建議 - 結論與建議 - 多重表徵理論在理化科教學成效之研究-以波動與聲音的世界單元為例

第五章結論與建議

第三節建議

由本研究的結果提出以下建議：

一、由研究結果顯示，多重表徵教學法能提昇學生的學習成就，建議教師使用多重表徵進行教學，不但有助於提昇學生的學習成就，更能讓教學多樣化。

二、學生對於較抽象的物理概念，不容易理解及連結之單元，如光、

電磁，教師可嘗試使用多重表徵進行教學。

三、本研究參與的學生人數，多重表徵教學組和對照組的人數分別為

23 人和 25 人，於未來的研究上可增加參與者的樣本人數，讓得到

的研究數據將更加具有說服力。

參考文獻：

一、中文部分

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成效之研究成效之研究

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附錄一

圖（二）

（）8.在無風且室溫的條件下，婉鈺與麗仁相距 150 公尺，兩人相對同時叫對方的名字，發現祥浩聲音的頻率比予軒低，但婉鈺的聲音比麗仁大，則下列敘述何者正確？

(A)婉鈺會先聽到麗仁的呼喊，因為麗仁聲音的頻率比較高，

所以傳的比較快

(B)婉鈺會先聽到麗仁的呼喊，因為麗仁聲音的振幅比較小，

所以傳的比較快

(C)麗仁會先聽到婉鈺的呼喊，因為婉鈺的聲音比較大聲，所以傳的比較快

(D)兩人會同時聽到彼此的呼喊，因為聲音在相同介質的傳遞下，聲速相同

（）9.有關「超聲波」的敘述，下列何者正確？

(A)是能量高於一般聲音的聲波 (B)是強度高於一般聲音的聲波 (C)是振幅大於一般聲音的聲波 (D)是頻率高於一般聲音的聲波

（）10.在室內無風的情況下，小楊在一喇叭前吊掛一個保力龍球，

如圖（二）所示，再將喇叭開到最大聲，則保力龍球會如何運動？

(A)保力龍球會延著直線向前運動

(B)保力龍球會在原來位置靜止不動

(C)保力龍球會在原來位置前後來回振動

(D)保力龍球會在原來位置上下來回振動

圖（三）

圖（四）

◎小羅作音叉實驗，分別敲擊甲、乙、丙三支音叉後，記錄甲、乙、

丙三音叉的波形，如圖（三）所示，回答 11~14 題。

（）11.三支音叉的響度大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

＝丙 (C)甲＝乙＞丙 (D)甲＜乙＝丙。

（）12.三支音叉的波長大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

＝丙 (C)甲＝乙＞丙 (D)甲＜乙＝丙。

（）13.三支音叉的頻率大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

＝丙 (C)甲＝乙＞丙 (D)甲＜乙＜丙。

（）14.哪一支音叉的聲音傳播速率最快？(A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)一樣快。

◎ 現有一繩子在 0、Q 之間產生向右進行的繩波，波形如圖（四）所示，已知波長 8 公分，波速 40 公分／秒，試回答 15~18 題。

Q 0

（）15.繩波由 0 點傳到 Q 點需要幾秒？ (A)0.2 秒 (B)0.3 秒 (C)0.4 秒 (D)0.5 秒。

（）16.當 Q 點振動到最低點時，P 點振動到哪一位置？

(A) Q 點 (B)最高點 (C)最低點 (D)平衡位置。

振幅甲

丙乙

8 秒 0

10 20 30

㎝

圖（五）

(A)

⁰ ^P

(B)

(C)

0 P

(D)

P 0

（）18.假設圖（四）為時間 t＝0 的波形，經過 0.1 秒後波形為下列哪一選項？

(A)

⁰ ^P

(B)

(C)

0 P

(D)

P 0

（）19.如圖(五)是一向右前進的連續週期波形示意圖，其中介質振動的方向與波行進的方向垂直。請問：1、2、3 三點的瞬間運動方向為何？(A) 1 向上，2 向下，3 向下 (B) 1 向上，

2 向上，3 向下 (C) 1 向下，2 向上，3 向上 (D) 1 向下，2 向上，3 向下。

（）20.龐謝的聲音在空氣中傳播時所測出的頻率為

^f¹

，波長為

^λ¹

，當此聲音進入水中傳播時所測出的頻率為

^f²

，波長為

^λ²

，則下列選項中的關係式，何者正確？

(A) ^f

⁼ ^f

(B) ^λ

⁼ ^λ

(C)

^{f > f}² ¹

(D) ^{λ < λ}

² ¹

（）21.現有一個頻率 500 赫的音叉，千樺每秒敲擊 3 次，俊亭每秒敲擊 5 次，偉倫則是每秒敲擊音叉 7 次，請問何者可使音叉發出最高的聲音？

(A)千樺 (B)俊亭 (C)偉倫 (D)都一樣。

（）22.有甲、乙、丙、丁四支音叉，甲音叉的頻率為 200 赫，乙音叉的波長為 2m，丙音叉的週期為 0.05 秒，丁音叉的波長為 1.7m，設當時的聲速為 340m/s，則當甲音叉振動而發出聲音時，會產生共鳴者為？

(A)乙音叉 (B)丙音叉 (C)丁音叉 (D)乙、丙、丁音叉均

會共鳴。

附錄二

波的構造

波的傳播

1.完整的振動

波前進一個波長的距離

2.振動週期 (T)

一次完整振動所需的時間

3.振動頻率(f)

每一秒內所做完整振動的次數單位為1/秒，稱為赫(Hz)

4.波速

速率 = 距離時間波速＝一個波的波長

一個波的時間＝波長 × 頻率

聲音從哪裡來?

當物體振動振動振動振動時，產生聲音，當物體停止振動時，就不再產生聲音。

想一想有哪些生活例子?

想想看

1.人耳所能聽到的聲音頻率範圍在20~2000020~2000020~2000020~20000 赫之間

2.高於高於高於20000高於2000020000赫20000赫赫赫為超聲波（超音波）

10001000～～120000 Hz120000 Hz 蝙蝠蝙蝠

6060～～65000 Hz65000 Hz 貓

貓

1515～～50000 Hz50000 Hz 狗

想想看

超聲波的應用

交通工具發出的聲浪建築地盤的打樁聲

飛機升降發出的聲響修路工程的鑽地聲和挖地聲

噪音的影響

槍聲耳膜破裂、耳聾 130以上

搖滾樂耳朵發癢、耳朵疼 90-130 痛

高談闊論妨礙睡眠、難過、

50-90 焦慮

細語聲舒適

0-50

舉例身體影響

（分貝）噪音量

噪音示意圖

改善方法

課室裝置隔音玻璃及空調設備在路旁加建隔音版

在鐵路上加建隔音上蓋限制建築工程的工作時間

附錄三

(1)將彈簧平放在光滑桌面上，並在中間綁上紅絲帶。

(2)將一端固定，另一端拉長。

(3)左右來回振動一次，觀察絲帶處的振動方向與波的前進方向。

(4)持續左右來回振動，觀察絲帶處的振動方向與波的前進方向。

(5)記錄振動五次所需的時間。

(6)連續而規律的向前壓縮、往後拉長彈簧，並觀察絲帶處的振動方向與波的前進方向。

◎活動二：利用電腦模擬軟體，製造不同的橫波

聲音製造軟體：

http://audacity.sourceforge.net/

非力學波：電磁波

文章導讀「射頻電磁波是否可能致癌？解讀 IARC 的評估報告」

4.說明 (1)波的構造 (2)完整的振動 (3)振動週期與頻率

（介紹科學家：赫茲）

(4)波速：播放波速的動畫

動手操作

仔細聆聽及記錄於教師自編講義

單元名稱 3-2 聲音的傳播設計者李美螢李美螢李美螢李美螢

Preux 所作的「Concerto for one voice」，如今改編成童聲合唱，男聲是

Jean-Baptiste Maunier；女聲是 Clémence Saint-Preux (原作曲家的女兒)】

提問二：月球上沒有空氣，那太空人如何交談呢？

解釋並導入聲音傳播需要介質的觀念（播放波以耳實驗的動畫）

3.說明：

(1)聲波為力需透過介質傳播，且聲音可以傳播能量但不傳播介質，

聲波是縱波

(2)氣體、液體和固體均可為傳聲的介質；介質的狀態、密度及溫度等因素，皆會影響傳聲速率提問三：想想看：吸入大量的氦氣，

開口說話，為什麼聲音變了呢？

傳聲介質不同的影響

仔細聆聽並記錄於教師自編講義

單元名稱 3-3 空谷回聲設計者李美螢李美螢李美螢李美螢

20～20000 Hz

◎活動一：利用電腦模擬軟體，製造頻率 20 Hz 以下的聲音及頻率 20000Hz ，播放出來觀察是否可以聽到聲音製造軟體：

http://audacity.sourceforge.net/

7.何謂超聲波：

頻率 20000Hz 以上的波 8.超聲波應用：

超音波儀器、清洗眼鏡的機器

仔細聆聽並記錄於教師自編講義

仔細聆聽

單元名稱 3-4 多變的聲音設計者李美螢李美螢李美螢李美螢

O_VXHxsRw（俄國男高音 Vitas）

2.實驗 3-1 聲音多變的要素

彈、聆聽並比較橡皮筋發出聲音

哪一組模仿最傳神；讓學生能更了解造成音色不同的原因。

4.共振：頻率相同時才會產生共振 (1)於實驗 3-1 聲音多變的要素中的

B.音叉的共振，即可知共振的條件。

(2)利用聲音製造軟體：

http://audacity.sourceforge.net/

製造出 440Hz 頻率的聲音觀察與頻率也為 440Hz 的音叉是否會產生共振。

(3) 頻率高的聲音會不會讓玻璃振破？

5.噪音：讓同學輪流上台報告、發表自己在生活中對噪音事件的看法與處置。（配合教學頭投影片）

(1)提出樂音與噪音能帶給人不同的感受。

(2)舉出不當的噪音對人所造成的聽覺傷害及對健康的影響。

(3) 列舉減輕或消除噪音危害的方法。

仔細聆聽並記錄於教師自編講義

附錄四

教師自編講義

第三章波動與聲音的世界

◎

3-1 波的傳播

一、波的性質

1.當一條繩子受到擾動時，將能量傳到另一頭去的現象稱為。 2.波是一種能量的形式（熱、光、聲音、核能、動能、位能）。

3.波必須依靠物質才能向外傳播，而傳遞波動的物質，稱為。 4.波傳遞時，它只傳遞，並不傳送。

二、波的分類

力學波非力學波

定義

橫波縱波範例

定義

範例

三、波的構造

1.AB 間隔個波長，所以為一個全波 2.CD 間隔個波長，所以為一個全波 3.上圖總共有幾個波

A B

C D

4.縱波的結構

5.質點移動的判斷

四、頻率（f）、波長（λ）與週期（T）的關係

1.完整的振動：波前進一個的距離。

2.振動週期 (T) 所需的時間。

3.振動頻率（f）每一秒內所做完整振動的次數（）單位為，稱為 ( )

4.國小學過速率的公式：速率＝，波也有速率，稱為波速。

一個波的波長（㎝）

波速＝＝ × 一個波的時間（s）

5.對於力學波而言，在同一介質下，必相同。

6.由以上可知，在同一介質下，波速固定波速固定波速固定的情況下波速固定頻率低，波長；頻率高，波長。

Ex：有一個波振動一個完整的波形需要 0.5 秒，請問此波的頻率多少？若此波的波速為 2.5 ㎝/s，求此波兩波峰間的波長是多少？此波的週期？

◎

3-2聲音的傳播

一、聲音從哪裡來?

當物體時，產生聲音，當物體停止振動時，就不再產生聲音。

在文檔中多重表徵理論在理化科教學成效之研究-以波動與聲音的世界單元為例 (頁 78-113)

建議

第五章 結論與建議

第三節 建議

由本研究的結果提出以下建議：

一、由研究結果顯示，多重表徵教學法能提昇學生的學習成就，建議 教師使用多重表徵進行教學，不但有助於提昇學生的學習成就，更能 讓教學多樣化。

二、學生對於較抽象的物理概念，不容易理解及連結之單元，如光、

電磁，教師可嘗試使用多重表徵進行教學。

三 、本研究參與的學生人數，多重表徵教學組和對照組的人數分別為

23 人和 25 人，於未來的研究上可增加參與者的樣本人數，讓得到

的研究數據將更加具有說服力。

參考文獻：

一、中文部分

附錄 一

（ ）8.在無風且室溫的條件下，婉鈺與麗仁相距 150 公尺，兩人相 對同時叫對方的名字，發現祥浩聲音的頻率比予軒低，但婉 鈺 的聲音比麗仁大，則下列敘述何者正確？

(A)婉鈺會先聽到麗仁的呼喊，因為麗仁聲音的頻率比較高，

所以傳的比較快

(B)婉鈺會先聽到麗仁的呼喊，因為麗仁聲音的振幅比較小，

所以傳的比較快

(C)麗仁會先聽到婉鈺的呼喊，因為婉鈺的聲音比較大聲，所 以傳的比較快

(D)兩人會同時聽到彼此的呼喊，因為聲音在相同介質的傳遞 下，聲速相同

（ ）9.有關「超聲波」的敘述，下列何者正確？

(A)是能量高於一般聲音的聲波 (B)是強度高於一般聲音的聲波 (C)是振幅大於一般聲音的聲波 (D)是頻率高於一般聲音的聲波

（ ）10.在室內無風的情況下，小楊在一喇叭前吊掛一個保力龍球，

如圖（二）所示，再將喇叭開到最大聲，則保力龍球會如 何運動？

(A)保力龍球會延著直線向前運動

(B)保力龍球會在原來位置靜止不動

(C)保力龍球會在原來位置前後來回振動

(D)保力龍球會在原來位置上下來回振動

◎小羅作音叉實驗，分別敲擊甲、乙、丙三支音叉後，記錄甲、乙、

丙三音叉的波形，如圖（三）所示，回答 11~14 題。

（ ）11.三支音叉的響度大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

＝丙 (C)甲＝乙＞丙 (D)甲＜乙＝丙。

（ ）12.三支音叉的波長大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

＝丙 (C)甲＝乙＞丙 (D)甲＜乙＝丙。

（ ）13.三支音叉的頻率大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

＝丙 (C)甲＝乙＞丙 (D)甲＜乙＜丙。

（ ）14.哪一支音叉的聲音傳播速率最快？(A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)一樣快。

◎ 現有一繩子在 0、Q 之間產生向右進行的繩波，波形如圖（四）所 示，已知波長 8 公分，波速 40 公分／秒，試回答 15~18 題。

（ ）15.繩波由 0 點傳到 Q 點需要幾秒？ (A)0.2 秒 (B)0.3 秒 (C)0.4 秒 (D)0.5 秒。

（ ）16.當 Q 點振動到最低點時，P 點振動到哪一位置？

(A) Q 點 (B)最高點 (C)最低點 (D)平衡位置。

(A)

(B)

(C)

(D)

（ ）18.假設圖（四）為時間 t＝0 的波形，經過 0.1 秒後波形為下 列哪一選項？

(A)

(B)

(C)

(D)

（ ）19.如圖(五)是一向右前進的連續週期波形示意圖，其中介質振 動的方向與波行進的方向垂直。請問：1、2、3 三點的瞬 間運動方向為何？(A) 1 向上，2 向下，3 向下 (B) 1 向上，

2 向上，3 向下 (C) 1 向下，2 向上，3 向上 (D) 1 向下，2 向上，3 向下。

（ ）20.龐謝的聲音在空氣中傳播時所測出的頻率為

，波長為

， 當此聲音進入水中傳播時所測出的頻率為

，波長為

，則 下列選項中的關係式，何者正確？

(A) f

= f

(B) λ

= λ

(C)

(D) λ < λ

（ ）21.現有一個頻率 500 赫的音叉，千樺每秒敲擊 3 次，俊亭每 秒敲擊 5 次，偉倫則是每秒敲擊音叉 7 次，請問何者可使音 叉 發出最高的聲音？

(A)千樺 (B)俊亭 (C)偉倫 (D)都一樣。

（ ）22.有甲、乙、丙、丁四支音叉，甲音叉的頻率為 200 赫，乙 音叉的波長為 2m，丙音叉的週期為 0.05 秒，丁音叉的波 長 為 1.7m，設當時的聲速為 340m/s，則當甲音叉振動而發 出聲音時，會產生共鳴者為？

(A)乙音叉 (B)丙音叉 (C)丁音叉 (D)乙、丙、丁音叉均

會共鳴。

附錄 二

附錄三

http://audacity.sourceforge.net/

http://audacity.sourceforge.net/

O_VXHxsRw（俄國男高音 Vitas）

http://audacity.sourceforge.net/

附錄四

教師自編講義

第三章 波動與聲音的世界

3-1 波的傳播

3-2聲音的傳播

第五章結論與建議

第三節建議

一、由研究結果顯示，多重表徵教學法能提昇學生的學習成就，建議教師使用多重表徵進行教學，不但有助於提昇學生的學習成就，更能讓教學多樣化。

三、本研究參與的學生人數，多重表徵教學組和對照組的人數分別為

附錄一

（）8.在無風且室溫的條件下，婉鈺與麗仁相距 150 公尺，兩人相對同時叫對方的名字，發現祥浩聲音的頻率比予軒低，但婉鈺的聲音比麗仁大，則下列敘述何者正確？

(C)麗仁會先聽到婉鈺的呼喊，因為婉鈺的聲音比較大聲，所以傳的比較快

(D)兩人會同時聽到彼此的呼喊，因為聲音在相同介質的傳遞下，聲速相同

（）9.有關「超聲波」的敘述，下列何者正確？

（）10.在室內無風的情況下，小楊在一喇叭前吊掛一個保力龍球，

如圖（二）所示，再將喇叭開到最大聲，則保力龍球會如何運動？

（）11.三支音叉的響度大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

（）12.三支音叉的波長大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

（）13.三支音叉的頻率大小關係是？ (A)甲＞乙＞丙 (B)甲＝乙

（）14.哪一支音叉的聲音傳播速率最快？(A)甲 (B)乙 (C)丙 (D)一樣快。

◎ 現有一繩子在 0、Q 之間產生向右進行的繩波，波形如圖（四）所示，已知波長 8 公分，波速 40 公分／秒，試回答 15~18 題。

（）15.繩波由 0 點傳到 Q 點需要幾秒？ (A)0.2 秒 (B)0.3 秒 (C)0.4 秒 (D)0.5 秒。

（）16.當 Q 點振動到最低點時，P 點振動到哪一位置？

（）18.假設圖（四）為時間 t＝0 的波形，經過 0.1 秒後波形為下列哪一選項？

（）19.如圖(五)是一向右前進的連續週期波形示意圖，其中介質振動的方向與波行進的方向垂直。請問：1、2、3 三點的瞬間運動方向為何？(A) 1 向上，2 向下，3 向下 (B) 1 向上，

（）20.龐謝的聲音在空氣中傳播時所測出的頻率為

，當此聲音進入水中傳播時所測出的頻率為

，則下列選項中的關係式，何者正確？

(A) ^f

⁼ ^f

(B) ^λ

⁼ ^λ

(D) ^{λ < λ}

（）21.現有一個頻率 500 赫的音叉，千樺每秒敲擊 3 次，俊亭每秒敲擊 5 次，偉倫則是每秒敲擊音叉 7 次，請問何者可使音叉發出最高的聲音？

（）22.有甲、乙、丙、丁四支音叉，甲音叉的頻率為 200 赫，乙音叉的波長為 2m，丙音叉的週期為 0.05 秒，丁音叉的波長為 1.7m，設當時的聲速為 340m/s，則當甲音叉振動而發出聲音時，會產生共鳴者為？

附錄二

第三章波動與聲音的世界