動手學科學/物質科學Ⅲ/教學計畫

動手學科學第三期 教學計畫邀請函草稿

親愛的教育工作者您好：

我們誠摯邀請您參與「動手學科學第三期」課程的設計與授課。這是一個以實驗和動手操作為核心的科學教育課程，專為啟發學生的科學興趣而設計。我們期望透過您的專業知識與豐富教學經驗，引導學生進行探索與學習，從實驗中理解科學概念，並與生活現象聯繫。以下為課程的三大主題以及相關內容規劃：

主題一：電池與儲能（2-3 次課程）

1. 內容設計草案(後續還可討論修改)：
   • 學生將學習電池及儲能技術的基本原理，理解電力在家用環境中的運用。
   • 透過使用 8 枚家用計量插座（或美規 120V 60Hz 功率計量插座），學生將測量並分析各種日常家電的功耗，討論能源效率與節能減碳的現代需求。
2. 授課目標：
   • 了解電池的種類、基本結構和原理，並比較各類電池的優劣。
   • 學會使用功率計量插座測量電器的電力消耗，探討生活中的能源使用。
3. 需求條件：
   • 授課教師應具備電力、電子基礎知識，並熟悉能源議題的基本概念。

主題二：數值編碼與計算機器（3 次課程）

1. 內容設計草案(後續還可討論修改)：
   • 學生將從開關與邏輯概念出發，深入了解計算的基本原理和邏輯運算的重要性，並實作簡單的加法器。
   • 課程將涵蓋文字、影像、音樂及影片的編碼方式，並延伸探討機器學習的基本概念。
   • 計畫參訪科學教育館的半導體展區，以輔助教學，讓學生親身體驗二進位、邏輯閘、電晶體和二極體等基礎概念。
2. 授課目標：
   • 理解數值編碼的基本概念，學習如何進行基本的數據編碼與解碼。
   • 探索邏輯運算的基礎，並應用於簡單加法器的製作。
   • 透過實際案例討論多媒體編碼方式，從而為學生引入機器學習的初步概念。
3. 需求條件：
   • 授課教師需熟悉數位邏輯、二進位運算和計算機原理，並具備基本的編碼知識。

主題三：近現代科學（非線性、相對論、量子力學）（2 次課程）

1. 內容設計草案(後續還可討論修改)：
   • 學生將探索光的波粒二象性，並親自進行光速測量和干涉實驗，以了解光的波特性。
   • 使用微波爐進行簡單的光速測量，並討論波長、頻率等概念。
   • 利用綠色雷射筆進行光波干涉實驗，加深對波動特性的理解。
   • 進一步探討光的粒子性質，並參訪科學教育館中展示光電效應的展區，以建立量子力學的基礎概念。
2. 授課目標：
   • 理解光的波動特性和粒子特性，並透過實驗認識其理論基礎。
   • 初步了解量子力學的重要性，培養學生對於現代科學的興趣。
3. 需求條件：
   • 授課教師應具備物理學、光學和基礎量子理論的知識，並能清晰地解釋光的波粒二象性。

參與條件與報酬： 我們尋找具備上述相關知識與教學經驗的教師，並提供相應的報酬與資源支持(預計每小時會有1600元的講師費)。課程將於12月至1月在科教館舉行，並依課程安排提供相應的教學資材與場地支持。

希望這個課程能激發學生對科學的好奇心，並在您的協助下，讓他們更深入地探索科學的奇妙世界。如您有興趣參與或進一步了解，請隨時與我們聯絡。

期待您的加入！

附錄：課表草案

主題	課次	課程名稱	教師	課程說明
電池 與 儲能	1	電池原理與家用功率	待定	1. 能量轉換 2. 充放電 3. 家用電器功率
	2	簡單的家用儲能設備	待定	1. 逆變器 2. 磷酸鐵鋁電芯 3. 控制電路
	3	參訪社區微電網	待定	烏來德拉楠民族實驗小學
數值 編碼 與 計算 機器	4	開關與邏輯閘	待定	1. PhET 直流電互動線路 2. 開關與 and or not gate 3. 多層邏輯閘
	5	二進位、十六進位與文字編碼	待定	1. 操作二進位 2. 操作十六進位 3.操作 ASCII 編碼
	6	加法器	待定	1. 使用7400系列IC和麵包板 2. 搭建簡單的加法器電路
	7	色碼與點陣圖	待定	1. 波長與顏色 2. 色光三原色 3. 像素的數值表現
波粒 二重 性	8	計算光速	待定	1. 找出微波爐中微波的波長 2. 找出微波的頻率 3. 計算微波的光速
	9	綠光的雙狹縫實驗	待定	1. 查找綠色射筆的波長 2. 操作雷射筆的雙狹縫干涉 3. 解說電子的雙狹縫實驗
10		評量	待定	駐站實作評量