物理教育學刊
2018, 第十九卷第二期, 63-66
Chinese Physics Education 2018, 19(2), 63-66
物理教學教具演示及製作經驗談
陳冠宏
台北市立木柵高工 物理科教師 [email protected]
在科學發展過程中，可以發現人類是因為對於現象產生好奇，進而開始假設、推論、實 驗最後經由批判討論而得到結果。物理教學該回歸到提起學生對外在事物產生求知的動機，
利用教具教學演示讓課程更多元，讓學生真實去體會物理現象，是 108 課綱探究與實作課程 的精神所在。
我的教具製作經驗談
很多熱血的老師在我主講的研習過程中提及製作教具需要花費許多力氣，但其實老師們 都把製作教具想得太過於複雜了，其實簡單的道具就有不錯的效果，重點在於老師想要將甚 麼觀念教給學生，以及鋪陳的過程。
舉個簡單例子，在熱學教學過程中，簡單拿個保特瓶裝少許熱水搖動後把瓶蓋蓋好，靜 待幾秒後觀察瓶子的差異，這就是簡單的演示教學，當然還可以繼續作延伸，例如加裝打氣 筒可以製造雲霧、加裝氣球打洞吹氣有不同的效果，都可以給予學生不同的思考方向。
俗話說萬事起頭難，該如何開始動手作或許是大多數老師的疑問，其實跟教書或唱歌一 樣，先找對象模仿吧，至今我的教具林林總總加起來也破百個，素材來自非常多的的地方，
最早是由中央大學科教中心、台中教育大學科學遊戲實驗室、科學玩具柑仔店等知名網站觀 看然後配合課程來製作，先由簡易的部分著手，甚至若無法製作也可以用影片方式呈現，引 導學生思考，近期在 Facebook、Youtube、Instagram 都有許多國外作出很棒的實驗道具，製 作過程中會有很多挫折，都依循影片或文章製作，但是出來的成品效果不好或者沒有作用，
去查詢資料後發現會有很多細節需要注意，當然也遇到過影片造假的，但這是科學一個很棒 的過程，此經歷可以跟學生分享，畢竟在現今資訊爆炸的時代，許多偽科學存在網路上，教 導學生如何使用正確的科學觀念及實驗方法來面對新知，做出成品後需要不斷修正成自己想 要的效果，前幾個當然會比較耗時耗精神，但經驗與技能是累積的，做多了製作時間會縮短，
也能融合不同技術在不同的教具當中。先從簡單的開始，會比較有成就，尤其是看到學生有 很棒的回饋後，你會更有動力。
木工器具使用上有許多條件，包含設備昂貴、技術門檻較高，因此會建議有意願開始動 手作的老師，先利用現有素材，例如廢棄的木料、塑膠等，形狀不用太美觀，重要能夠呈現 物理現象，而且學生一看就知道是老師親手製作的，還多了份親切感，也讓學生了解老師的 用心。
10.6212/CPE.201812_19(2).0009
陳冠宏
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我第一年教書時，因為對於教材還不夠熟悉，加上還有行政工作，沒有太多時間做教具。
第二年時，學校將實驗室一些工具儀器做精進，建置鑽床、圓盤鋸等等木工機具，對於大型 教具製作挹注更大的助力。我第一個木工教具是平衡酒瓶架(圖一)，做完給學生做討論，可 以先問學生看到的狀態，再提出學過的原理該如何解釋，全班學生相當多，有時候老師不需 要給予太多協助，同學之前討論修正很快就能將正確的物理概念統整出來，這不就是科學發 展的過程嗎？
圖一、平衡酒瓶架（參考網路設計）
上課模式與節奏
演示教學採用 POE 教學流程，可以引發學生思考，學習如何內化成自我的知識，並非填 鴨式的教學。雙珠競走是一個很好的例子，通常是放在高二直線運動中的斜面運動，以下為 引導過程的啟發：
1. 預測階段(Predict)：請學生預測會發生甚麼事情以及如何用物理語言套用在預測的現象 上。先跟學生解釋軌道的差異(A 與 B)，一開始斜坡是為了使兩顆鋼球有相同的初始速度，
當兩者同時釋放，「預測」哪個軌道的鋼球會先到終點，老師的引導可先從簡單開始，提 問：球會如何運動?有哪些運動狀態(等速、等加速)發生在哪個部分?能量有哪些互相轉換，
這些能量該如何觀察?遵守哪些守恆定律(條件為何)，這些都是能激發學生的思考，而並非 直接猜想答案最後草草結束。
2. 觀察階段(Observe)：老師開始利用教具實作給學生觀察，過程中可以第一次讓學生自主觀 察，第二次請學生觀察需要仔細的部分，或者在安全之下請幾位學生實際操作，實際感受 過程中的物理現象。在此實驗中，老師釋放兩顆鋼球，讓學生觀察其運動過程，可重複多 次。然後讓學生發表觀察到的現象，例如甚麼時候領先了，速率哪裡產生變化等問題。
3. 解釋階段(Explain)：看到結果之後如何用學過的物理原理解釋，預測與結果不同的同學該 如何修正原先的觀念，而答對的同學是否符合確切的物理觀念，老師可以引導團體討論或 個別發表，依時間來做調整，老師也可適時的給予正增強獎勵學生勇於發表。從能量解釋、
運動學力學解釋，試著將兩者作連結等等，都是雙珠運動的討論範圍。開放學生討論或者 個別發表看法，若時間允許老師還能延伸，例如兩顆球的質量不同可否改變結果?滑水道 問題(97 年指考)，甚至引導到最快下降曲線(擺線)都是很好的思考，老師不一定要侷限在 課綱課本的範疇，自然科學本來就是無範圍的觀察研究。
物理教學教具演示及製作經驗談
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圖二、作者自製的雙珠競走教具（參考中央科教）
結語
雖然我的教學經驗不多，但是在我的教學過程中發現不論是哪個類組的學生都會很容易 被吸引。之前有場研習課程甚至有文科的老師來捧場，會後他們也對於觀察科學實作道具很 有興趣，更有趣的是之前的選修科學實作課程，社會組的表現居然比自然組同學更優異。我 也學到一件事情，好奇心與求知慾是每位學生都有的，只是我們的教學模是扼殺了他們的好 奇心，是相當可惜的事情，因為這些學生到了未來甚至職場上它必須去發現問題、提出假設、
試驗、解決問題，這不就是我們要去教給學生的思考模式嗎？利用一些方法可以提升學習效 果，每位老師都可以朝向這個目標前進的！
每一年都會讓自己多做一些教具，能夠拿出來教學的東西已經讓我覺得物理課的時間太 短，學生還會要求加課玩實驗，每堂下課有許多同學還會留下來討論，有同學跟我說：「實 驗室太好玩了，能夠住下來一定很棒！」讓我感到相當欣慰，這些其實對科學學習並沒有太 大興趣的學生居然會很想學習，是讓老師更有前進的動力，老師們不妨試試看吧！
圖三、作者所製作的教具
陳冠宏
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圖四、利用兩面鏡子就能探究出成像性質
圖五、光碟、磁鐵、漆包線做出喇叭，學生會很感興趣開始研究
