電熱打火機與熱複棒合一

很多東西最後都會整合在一起
其實概念都是簡單的
只是當時是隔了一些時間各自開發
但需要用到時就會發現許多零件可以共用
不但更方便，也更節省成本了
電熱打火機和電熱複棒二合一就是其中一例

把電熱打火機再加上充電板，會更方便
電熱絲也用接頭來更換
基本上就可以萬用了

請好好把課上完

前一陣子聽到某位小有名氣的老師說到
「我根本不屑上課本的實驗...我所有的實驗都是自己設計的...」
彷彿用課本上課就遜掉了
都自編教材才能顯現出自己教學的獨到之處
忽然又聽到這位厲害的老師繼續講
「就像某某神人老師一樣，他(她)也都是自己設計的教材....」
诶~~他口中的神人老師不就是某某書商的編審委員嗎？

接下來，這位厲害的老師把與會的老師當學生
操作了一個讓現場老師都搞不定的探究題目
「這就是我們應該有的課堂風景....」
「我們就應該這樣讓學生自己去摸索找出答案...不要怕課上不完，"上會"比"上完"重要....」
但...這根本和我們課堂的教學內容扯不上關係啊~~
(當然這種話一定被反駁，因為只要是科學就扯得上關係)

首先我必須說，"上完"很重要
因為你的對象不是資優高中生，也不是理學院的大學生
不要老是說二十年後你會感謝我
因為學生二星期後的段考就完蛋了
在國高中階段，把課上完是老師基本應該作的
不要為你的偷懶找藉口

然後，我花了大把時間就是希望吸收、討論"課堂教學"如何進行
而不是體驗一個你自認為有趣的科學活動
而且這個活動是無法對一般學生進行的
因為如果對老師而言都有難度
只會搞死學生，讓他們產生更大的挫折感
因為我永遠想的答案都是錯的...
就老師你最厲害...(不就好棒棒)

把老師當學生的活動一定是重新設計過的
不見得適用在學生身上，甚至是跳脫現有教材的

最後...好好把課上完有這麼low嗎？
好好討論現有的教材教法不行嗎？
我是老師，不是你的研究生

後記

然後...請大家別誤會(解讀)我只在乎把課上完，不管學生會不會

我們當然希望每個學生都"學會"(有誰不想啊~~)

但學會這些科學知識或是某些科學技巧(方法)真的不是每個學生都必須且必要的

我們努力作到，但不代表一定會百分之百達到

老師我真的努力了

若不能讓"每個學生都學會"

也請饒了我吧...

三用電表的教學

當然，之前已經先教過標準伏特計和安培計的接法與注意事項
但真正讓學生練習操作的是三用電表
這才是真正讓電學接地氣的工具

基本上要先從認識三用電表開始
包含段位的代號，數字與單位的意義(物理量)
螢幕顯示的意義，超過範圍顯示甚麼？正負接錯又會出現甚麼？
更重要的是測量電流時特別要注意的地方(其實這後來也出現了一些插曲)
這些東西不用探究，知道就好
不要甚麼都要冠上探究的大帽子

再來就要進入測量了
連接一個燈泡，利用三用電表測出電壓和電流
再利用這兩個數字計算出電阻
所需的材料自己拿

光是這樣簡單(對老師來說)的步驟，就超過一半的學生不知所措
一桌一桌慢慢教，學生也因為這樣更札實的學
師生的關係也因為這樣的教學，在這兩堂課更緊密的連結

再來用三用電表的電阻檔位直接測量燈泡電阻
「計算值」和「測量值」一樣嗎？
如果不一樣，你認為哪個是正確的？
讓學生預先討論並寫下想法
數據的處理在這裡是學習表現最想凸顯的地方
只有兩個數據，你能說是誰對誰錯嗎？
當我們收集了全部組別的答案
如何判斷哪些是可以在數據處理前就直接當作誤差過大刪除的？為甚麼？
結果學生的結論是測量值和計算值都是可信的
那問題出在哪裡？
回想實驗過程中是不是有甚麼條件我們沒有控制好？
再從中萃取出可能的選項進一步分析

...
「有接電池和沒有接電池
「所以燈泡有不同嗎？」
「一個有亮一個沒亮！」
很好，終於引導出這個方向

後續再切入影響金屬導線的原因，長度、粗細和溫度
這三個因素都可以用非常直觀的實驗來呈現

現象出來了，答案也就昭然若揭(也不是每個環節都硬要和探究扯上關係)
溫度越高，電阻越大
回頭再來看我們的計算值和測量值
學生很快進入狀況了
「原來我們量到兩個不同的東西，難怪結果差這麼多~~」

影響金屬導線的教學完全融入在這個實驗過程中
也不需要再額外找時間教了

最後給他們一個挑戰題
查出哪幾條線是斷的？
這在日常生活中是經常會用到的技巧
也是三用電表最厲害的地方之一
如何測？不用教，因為考試也不會考
但學生卻能找到他們自己的方法
給他們成就感才是學習最大的動力!!

最後學生的回饋卻讓人很感慨...

感應式電器密碼鎖

又來了...無言...
但這次感覺更神奇
沒有任何按鍵的情況下(只有一個off鍵)
要怎麼開鎖？
拿個"電池"畫出密碼？
要解答請私訊

電路的串並聯教學

一開始就讓學生自己嘗試
只有自己嘗試才能產生有感的學習

只給你任務
利用一組電池點亮LED或蜂鳴器
接下來要同時利用一組電池讓LED和蜂鳴器同時作用
事前沒有任何教學的情況下
學生只能自己瞎作
但也因為這樣的嘗試讓電路如何連接更真實也更深刻

很多學生都很快發現利用並聯電路(當然還不知道這個名詞的意義)來讓LED和蜂鳴器同時作用
但還有另一種連接方法也行，但就是想不到...
原本只給他們15分鐘的時間嘗試
但學生非要挑戰出來不可
當然這種氛圍可遇不可求，再給20分鐘去玩
出來的電路一定要畫下來，並標出正負極如何接的
連平時完全沒有在聽課的幾個男生也開始有興趣了
我給他們的任務就只要畫圖就好
「老師~~，我終於可以自己完成一個作業了!!」
我就用他們組的來示範，學生好高興
因為十多年來這是第一次他的作業被老師拿上去當範例...

後續從他們的圖形引出電路符號的重要
第二輪再將你畫的圖變成標準的電路圖
原來...這件事並不是我們想像中的簡單
連幾個成績好的學生都花了十多分鐘才完成三個電路圖
但...這時間花的值得啊~~

電路圖出來了，再來認識甚麼叫作串並聯
串並聯有何不同？從觀察開始，而不是馬上切入電壓和電流的數學
加上利用水流模型(2、3)的鷹架，搭起基本電路的概念

最後利用這些建模，自己設計一個電流急急棒出來

想完成它的，老師材料無限量提供!!
從頭到尾對學生來說都是他們獨力完成的(少來...)
好有成就感，好高興...
老師的陪伴和任務就是最好引導學習的方法了

再來就是三用電表的使用了

驗電瓶的挑戰

電學一直是我最喜歡的單元
因為實驗實在太多
所以乾脆全部移到實驗室上課
利用實驗紀錄單的往返雖然很耗時
但卻讓有興趣的學生有了更多練習和討論的機會
不同顏色就是不同時間的往返
驗電瓶雖然課本也沒有了
但卻是一個評量的好題材
從觀察開始，到現象的推理
但最後實際嘗試將驗電瓶帶正電或帶負電
一連串的實驗和歸納，到最後的實作
學生的表情會讓你欲罷不能

再來的基本電路當然會玩更兇!!
這樣會上不完嗎??
當然不會
這樣上我已經快把電學都上完了
接下來就是耶誕燈的挑戰題和三用電表的實作
久久一次的電學我絕對不會放過學生的~~

4017紅綠燈電路

每天都會看到的紅綠燈電路
如果就單一個紅綠燈來說其實滿簡單的
就是調整三個燈的閃爍時間而已
利用4017和555來實現
調整紅黃綠三色的時間比例為3:1:2(這可以自訂的)
只要將紅色LED接上連續三個4017的output(pin3,2,4)
黃色接一個(pin7)
綠色接兩個(pin10,1)
然後再將pin5接回pin15歸位
就會一直重複這樣的閃爍
電路圖如下

影片如下

但實際上紅綠燈的重點是同一條路要有一個時差同步
也就是依序綠燈
但要依循哪個方向同步？
這就要專家依實際狀況來調節了
通常懶惰一點就是沒有時差
整條路同時綠燈，當你開到下個路口又變為紅燈了
只能用無言來形容...