機翼的原理

機翼的原理

壹、前言

筆者在96年撰寫了一篇「白努利的飛碟」(林宣安，2007)，簡單說明了白努利的生平並介紹了「白努利定律」的實驗教具(圖1)，後續也衍生出了另一篇「王建民的秘密」(林宣安，2008)，製作了風洞與旋轉固定球的教具(圖2)，說明了上飄球與下墜球球如何利用白努利定律的秘密。這一陣子(2011年11月)美國大聯盟來台和中華職棒的全明星賽，又讓學生開始有了話題，當然內舉不避親囉，直接叫學生先看看自己寫的這兩篇文章，我們再來討論王建民。

沒想到有學生卻看出了另一個端倪，「老師，你有張圖(圖3)我看不懂？」

有趣了，學生指給我看說，「為什麼機翼做成這樣就可以飛起來？如果反過來(圓端在後)或倒過來(圓弧端在下)會怎樣？」

 按此看全部

課程綱要融入課堂教學的示例

自然與生活科技學習領域課程綱要融入課堂教學的示例

壹、緣起
教育部 92 年公布「國民中小學九年一貫課程綱要」，再於93 年公布「普通高級中學課
程暫行綱要」與「綜合高級中學暫行課程綱要」，後於94 年公布「職業學校群科課程暫行綱
要」。九年一貫課程強調以學生為主體、並著重國中小課程縱向連貫與橫向統整，為延續此理
念到後期中等學校，且為提升國家競爭力，建構中小學一貫課程體系，。(2006，教育部)
但實施數年來，為符應時代脈絡，並重新檢視新興議題融入各學習領域的情形，增補不
足處，其中包含以下方面：(2009，國教司)
(一)人口販運
(二)性交易防制
(三)「性別平等教育法」、「性侵害犯罪防制法」、「家庭暴力防治法」中有關課程實施之規定
(四)媒體素養
(五)金融知識及正確投資理財觀念與素養
(六)勞動人權、勞工運動史、社會主義思潮
(七)法治教育
(八)消費者保護
(九)智慧財產權
(十)生命教育
(十一)永續環保
其中也修正了教學現場對於能力指標解讀之疑義，包括文字用語混淆不一、過於抽象不
具體或重複的字句等。
按此看全部

壓力的相變化

壓力的相變化

壹、研究目的
在國中熱學的單元中,若以考試導向的角度來說,通常老師在授課的時候都會將重點
放在「比熱」的相關計算上。當然,不可否認的,比熱確實是熱學中相當重要的核心概
念,加上公式計算的考題較多(也比較容易出題),自然也就增加了教學比重。
這是從老師端所思考的方向,但是如果我們再從學生端來看這件事,可能就不一
定是如此了,畢竟我們主要的教學對象只是國中的普通孩子,這些孩子有大多數其實
往後都不會走上專業科學這條路。因此,自然科學的學習,對大多數的孩子而言,最重
要的反而不是我們(老師)所認為的知識架構的內容,而是科學知識的日常應用與科學
方法的規畫(或思考模式)。
因此,筆者在教授到「熱對物質的影響」這個單元時,才會此一教學單元的發想。
就一般學生對物態變化的認識,通常都儘止於「溫度」的變因,雖然課本亦有提及壓力
的影響(在第四冊的壓力單元),但卻也只是點到為止,並未有進一步的實驗或說明。可
是這樣的科學技術其實在工業上卻是廣泛的運用,畢竟我們要做到高壓,比做到低溫
要容易多了。
所以筆者設計此一教學單元,利用丁烷氣體加上針筒的壓縮,就可以清楚的看到
因為壓力改變所產生的物態變化。加上老師適時的引導與師生之間的對話,逐步探索
壓力與物態變化之間的關係。
按此看全部

是光還是影！？

是光還是影！？

一、前言
日月蝕的現象除了是許多天文迷的盛事，也是許多新聞的焦點。當然，站在自然科教學
的立場絕對是不會缺席的，還記得2009 年 7 月22 日發生了本世紀時間最長的全日蝕奇觀，
雖然在臺灣只能看到偏蝕的現象(如圖1~2)，但歷時41 分45 秒，最大遮蔽面積約82.6％，
還是讓人感到無比興奮！當時筆者還讓八年級學生事先查了日蝕的原因，希望可以讓孩子們
在光學的單元中有更深切的體認，沒想到開學後上完光學單元，又有後續延燒。有個學生問
了筆者一個有趣的問題，「老師~~~，影子一定是黑色的嗎？」

有趣！我對他會問這個問題的原因比較感興趣，於是反問他：「你先說說為什麼會有影
子？」學生回答：「因為光是直線前進的，所以沒有被光照到的地方就有黑色的影子。」雖然
答案有點粗糙，但也算說出了重點。我接著他的話，「或許我們應該說是光線較弱的地方，所
以相對比較起來比較暗的區塊，就是我們所謂的影子。」(註1)學生打開了網路，讓我看了如
圖3 的網頁(註2)，「可是老師你看~~~，有彩色影子！」

按此看全部

雙螺旋竹蜻蜓

雙螺旋竹蜻蜓

女兒從小就喜歡看「哆啦 A 夢」，坦白說，不要說是小朋友，到我這個年紀還是覺得哆
啦 A 夢很好看。不僅是大雄和哆啦 A 夢還有他那群好朋友們之間的趣事，我想更多人被吸引
的是哆啦 A 夢那些神奇的道具！舉凡任意門、縮小燈、時光機、竹蜻蜓等等，雖然從科學的
角度來說這些神奇的道具實在誇張的可笑，但卻是我們現在的孩子最缺乏的特質_想像力與創
造力。也許不一定要用這麼嚴肅的心態來看待這些卡通，如果可以從中啟發了絲毫對科學的
興趣與熱情，不也就足夠了嗎？
某天晚餐時間，女兒依舊是吃飯配哆啦 A 夢，老婆對她這個習慣可是很感冒。
「嬡~~~，再只顧著看電視不吃飯，我就把電視關掉了喔。」老婆好聲好氣的說。
「我是在思考事情！」女兒回答。
這倒是讓我好奇了，應該只是藉口吧，看卡通還能思考什麼事情？
按此看全部

角動量守恆

角動量守恆

壹、前言
運動學，在國高中的物理學中一直都是重點單元，卻也是困擾許多學生的瓶頸之一。除
了複雜的數學計算之外，許多實驗礙於現實的條件(例如摩擦、力的掌控、物體大小〈質點〉
等因素)很難呈現出教科書所提的理想狀態。就物體運動的三大模式(移動、振動、轉動)來說，
轉動的現象更是複雜，以現階段高中教科書的內容，就佔了一整個章節，其中最重要的理論
大概就屬「角動量守恆」了。
簡單來說，所謂角動量守恆就是指系統內所受合力矩為 0 的情況下，系統的角動量維持
不變。若從數學的角度來說，也就是dL/dt = r × F(註1)，當右式為0(合力矩為0)的時候，角
動量不隨時間而改變(左式亦為0)，通常會提到的實驗(或實例)不外乎就是滑冰選手張開手
臂，轉速加快；或在許多展場中(如科博館、科教館等)會出現的車輪旋轉實驗(如圖1)，最多
再加上直昇機的副旋翼(機尾的螺旋槳)功能等。其中最受學生喜愛的大概就是車輪旋轉的實
驗了，當手持平行於地面快速旋轉的車輪，坐在可以自由旋轉的椅子上，會很清楚的呈現車
輪旋轉方向與人的旋轉方向相反的結果。
按此看全部

交流電磁鐵的應用

交流電磁鐵的應用

壹、前言
日前筆者撰寫了有關「交流電磁鐵的迷思」一文，希望可以協助老師與學生澄清有關交
流電的一些迷思概念。其實在現實生活中有關交流電磁鐵的應用不少，最早在1887 年特斯拉
(Nikola Tesla，1856~1943，圖1)就發明了最早的無電刷交流電感應馬達（brushless
alternating current induction motor）， 並開啟了交流電傳輸的新紀元，但這些事情在中
小學的自然課本中卻鮮少提及，讓孩子們失去了一些欣賞科學神奇與科學之美的機會。
在此筆者設計了一些有關交流電磁鐵的簡單應用，希望可以在教學中增加一些學習的樂
趣。
按此看全部