研究課程設計

1，2，3，4，6，9，10，13 0.890

認為科學史教學課程能幫 助瞭解理化

5，7，8，11，12，14 0.774

第四節 研究課程設計

一、科學史教學組的課程設計

為了使科學史教學組課程，能傳授科學史的概念革命演進歷程，也同時不只 是將歷史材料灌輸給學生，教材內容更要著重在使學生能夠領悟科學本質觀如：

暫時性，創造性，非固定性，科學與社會….等。因此本研究採整合式的介紹『動 能、位能與能量』在科學史上的演變，也就是運用科學知識的演進歷史來進行教 學。

在教材的來源包括第二章第四節與 Jeans（2003）等人之文獻，經設計重要 的科學概念轉變的故事，將科學史內容整合成學習單，並也請三位國中教師初 審，科學史教學組『動能、位能與能量』的初稿教材，最後與教授討論出最後科

學史學習單教材（內容詳見附錄八）。課程主要概念包含『能的特性與形態』，『能

世 界 上 永 遠 不

但他同時也具有數學家、物理學家及自然科學家的多重身 份。

1668年，英國皇家學會懸賞徵集了有關碰撞問題的論文使 笛卡兒的碰撞實驗結果，得到惠更斯的彈性碰撞mv*v守 恆的實驗結果。

科學社群

惠更斯重做彈性碰撞，也是得到笛卡兒mv守恆結果，但 也發表了新的實驗結果mv*v守恆。

同樣地，萊布尼茲重做彈性碰撞，也是得到笛卡兒與惠更 斯的實驗結果，mv守恆與mv*v守恆，只是萊布尼茲更深 入去解釋mv*v為活力。

可複製性

二、講述式教學組的課程設計

講述式教學組課程概念包含『能的特性與形態』，『能的轉換』，『動能』，『位 能』，教學過程有概念講述學習單教材（附錄十），且為使兩組學生授課時數一樣 長，另使用『動能、位能與能量』相關的簡報檔（引自南一教材）作電腦教學（內 容詳見附錄十一），並設計教案（附錄十二）。課程流程的安排方面，『講述式教 學組』課程教學時間共計五節課，詳見表 3-4-3。

表 3-4-3 講述式教學組課程流程的安排 上課節次 課程內容

第一節 陳述功的由來與定義。

第二節 介紹功、動能與其他能量。

第三節 介紹功、位能與力學能守恆。

第四節 電腦簡報投影位能補充資料（圖 3-4-1）。

第五節 電腦簡報投影動能（圖 3-4-2）與能的轉換（圖 3-4-3）補充資料。

處在相同高度的兩個鐵鎚，質量較大 者，具有較大的重力位能。

圖 3-4-1 講述式教學組的位能相關簡報檔（部分）

科學家曾猜測恐龍滅絕與『彗星撞地 想一想

球』有關，為什麼「彗星撞地球」會 造成毀滅性的災害？

圖 3-4-2 講述式教學組的動能相關簡報檔（部分）

(1)先將擺錘由低處B提至高處A：

→人抵抗重力對擺錘作功，擺錘獲得位能。

單擺擺動的能量轉換(力學能守恆)

(2)由A處釋放前：

→擺錘靜止，此時只有位能而動能等於零。

(3)當擺錘由A擺至B時

→擺錘的位能減少，

漸漸轉換成動能。

圖 3-4-3 講述式教學組的能的轉換相關簡報檔（部分）

三、教學現場之優先

本研究目的雖為教師探究的目標，但是教學上的進行仍要以學生受教權為優 先。科學史教學內容雖已經過專家與任教多年的教師校稿，但若教學進行時，學 生仍是有狀況無法反應所給的科學史情境，且持續十分鐘仍未有進展，則為避免 研究影響學生學業，保留彈性教學方法空間，並列入最後研究討論建議改進的項 目。