二、教學對象：綜合高中一年級學生 三、教學時數：10 節
四、教學目標：本單元設計主要是透過太陽能模型車的製作與競賽，學習汽車動 力、電路系統的相關知識，同時瞭解到目前人類所面臨的能源問題。整個教 學活動仍將延續前二個單元，運用創新思考方式，設計模型車的造型，再以 簡單的手工具組合完成太陽能模型車，最後採取競賽方式，測試實際動力輸 出的結果，以比較設計與實際的差異。本單元仍採取小組合作學習方式，養 成團隊合作的習慣，以及分工合作的能力。本教學活動單元之具體目標為：
1.培養小組合作學習的習慣。
2.培養創新思考與問題解決的能力。
3.瞭解動力與能源的重要性及其影響。
4.瞭解太陽能基本原理及其發展。
5.學習汽車與動力基本原理。
6.瞭解基本電學原理。
7.培養安全的工作習慣與正確的學習態度。
五、活動概說：
國際能源組織預測，地球上的石油含量大約只剩下 40-50 年，能源使用問題逐 漸成為列強爭奪的目標，以及控制世界經濟與科技發展的工具。2005 年石油每桶 創下 70 美元的天價，不僅嚴重影響世界經濟成長率，也使得世界經濟的主導權，
掌握在少數能夠控制石油輸出的國家手上。未來十年，石油問題，乃至其他的能 源問題，必然仍是國際重要的議題。
近百年來石油造就了人類科技的發展，但也爲人類帶來諸多環境污染的問 題。由於大量使用石化燃料，所產生的 CO2造成了地球的溫室效應，影響生態環境 甚大。1973 年石油危機後，各先進國家無不盡力尋找石油替代品，研發替代能源，
如潮汐、太陽能、風力、火力、生物能源等，其中以太陽能科技最受矚目，可說 是能源的明日之星。國內已有許多太陽能晶片、太陽能電池製造工廠，教育體系 從大專院校到國中小學都有教授太陽能的課程或社團。因此本活動單元規劃為太 陽能模型車競賽，主要是帶領同學理解能源的重要性，了解太陽能運用的方式，
同時藉由模型車的設計與製作，讓同學了解汽車動力原理，以及培養創意設計的
六、主要概念：
1.合作學習的意義。
2.創新設計的方法。
3.動力與能源的概念。
4.太陽能基本概念。
5.基本動力原理。
6.基本電學概念。
7.工作安全的態度與知能。
七、所需工具設備與材料：
(一)工具設備
電腦 40 台 印表機 1 台
廣播教學系統 1 套 電銲槍 6 台
保麗龍切割器 1 台 美工刀 6 把 螺絲起子 6 組 老虎鉗 1 把 尖嘴鉗 1 把
線鋸 2 把
(二)材料與教學媒體
電腦繪圖軟體(授權板) 40 套 A4 紙張 1 包 銲錫 1 捲 保麗龍珍珠板 若干塊 (厚 3mm 以下，各種顏色)
保麗龍膠 數瓶 白膠 1 瓶 硬紙板(各種顏色) 若干張
太陽能模型車素材(底盤×1、40×3.5 輪胎×4、Φ3×100 輪軸×2、
32 齒平齒輪×1、32 齒×8 齒中間齒輪×1、8 齒柱齒輪×1、太陽 能馬達0.5-6V 10mA×1、馬達支座×1、齒輪支架×1、塑膠止滑 管×4、太陽能晶片 1V300mA×3)
其他(由學生自行準備)
八、教學活動程序：
15.協助與指導學生繼續組合模
ND TA×TC
輪系值e=──── = ──────
NA TB×TD
輸出功
機械效率 η= ──────×100%
輸入能
如氣壓、液壓傳動；其他：如磁力傳動、滾珠(柱)傳動。無論採用上述何種 傳動方式或傳動機構，都會因阻力或摩擦而損耗部分的動力，也就是輸入能 會大於輸出功。輸出功與輸入能比值的百分比稱為機械效率(η)，效率愈高 表示損耗愈少。
3.四行程引擎工作原理：
(1)進氣行程：空氣經過化油器與汽油混成為混合氣，從進汽門充滿汽缸的 行程。此行程的活塞正好自上死點向下移動，進氣閥門打開，排氣閥門 關閉，稱為進氣行程。
(2)壓縮行程：此行程的活塞經下死點往上移動，進氣及排氣門全部關閉，
活塞上升將空氣壓縮到甚小之體積，成為高溫高壓之狀態，稱為壓縮行程。
(3)爆炸(動力)行程：引擎的火星塞在此時點火，引爆混合氣產生動力，活塞 被爆炸的能量自上死點向下推，動力經由活塞、連桿、曲軸而輸出，當 活塞到達下死點時，稱為動力行程。
(4)排氣行程：此行程活塞自下死點向上移動，排氣門打開、進氣門關閉，
活塞將燃燒後的廢氣排出汽缸，此為排氣行程。
進、壓、爆、排為四行程引擎的一個工作循環，引擎不斷地重複此四個 行程，產生動力輸出，整個引擎的動力機構，就是一組曲柄滑塊的四連桿機 構，引擎的活塞為滑塊，活塞(主動件)透過連桿(中間媒介物)將動力傳送到 曲柄(從動件)，曲柄再傳送動輪軸或飛輪等機構。
4.齒輪在傳動機構中扮演重要的角色，主要用於傳達動力、改變從動件的運動 方向、改變旋轉速度等。齒輪具有準確的轉速比、可傳達較大的動力、高低 轉速均可傳送、變速操作容易、使用空間小、潤滑容易少磨損等優點。齒輪 傳動是由一組輪系組合而成，從動件最後的轉速及轉向可由輪系值及主動件 的轉速求得。
5.車輛前進屬於直線運動，但引擎或輪胎轉動則屬於圓周運動。直線運動的距 離(S)等於輪胎圓周長(π D)與轉動次數(T)的乘積，也就是 S=π DT。如果將等 號兩邊除以時間，就可以求出車輛的前進速度(V)= πDT/t，或 V=π DN。N
以上說明，車輛的直線速度與輪胎直徑及轉動速度成正比。
十、評鑑要點：
學習成果評量分為日常與作業評量。
（一）日常評量：包含自我評量與教師評量。
1.自我評量：主要針對學習態度、安全習慣等，依據評量表的評核項目進行 自我評量。
2.教師評量：依學生出勤情形、學習態度、小組分工合作情形、學習單填寫 內容的正確性與完整性評鑑。小組每位成員的學習單成績均相同。
（二）作業評鑑：
1.太陽能模型車設計：分為創意設計、模型車製作、外觀等三項。
2.模型車競賽：分為功能(能不能動)、前進速度、完成率等三項。
3.成績計算：以上二項各占總成績50%。小組成員個人的成績計算，依個人在 小組中的貢獻度(由小組成員互評)，以小組總得分乘上1.1、1.05、1、0.95、
0.9、0.85的比例計算。
十一、學習活動單
生活科技學習活動單(八)
班級： 姓名： 座號：