「動手學科學/物質科學I」的課程內容

科學觀念的系統與列表

系統分類	科學觀念	說明
原子與分子	原子	原子是元素能保持其化學性質的最小單位。 一個原子包含一個帶正電的原子核(在中間)及一些圍繞在原子核周圍帶負電的電子。 原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成 原子半徑/原子核半徑比例，如果放大到一個人的大小，原子核之間的距離大約是台北到新竹間的距離。
	電子軌域	一個原子裡，電子的分佈不是連續的，由內而外會有好幾層，那些層(空間)又稱做軌域。
	包立不相容原理	原子半徑與原子核半徑差距很大，但兩個原子相向而行卻不會穿過對方。原因是包立不相容原理。 兩個量子組態一樣的電子，不能存在於相同的軌域中。
	金屬有導電的特性	導電的特性=電子容易移動 金屬元素最外層的軌域，都有很多空間可以讓電子進入，因此當很多個金屬原子連在一起時，就會形成一個通道方便電子移動
	粒子、波雙重性	光子和電子都具有：粒子/波雙重性，會出現類似的雙狹縫干涉條紋。 在微觀世界中，電子是可以「同時」出現在甲地，也「同時」出現在乙地，只是分別在甲地與乙地被找到的機率各有不同，其出現機率由波函數表達。
	常見元素	碳(C)： 組成生物的重要元素 在二氧化碳裡可以找到它 氧(O)： 地球大部分生物維持生命必備的元素 氮(N)： 氨水(NH3)，尿液的味道就是氨 常常用在值物肥料 氫(H)： 在水分子(H2O)裡可以找到它
	常見分子	CO2 CH4 H20 NH3 C2H5OH
	分子組合方式、形狀	分子內的原子，會因為其最外層的電子數量，決定該分子的組合方式、形狀
物質的態	從微觀、巨觀認識物質的態	觀察三態
	三相圖	如何讀懂三相圖： 認識坐標：溫度(橫軸)、壓力(縱軸) 認識圖中不同區塊代表的意義(物質三態) 定溫時(橫軸選一個點，往上延伸一條直線)，隨著壓力的變化，物質的態會如何改變 定壓時(縱軸選一個點，往右延伸一條直線)，隨著溫度的變化，物質的態會如何改變 找出三相點
能量守恆	能量守恆
動位能轉換	重力、重心、加速度
電	電壓
	電流
	電阻
	二極體	是一種雙電極電子元件，電流只允許由單一方向流過二極體。
電磁感應	冷次定律	線圈內的磁場增強時，感應電流產生的新磁場與原磁場方向相反。
	法拉第定律	當磁場發生變化，將產生相對應的感應電流。
光與熱	斯奈爾定律	當光波從一種介質傳播到另一種具有不同折射率的介質時，會發生折射現象，其入射角與折射角之間的關係，可以用斯奈爾定律（Snell's Law）來描述。

科學觀念對應的活動

系統分類	科學觀念	活動
原子與分子	原子與包立不相容	穿不過去
	電子軌域	電子軌域勞作
	金屬有導電的特性	電子軌域勞作
	常見元素	分辨常見元素
	常見分子	認識常見分子
	分子組合方式、形狀	分子球桿模型
物質的態	從微觀、巨觀認識物質的態	觀察三態
	認識三相圖	三相圖
粒子、波雙重性	粒子、波雙重性	粒子、波雙重性
能量守恆	能量守恆	Tracker自由落體、手機物理實作、牛頓擺、平衡鳥、步行下坡
動位能轉換	重力、重心、加速度	Tracker自由落體、手機物理實作、牛頓擺、平衡鳥、步行下坡
電	電壓	奇妙的電阻世界、自走車實作
	電流	奇妙的電阻世界、自走車實作
	電阻	奇妙的電阻世界、自走車實作
	二極體	奇妙的電阻世界、自走車實作
電磁感應	冷次定律	簡易小馬達
	法拉第定律	簡易小馬達
光	斯奈爾定律	甜蜜的魔境
熱	熱與動力	史特林引擎

活動內容與探究問題

探究問題(補學習單上的) MySQL » db01.coowo.com:3355 » wiki4 » 選擇: 動手學科學評量

活動名稱	活動內容	探究問題	解答
穿不過去	找出兩組同學扮演「固體的原子核」，模擬兩件固體相向運動。	#觀察並探討為何原子核間距很寬，兩件固體相向運動時卻不會穿過對方。	中間的區域同時存在著電子 因為包立不相容原理，已滿的電子軌域無法容納更多電子，因此兩個原子會因為彼此的電子軌域互相排斥而不會穿透。
電子軌域勞作	利用平面的原子模型，做出不同的原子 用不同的原子組合成不同的分子 用複數的金屬原子模擬金屬固體，解釋金屬導電的特性	金屬為什麼有導電的特性	導電的特性=電子容易移動 金屬元素最外層的軌域，都有很多空間可以讓電子進入，因此當很多個金屬原子連在一起時，就會形成一個通道方便電子移動
分辨常見元素	認識 碳(C)、氧(O)、氮(N)、氫(H)
認識常見分子	認識 CO2、CH4、H20、NH3、C2H5OH
分子球桿模型	在初步認識不同分子之後，認識分子內原子的組成方式、形狀
觀察三態	透過模擬動畫，觀察在分子的層級時的物質三態 物質三態對生活的影響	不同的態有甚麼特性？	固體時分子們會排列成固定形狀，並持續震動 加熱成液體後，形狀會被破壞，振動會更劇烈，但還是黏在一起 加熱成氣體後，開始有ㄧ些分子彈飛，不再黏在一起，振動會更劇烈
		如果沒有固態/液態/氣態，對我們的生活會有甚麼影響?	ex. 如果沒有固態，人類可能會流來流去 如果沒有液態，我們沒辦法喝飲料 如果沒有氣態，我們沒辦法呼吸
三相圖	讀懂三態圖:坐標、定溫、定壓、三相點	請問1大氣壓力時,改變溫度，水會發生甚麼改變?	1大氣壓力時,H2O會隨著溫度的升高，固→液→氣
		請問1大氣壓力時,改變溫度，二氧化碳會發生甚麼改變?	1大氣壓力時,CO2會隨著溫度的升高，固→氣
		請問水的熔點?	1大氣壓力時,H2O在0度時，固→液
		請問二氧化碳的熔點?	1大氣壓力時,CO2在-78度時，固→氣
		請問H2O的沸點比較高的原因?	氫鍵：在分子層級，H2O比CO2排列的更緊密，需要更高的溫度(能量)才能拆散那些分子
		氫鍵產生的原因?	H2O有極性
粒子、波雙重性	利用雷射筆做雙狹縫干涉實驗，證明光有粒子、波雙重性	1.拍照上傳過程與結果照片。 2.在紙上端正寫出組內分工以及計算波長的算式，並上傳。 3.討論各組結果為何不同？ 4.剔除極端值，全班各組做平均。 5.上網查出綠光雷射的波長，並跟實驗數據做比較。	1.實驗中有各種不同的誤差 比較誤差大小，是否在兩個數量級以內
Tracker自由落體		請問，當一個物體以自由落體的方式落下，時間過越久，物體的瞬間速度會____ A.越快 B.越慢 C.等速	A.越快
手機物理實作
牛頓擺		球的重量對牛頓擺有沒有影響	沒有
平衡鳥		為什麼平衡鳥只需要一個支點就能好好的站著？	因為平衡黏土的重心位置，已經低於支撐點的高度了，而物體會偏向重心，形成兩股相對的力量，互相抵銷，形成平衡，所以它可以”穩當當”的在我們的黏土支點上了。 就像在課堂上所提到的腳踏車一樣，因為重心在支撐點之下，所以腳踏車與黏土就可以利用小小的支點，取得一個完美的平衡。
		請在下方的平衡鳥圖中，分別標出重心、支撐點、中心點的位置。
步行下坡		下坡玩具的速度是越來越快，還是越來越慢呢？	當球往下滾時，持續受到地球重力的影響，位能不斷轉變成動能，使得速率會增加。
		在翻滾吧！柯基實驗中放入兩顆彈珠，翻滾速度會加快，與哪一個物理數值有關？	與重量與重力有關，因為萬有引力，彈珠統一滾到同一個方向，依作用力與反作用力來說，地球也會給柯基犬施加更大的利，柯基就翻得越快了。
		請問，當下坡小馬往下走時，時間過越久，下坡小馬的瞬間速度會____ A.越快 B.越慢 C.等速	C.等速

實驗的製作要領

史特林引擎

考題典藏

動手學科學/物質科學I/評量準備 編輯培力/評量準備

資源池

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