• 沒有找到結果。

一、對教學的建議:

(一)使用合適的動畫教材

以本研究為例,高三「波的重疊原理」單元網路上有許多網站都找 的到動畫或影片教材,但是有些教材的設計不是很流暢,或者是內容有誤,

都不是合適的動畫教材。建議尋找動畫前要先分析概念特性,本研究結果 顯示動態表徵教學對於學習成效有正面的助益,主因為波的重疊現象對於 學習者而言是抽象且不易觀察到的,因此使用動畫輔助教學,能夠得到好 的成效。故若要進行動態表徵教學務必要挑選合適的動畫教材。

(二)延長教學的時間

本研究範圍為高三「波的重疊原理」單元,在教學節數兩節的時間 內,而要教授的觀念很多,可能導致學生無法完全吸收且內化,故若能夠 延長實驗的時間來進行研究,則在建設性與破壞性干涉的學習歷程成效上 應該能有更明顯的差異。

二、對研究的建議

未來可發展教師教學融入電腦動畫對學習成效影響之相關研究,研究 的方面可放在比較老師操作動畫說明 (學習進度主控權在老師)與學生自 行操作動畫並提出解釋(學習進度主控權在學生),對學習成效之影響。許 多研究(包含本研究)比較動態和靜態表徵對學習成效之影響,但少有研究 嘗試解釋動態和靜態表徵如何影響學習者概念建構的統整性,未來研究亦

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可針對動態和靜態表徵對學習的影響機制作較深入之探討。

綜觀目前國內外電腦輔助教學之相關研究,大多數為教導式或評量式 的動畫教材對學習者之學習成效的影響,較少為教師教學融入電腦動畫對 學習成效之影響,故為驗證本研究之正確性,研究者希望能夠有更多學者 能夠投入心力來研究以不同教學設計形式將電腦動畫融入教學對學習成效 之影響。

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附錄

附錄一 動態表徵教學教案與靜態表徵教學教案

動態表徵教學教案

教學內容

壹、波的重疊原理

一、意義:當兩波訊號同時傳遞至同一位置時,合成波的位移等於各成份波位移之總和。

將兩成份波相遇各點的垂直位移做向量和,即可得到合成波上各點的位移,進一步 可得到合成波的波形。而此疊加原理即為波的重疊原理

二、波的獨立性:

脈波交會結束後,各自朝原方向前進,且波形、波長、波速、振幅皆相同。

(強調波是能量,釐清迷思!)

貳、波的干涉

一、意義:波重疊時,介質受到不同成份波的波訊號干擾而產生新波形(即合成波)的 現象。

二、干涉的種類

在同繩上傳播的兩頻率相同的正弦波,其相位差會影響其的合成波的波形,造成不 同種類的干涉。

1.相長干涉(建設性干涉):干涉後合成波振幅大於成份波振幅者

當合成波的振幅=兩成分波振幅之和時,此時合成波的振幅到達最大,稱為完全建設性 干涉。

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b.強調波動是一種能量的傳遞,而波所傳遞能量的大小會顯現在振幅上,

因此兩波在相遇時會因為能量的加成而造成振幅變大。在此畫面中要強調

藍色與綠色的兩個成分波振幅加起來會等於黑色合成波的振幅。(請學生

數格子)

c.利用同一畫面說明建設性干涉的意義:

合成波振幅大於各成份波之振幅。

d.當兩波波峰完全重疊時,黑色合成波的振幅達到最大,且剛好等於兩個 成分波振幅的總和(強調),此狀況稱為完全建設性干涉。

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e.當兩波完全分離後,此時應強調重疊的現象結束後,兩波回復至原來的 狀態(如波長、振幅、波速、傳遞方向等,這裡要用提問的方式來進行講

解。),因為波是能量的傳遞,不是物質,所以不會有像物質一樣碰撞的

現象。

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f.說明破壞性干涉的意義:合成波振幅小於於各成份波之振幅。

兩個波振幅方向相反,相向前進。此時兩成分波垂直方向的位移因為方向

相反,所以會互相抵消,造成黑色合成波振幅小於藍色與綠色成份波之振 幅。(不要講能量,要講就要講動能位能的轉換)(請學生數格子)

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g.當兩波完全分離後,此時應強調重疊的現象結束後,兩波回復至原來的 狀態(如波長、振幅、波速、傳遞方向等,這裡要用提問的方式來進行講

解。),因為波是能量的傳遞,不是物質,所以不會有像物質一樣碰撞的

現象。

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h.當兩成分波之波峰波谷相遇時,因為兩波的垂直方向位移完全抵消,所 以造成黑色合成波振幅為零,此狀況稱為完全破壞性干涉。

波形不對秤的時候,沒有完全破壞性干涉!

*將班上同學分組,並請各組同學做學習單上的題組一,並且告知全班同 學於五分鐘後,各組推派一位代表上台畫出你們的答案並說明理由。

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b.波訊號傳至自由端時,繩將環拉起,拉至波峰時,環因慣性之故而繼續 上升,使得環的最高點位置比入射波振幅還高,因此環施予繩一個向上的 拉力而製造出一個向上振動的反射波。

c. 因為先入射的波形會被先反射,用游泳者遇到牆壁折返當例子 故反射波波形與入射波波形會形成左右相反的情形,但是上下不顛倒。

※說明反射波波形左右相反,上下不顛倒。

反射波之波形可以用數學裡面的波函數來證明:利用波函數的計算可以 證明出自由端的反射波與入射波相位差為 0,波形左右相反。因此反射波的 波形才會有上述的結果,但是波函數的計算已超出高中數學的範圍,故在本 章節中並沒有提出來做討論。

我們觀察自由端反射的反射波波形可以發現,其波形變化的過程與兩波

我們觀察自由端反射的反射波波形可以發現,其波形變化的過程與兩波

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