2024年3月5日

科學教具-地球科學-月相演示模型(2008年版)

2008年版的月相演示模型

97學年度是九年一貫的時期,我包下導師班的一年級生物、二年級理化到三年級的地球科學,透過連貫的自然各科教學,完整而清楚地知道班上學生們已知、待加強和未知的部分。

由於透明天球隨手都能拿到,所以在摩擦力、靜電、透鏡、月相觀察等等單元中,我都有自行設計相關教具,讓它一直出現在我的教學中。

配合透明天球的大小做成大的,再加上磁鐵貼片,就可以放在白板上
不論是公開演示、小團體解說或自行操作都是很好用的

 
 
搭配觀察者(小玩偶)和代表月球的黃色磁鐵
從不同的方位、時序,再推論可觀測到的月相(半邊磁鐵可塗色)

但由於另外需在黑板或白板畫上月球、太陽,並釐清相對位置,所以後來有改版成小型的月相模型,讓學生可以人手一份,自己操作。


先將地球的日夜分布及時間印在A4紙張上
以觀察者位於北半球的位置來看月球的運行
(但操作者實際上是位於北極正上方在看地球上的觀察者)

  
除了月相、方位以外,還要能判別東升西落的時間點
做這些,是希望學生們可以更能順利爬上鷹架
(知道這玩偶是誰的,也算是人生歷練豐富)

現在已經是112學年度,已經進入到生生用平板的數位學習時期,自學或解說的方式更為多元,只是,線上的模擬和實作觀察還是存在有不可忽視的鴻溝,對於不同學生的理解,可以達成的程度也不一樣。各種教材教具只是輔助理解,各自有優缺點和限制,例如月相在各種平面教具上,都只能以畫圖或照片方式呈現,立體的盈虧光影還是要透過觀察充氣月球比較直觀哦!(我是將它吊在天花板上,學生可變換觀察角度)

2024年2月19日

科學遊戲-化學-海底花園II

將無色透明的矽酸鈉溶液(俗稱水玻璃)倒進平底瓶中,再加入水以13的比例攪拌稀釋後,靜置一段時間。如果想讓矽酸鈉水溶液更加清澈透明,還可以用濾紙再次過濾。接著分別向瓶內灑些有色鹽類晶體:像是氯化亞鈷、硫酸銅、硫酸鎳或硫酸鋅,再觀察瓶中的現象變化。

當鹽類晶體和矽酸鈉水溶液的接觸反應後,鹽類晶體的表面,立即生成一種不溶於水的矽酸鹽薄膜。但這層薄膜拒絕其他較大分子的進出,卻允許較小的水分子因擴散(滲透)作用而進入,因此可視為「半透膜」。

 

然而,水分子進入薄膜後,將溶解鹽類晶體,滲透壓使得內部膨脹而撐破薄膜,鹽類晶體與膜外的矽酸鈉再度形成新的薄膜;接下來,水分子再次進入薄膜,再次溶解鹽類晶體、薄膜破裂,流程就這樣一直循環,衍生出各式各樣的柱狀構造,像是珊瑚或是枝幹,因此才有海底花園的美麗別稱。


各類晶體投放的時候,要避免交叉混淆,以免空間不足而干擾薄膜生成

薄膜的成分是金屬鹽類,分別是矽酸亞鈷(紫色)、矽酸銅(藍綠色)、矽酸鎳:(深綠色)、矽酸鋅(白色)等。鹽類晶體的濃度在膜的最上方是相對的小,此處最容易破掉,也是柱狀物繼續往上生長的原因。


只要瓶身稍有晃動,脆弱的生成物便如同摧枯拉朽般崩壞,並不容易保存

2024年2月4日

科學玩具-能量-閃光陀螺

閃光陀螺的配備是LED+有點吵的洗腦音樂,搭配時下的卡通人物而有不同的外觀,雖然造型大同小異,驅動方式也一樣,但穩定度是影響轉動時間的關鍵因素。

缽狀的設計,讓它的上面有機會可以多疊另一個陀螺

它沒有傳統陀螺所使用的繩子,而是由金屬發條的彈力所驅動,邊旋轉上發條邊由棘輪限制逆向回轉,待達到發條及棘輪的限度後,按下按鈕釋放,即可將彈力位能釋放,形成螺陀的轉動動能。

手邊最穩定的陀螺,由LED投射出完整的圓形軌跡
在磁磚上幾乎定點,不太會水平移動

前面有提到穩定度是影響轉動時間長短的關鍵因素。能量如果可以全用在轉動上,而不是移動或擺首,當然是最佳的,也能加長轉動時間。倘若LED投射在地面上時,所形成的軌跡線條越寬、紊亂、晃動,那肯定無法持久。

它會壞嗎?當然。大部分是過度旋轉而使塑膠製的棘輪無法承受發條的彈力,或是塑膠劣化而崩牙,棘輪無法限動,也無法暫時儲存發條的彈力位能。除非更換合適的零件,不然就要找相同規格的發射裝置了。