第五章 結論與建議
第二節 建議
研究者根據研究結果提出建議,茲分述如下:
一、本研究所設計之科學玩具與教案設計,分析顯示受歡迎程度高,
且學員繼續參加相似研習意願達 90%以上。然電磁相關原理範圍極廣,因 此建議有關電磁相關科學玩具與教案發展應持續研究並推廣。
二、磁生電玩具之設計,還可以有更多的設計變化,建議有志開發者,
朝更環保的路線研究,例如線圈價格過高,可以再加改良以利推廣。
三、所用材料問題:熱熔膠之使用對國小學生來說還是有些危險性,
不小心就會被燙傷,國小學生又容易不小心,因此,建議將熱熔膠的步驟,
以其他安全方法取代。
四、製作過程問題:由於花費許多時間製作,相對會壓縮講解科學原 理時間,建議可將本科學玩具由工廠開模量產,以簡化製作步驟,如此更 有利於推廣。
五、本研究設計之教案與科學玩具之教學效果,未進行教學評量,無 法確實得知學生的學習成效為何。因此建議未來可設計評量方法,以確認 能提升學生的概念理解。
參考文獻
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模組為例。國立臺中教育大學碩士論文(未出版)。
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http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%99%BC%E9%9B%BB
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Kamkwamba, W. , Mealer, B.著、吳茵茵譯(2010)。馭風少年坎寬巴。臺北 市:天下文化。
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International Journal of Science & Mathematics Education, 4(1), 45-71
Haefner, L. A.(2004). Learning by doing? Prospective elementary teachers’developing understandings of scientific inquiry and sciecce teaching and learning. International Journal of Science education ,26(13), 1653-1674.
Papadouris,N., Constantinos, P. , & Kyratsi, T. (2008), Students’ use of the energy modelto account forchanges in physical system. Journal of
Research in Science Teaching ,45(4), 444–469
附錄一 回饋單
曾秋雲 敬上 tel8227962@gmail.com 一、基本資料
10.對本次的上課內容、難易度、操作、時間掌控…等等,您有何建議?
附錄二 磁生電科學玩具操作手冊
電的產生原理非常簡單,只要讓線圈去切割磁鐵產生的磁場,電就來 了!無論是火力、水力、核能、風力、或潮汐等發電方式,都是藉由動力 去推動磁鐵或線圈,讓兩者產生交互運動,而源源不絕的產生電力。
本材料包即是發電機的迷你版,藉著搖一搖、轉一轉、吹一吹等的動 作,讓電產生(燈亮了)。這組發電玩具六款,特色在於使用極少的材料,
而且線圈磁鐵等都能重複使用。每一款發電裝置都是組合式的,零件可以 互通。取材盡量簡單生活化,諸如吸管、乒乓球、髮夾、廢光碟、瓶蓋等,
省錢又環保。
組合方法如下,剪刀、熱熔膠等工具,國小以下兒童須有大人協助操 作。
一、「搖搖生電」
材料:波霸吸管一支、線圈、LED燈、膠帶、剪刀、磁鐵2-3顆、泡綿棉兩 塊
磁鐵2-3個 線圈
LED燈
粗吸管
泡棉 塞入
步驟:
1.吸管內放磁鐵。
2.吸管兩端塞進泡棉,再用膠帶封住。
3.線圈裝上LED燈,末端捲好固定。
4.將線圈如圖握住。
5.用力搖晃磁鐵,燈就會亮喔!
二、「晃晃生電」
材料與製作步驟:同「搖搖生電」。
操作:這次磁鐵不動,換線圈左右移動,燈泡一樣會亮喔!
三、「刷刷生電」
材料:線圈、LED燈、磁鐵2-3顆 步驟:
1. 用「搖搖生 電」同一個線 圈。
2.線圈立在桌 上,手持磁鐵 在線圈一側來 回快速移動,
燈就亮了。
3.也可用透明 杯子、透明光 碟片或壓克力 板等,線圈固 定在內側,磁 鐵在杯外移 動。
四、「敲敲生電」
材料:同「刷刷生電」
步驟:
1.拿線圈敲磁鐵或拿磁鐵敲線圈皆可 2.燈若不亮,請將磁鐵或線圈換邊敲。
磁鐵
線圈
五、「轉轉生電」
材料:光碟片2、泡棉膠、棉線、打火機、線圈、LED燈、膠帶、剪刀、扁 形磁鐵2顆
步驟:
餅形磁鐵 泡棉雙面膠 鑽孔
繩子
1.泡棉膠貼在光碟上,位置對稱。
2.磁鐵貼在泡棉膠處,然後兩片光碟粘合。
磁極隨意。
3.剪刀用打火機燒紅,在光碟貼近內圓處鑽 兩個洞,位置要與磁鐵呈一線。
4.棉線如圖穿好打結,風火輪就做好了。
6.光碟外側加貼膠帶,以免高速轉動下磁鐵 飛出傷人。
用「搖搖生電」同一個線圈。固定在任何物 品上。
1.將光碟繞到棉線扭緊
2.慢速左右左右拉扯棉線 轉動風火輪
靠近
讓磁鐵靠近線圈,燈亮了喔!
六、「吹吹生電」
材料:乒乓球半顆、氣球棒子一截、髮夾一支、瓶蓋一個、熱熔膠槍、線 圈、LED燈、鉗子、剪刀、強力磁鐵2顆、白膠
瓶蓋上剪個圓孔,直徑大於 兩顆磁鐵的高度。
瓶蓋
氣球棒子 小孔
(只看瓶蓋正面)
汽球棒子剪一小段,正中央 挖個小孔,大小能讓髮夾自 由轉動。
磁鐵位置在正中央 髮夾
磁鐵
髮夾用鉗子剪一直段下來,
鑽入小孔,再將磁鐵用白膠 黏在髮夾,位置要在瓶蓋正 中央。
氣球棒子 汽球棒子一小段套入髮夾,
固定在瓶蓋上,位置要剛好 讓磁鐵向上移時不會掉落。
乒乒球
1/2圓
乒乓球剪下1/2圓
同方向剪斜口
圓面朝自己,如圖剪對稱的 六刀(或8刀)斜口
乒乓球正下方鑽個小孔,穿 過髮夾,再用熱熔膠固定。
將乒乓球斜口同方向摺起,
尖角指向圓心,風扇就完成 了。
線圈接上LED燈
線圈
led燈
將線圈緊靠瓶蓋,組合完 成。用力吹風扇,燈亮了!
附錄三 磁生電教案
同時,也讓學生思考:還可以用什麼辦法讓發電機動起來發電
參考資料 無
燃燒石油
手,請教師叮嚀再叮嚀。
3. 核能發電:小型史特林引擎
教學錦囊
教師要尊重每位學生的設計,
不可提出類似:「你這樣怎麼可 能會有電?」之類的評語,因 為科技發展一日千里,焉知今 日 的 不 可 能 , 不 是 明 日 的 可 能?
如果有時間,讓學生發表交流 意見,集眾人力量,讓每張設 計圖更完善更有實現的可能。
附件 1:迷你風力發電機製作方法
材料:6V 馬達、LED 燈、膠帶、剪刀、小風扇 註:使用馬達 12V 效果更好
步驟:
馬達
LED燈
1.馬達接 LED 燈。
馬達
LED燈
2.將風扇裝上。
3.對準風扇用力一 吹,燈泡亮了。
註 1:直接轉馬達軸心也可以讓燈亮。
註 2:市售的機車用炫風燈運用相同原理,可取代之。
機踏車安全帽上自黏式的旋風燈,騎得越快燈就越亮。
附件 2:自製發電機製作說明
本活動共示範六種發電模組,線圈、LED 燈只需使用一個,將兩者接 好之後,即可與其他裝置組合成各種發電模組。
一、「搖搖生電」
材料:波霸吸管一支、線圈、LED 燈、膠帶、剪刀、磁鐵 2-3 顆、泡綿棉 兩塊
磁鐵2-3個 線圈
LED燈
粗吸管
泡棉 塞入
步驟:
1.吸管內放磁鐵。
2.吸管兩端塞進泡棉,再用膠帶封住。
3.線圈裝上 LED 燈,末端捲好固定。
4.將線圈如圖握住。
5.用力搖晃磁鐵,燈就會亮喔!
二、「晃晃生電」
材料與製作步驟:同「搖搖生電」。
操作:這次磁鐵不動,換線圈左右移動,燈泡一樣會亮喔!
三、「刷刷生電」
材料:線圈、LED 燈、磁鐵 2-3 顆 步驟:
1. 用「搖搖生 電」同一個線 圈。
2.線圈立在桌 上,手持磁鐵 在線圈一側來 回快速移動,
燈就亮了。
3.也可用透明 杯子、透明光 碟片或壓克力 板等,線圈固 定在內側,磁 鐵在杯外移 動。
四、「敲敲生電」
材料:同「刷刷生電」
步驟:
1.拿線圈敲磁鐵或拿磁鐵敲線圈皆可 2.燈若不亮,請將磁鐵或線圈換邊敲。
磁鐵
線圈
五、「轉轉生電」
材料:光碟片 2、泡棉膠、棉線、打火機、線圈、LED 燈、膠帶、剪刀、
扁形磁鐵 2 顆 步驟:
餅形磁鐵 泡棉雙面膠 鑽孔
繩子
1.泡棉膠貼在光碟上,位置對 稱。
2.磁鐵貼在泡棉膠處,然後兩片 光碟粘合。磁極隨意。
3.剪刀用打火機燒紅,在光碟貼 近內圓處鑽兩個洞,位置要與磁 鐵呈一線。
4.棉線如圖穿好打結,風火輪就 做好了。
6.光碟外側加貼膠帶,以免高速 轉動下磁鐵飛出傷人。
6.用「搖搖生電」同一個線圈。
固定在任何物品上。
1.將光碟繞到棉線扭緊
2.慢速左右左右拉扯棉線 7.轉動風火輪
靠近
8.讓磁鐵靠近線圈,燈亮了喔!
六、「吹吹生電」
材料:乒乓球半顆、氣球棒子一截、髮夾一支、瓶蓋一個、熱熔膠槍、線 圈、LED 燈、鉗子、剪刀、強力磁鐵 2 顆、白膠
瓶蓋上剪個圓孔,直徑大於 兩顆磁鐵的高度。
瓶蓋
氣球棒子 小孔
(只看瓶蓋正面)
汽球棒子剪一小段,正中央 挖個小孔,大小能讓髮夾自 由轉動。
磁鐵位置在正中央 髮夾
磁鐵
髮夾用鉗子剪一直段下來,
鑽入小孔,再將磁鐵用白膠 黏在髮夾,位置要在瓶蓋正 中央。
氣球棒子 汽球棒子一小段套入髮夾,
固定在瓶蓋上,位置要剛好 讓磁鐵向上移時不會掉落。
乒乒球
1/2圓
乒乓球剪下 1/2 圓
同方向剪斜口
圓面朝自己,如圖剪對稱的 六刀(或 8 刀)斜口
乒乓球正下方鑽個小孔,穿 過髮夾,再用熱熔膠固定。
將乒乓球斜口同方向摺起,
尖角指向圓心,風扇就完成 了。
線圈接上 LED 燈
線圈
led燈
將線圈緊靠瓶蓋,組合完 成。用力吹風扇,燈亮了!
發電機的構造雖然複雜,但是發電的基本原理大同小異,利用簡單的文具 與廢棄物,大家都可以做個小小發電裝置喔!
上述操作,只要將風扇 摺法改變為水車摺法,
就變身為水力發電裝置 了。
乒乓球水車摺法:半球 剖面朝自己。沿實線剪 開,沿虛線向外摺。
附件 3:『搖晃的鋁罐』做法及原理解說
材料:磁鐵 4 顆、空鋁罐、剪刀、棉手套、膠帶、縫衣線
鋁環 棉線 磁鐵
步驟:
1. 戴上手套,將鋁罐的頭尾剪掉。
2. 縫衣線一小截,貼在剩餘鋁環正中央,另一頭貼在桌子邊緣。
3. 等鋁環完全靜止後,手持磁鐵穿進、穿出鋁環,你會發現鋁環會動喔!
4. 觀察看看,兩者遠離時,鋁環怎麼動?兩者接近時,鋁環怎麼動?
原理:
簡單的說就是:當磁鐵與鋁環的相對位置靠近或遠離的同時,鋁環產生了 感應電流。這使得鋁環暫時帶有磁性而與磁鐵排斥或吸引。這種感應電流 稱為「渦流」,它只有在磁場移動或改變等狀況時才會產生。
進一步說明:根據冷次定理,感應電流會抵抗磁通量的改變。因此,磁鐵 接近了,鋁環就抵抗著不讓它靠近(相斥);磁鐵要遠離了,鋁環就抵抗著 不讓它遠離(相吸)
註:所謂的磁通量,指的是磁場垂直線圈的分量與線圈面積的乘積。建議
註:所謂的磁通量,指的是磁場垂直線圈的分量與線圈面積的乘積。建議