安培計的正極由5A移到500mA,或是再調到50mA。(這次的電阻最大為300歐姆,若以3V來做,電流大小約0.01A即10mA。)
  6. 請同學紀錄電流、電壓數值,並計算電阻。完成後於空白處寫上心得再繳回。

一個班約34位同學,14個教練,每個人考2~3個,其中一個考生也要是教練等級,另1~2個則是一般考生。提醒教練同學,如果可以的話,三種電阻都來試試,才不會有做一樣東西的感覺,未知比較有挑戰性。

最有挑戰性的是,有時候明明覺得接對了,但開關按下去卻是指針不會動。有可能是5A的變化不大,改接500mA就能看到偏轉。不然就是用鱷魚夾扣住電阻時,沒有確實咬住,以至於根本沒有與電線接觸,或是碰一下就鬆脫。很多狀況需要教練自己去判斷,看他們操作與指導,非常有趣。

學生們都表示,實作考試搭配教練的方式,比較有安全感。(因為我最終目的不是考,而是要讓全班學生會操作,而有些同學還有能力付出。)

...一開始走到一堆器材前有點不知所措,有了教官的引導才得以完成。(苡汶)

提醒教練只能口頭指導,問才講。不過教練太盡責了,看到同學不會就教了。還不錯的是,教練並沒有代勞,所有的接線還是考生自己親手完成。原本還想請教練在卡片上記下考生在操作時問題與錯誤,不過時間太趕,教練又太辛苦就沒有記錄了。

…第一次畫電阻,感覺非常奇妙,發現了電阻原來有紅黑棕金四種顏色,接起來的時候本來沒有電,後來才發現接錯安培數。重新接好後,在通電時有一種終於結束的感覺。我很感謝我的教官用心的指導我。(隆翔)

…第一次考實驗,過程中很害怕把安培計給弄爆,我覺得我的教練人很好,如果我有問題都會非常有耐心的教導我。我在這次的表現覺得自己表現很不錯。考試過程我覺得很特別、很有趣。(顗庭)

…一次自己做,平常都是跟同組的組員一起完成,這次都是自己來。有一點不懂的話,旁邊的教練會指導。這樣的上課方法還不錯,不會寫並不表示不會做。(硯勳)

…我覺得線接來接去有點複雜,不過看到指針動的時候很高興。因為終於成功了。(郁喬)

…沒有看到指針動的時候覺得很失落,找到原因是開關沒用好,所以指針復活了!也知道串並聯的用法。親自動手做實驗,很有趣。教練很辛苦,教了很多人!(品嫺)

 

學生說很緊張,很怕弄壞安培計,怕不小心爆表,也怕裝半天指針根本不會動。看到指針會動很開心,不只會接還要能讀出數值,普遍說法是… 操作本身不難,但最累最花時間的是除法。

…接的時候都蠻順利的,安培計與伏特計也都能順利看電流與電壓。唯獨除法算得有點累,教徒弟差點發瘋,因為他大部分都不會。(世雙)

…雖然在旁邊看別人作用嘴巴說很簡單,但其實實際做還是會猶豫一下。旁觀者清。有時候要用簡圖的方式想一下,因為線太多會搞亂。像柏盛他後來就混亂了,正接錯、負也接錯,一步錯,步步錯!(威仲)

要讓學生願意教、願意討論、願意付出時間不容易。我的學生後來都做到了。甚至有個平時很沒耐心、偶而不爽會爆粗口的同學,看他在教同學時,卻是相當有耐心,實在不簡單。給他大大的讚。也有一些喜歡操作的學生很想嘗試教同學,下次也問問意願。(303的同學都很棒,習慣且有能力相互教學。)

...覺得這個實驗對我來說有些困難,所以應該好好繼續用功讀書,下次換我來教別人~這樣才是根本的辦法,沒錯!!(冠倫)

…經過這幾次實驗,讓我體會公式之外的電學樂趣。看到課本的電路圖而實際接出實體電路,實在是有成就感。當然實驗過程總有許多錯誤,但每次都能夠解決,有種豁然開朗的感覺。(弘儒)

最後,當大家都完成之後,再把考卷卡還給同學,念出色碼對應,再對照學生的答案。學生普遍測出的結果都比理論值來得小,為什麼?我還在思考。

檢討:

  1. 這回是第一次,沒有排出考試輪序表。所以是哪裡空,誰想找哪一個教練就補上。若是有輪序表,就可以很清楚知道下一個該是誰,而要去哪一桌。
  2. 計分標準還沒出來。雖然說是考試,但我給的不是分數,而是文字。(有些學生會在意分數差距大不大@@~給分也是苦惱。)
  3. 開放讓等待中的同學討論,我得掌控班上秩序,一半的學生操作,另一半則讀書與討論。實驗室空曠,感覺較吵。有不少同學會認真討論與寫功課。當然不免還是有昏迷睡著的學生,幸好是少數。教室的場域比較安靜。只是實驗操作就不太合適了。若是夏天,咱們肯定趴在走廊上接。

目前~操作層次上還像是”分組活動”。

 

 
2016-01-10
 

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