與台北市數位實中合作

本年計畫簡述

一、與過往計畫相同

(一)全民科學平台宗旨

• 建立一個可持續維運 10 年以上的「動手做科學」的學習資源分享平台。
• 維運一個與此平台互相支持的社群。
• 推廣國內外人士運用此平台的資源成就或增進科學之學習。
• 為實現以上宗旨：
  1. 本平台須採 Mediawiki：由於整個「生態系」的建構長達十年，優先要考慮的是內容管理平台會不會斷頭，即因平台原始碼維護中輟，不再更新版本，導致平台無法對抗網路攻擊，而存放在其上的內容，無法繼續利用，分享活動也因此中斷。解決此問題，較好的選擇是選擇 Mediawiki 做為本計畫的內容管理平台。由於人類社會勢必會長期維護「維基百科」，而維基百科使用的內容管理平台正是 Mediawiki ，本計畫只要跟著定期更新 Mediawiki 版本，即可避免平台發生斷頭的命運。
  2. 本平台內容授權採 CC 授權：本平台是以「『共享』動手學科學之活動與教學」進行驅動，而最方便共享的授權模式，乃是 CC 授權，並經過去二十年間的推廣與改進，目前無論是公民之間的認識度或運作的成熟度，皆是首選。

(二)動手學科學的四大理念

為避免目前同學學習科學時，腦中會自行建立「切換開關」的現象––進教室就採用上課模式，出教室就切換到生活模式，兩者涇渭分明的缺點，我們認為應該推動「動手學科學」的科學學習典範，並把握以下四個要領：

1. 運用日常生活中隨手可得的材料，與隨處可見的現象，來說明科學原理。
2. 讓學習者動手做。
3. 重視相關問題的探究。
4. 所有的材料與課程教學設計以 CC 授權釋出，供天下人依自己的學習脈絡改作。

編輯培力內容

一、理念

只有活動無法順利推動「動手學科學」學習典範，必須將活動用主要的科學原理與觀念串起來，並寫出背後的原理說明頁面，才能舉辦「驗證課程」或到中小學去辦「推廣活動」。所以平台推動應包含以下四大要素：

1. 主要的科學原理或觀念(分為九群)
2. 「動手學科學」活動設計(已有200多個)
3. 各個原理的「原理說明頁」
4. 舉辦「驗證課程」或到中小學去辦「推廣活動」

四者環環相扣，缺一不可。

以下我們將一一舉例說明，如何落實推動與落實「動手學科學」學習典範。

(一)主要的科學原理或觀念

用九個大群與91個主要觀念、原理，將200多個活動一個一個串起來，讓老師們可以更有系統地去搜尋相應與相似的活動。
所有 108 課綱 觀念 都與本學習典範的主要觀念或原理 完成對應，對應到課綱中的「次主題」。
初始工作已由台大物理系碩研、博研的同學完成。如下所示：(壓力、虎克定律、波粒二象性等隸屬多個分類)

物質科學的主要觀念或原理
1. 原子與分子
1. 原子
2. 電子軌域
3. 包立不相容原理
4. 自由電子
5. 波粒二象性
6. 週期表
7. 常見元素
8. 化學鍵
9. 常見分子
10. 混合物
11. 基本物理量
12. 密度
2. 物質的態
1. 從微觀到巨觀認識物質的態
2. 三相圖
3. 透明
4. 壓力
5. 理想氣體方程式
6. 白努力定律
7. 浮力
8. 非牛頓流體
9. 超流體
10. 結晶
11. 彈性
12. 虎克定律
13. 拉伸模量
14. 液晶
15. 電漿
3. 能量
1. 能量轉換
2. 動能、位能
3. 能量守恆
   -----熱力學-----
4. 溫度
5. 熱平衡
6. 反應速率與動態平衡
7. 熵增原理
8. 熱機
4. 重力
1. 重力是什麼
2. 重力的應用
5. 力與運動
1. 位移、速度、加速度
2. 動量與力
3. 壓力
4. 作用力與反作用力原理
5. 力矩
6. 省力機械與方便機械
7. 重心
8. 角動量守恆
9. 自轉、進動、章動
10. 摩擦力
11. 虎克定律
6. 電與電路
1. 電荷
2. 電壓
3. 電池
4. 電流
5. 電阻
6. 電功率
7. 基本電路
8. 二極體
9. 電晶體
   -----電磁-----
10. 電荷運動與磁力線
11. 冷次定律
12. 馬克士威爾方程式
13. 電機
    -----電磁波-----
14. 波
15. 電磁光譜
16. 干涉
17. 色光三原色
18. 視覺暫留
19. 反射
20. 折射
21. 光學儀器
7. 尺度、線性與非線性
1. 適用尺度
2. 迭代與初始值敏感性
3. 碎形
4. 費根鮑姆常數
5. 混沌與結構
6. 智群
8. 量子力學
1. 基本粒子標準模型
2. 雙狹縫實驗
3. 波粒二象性
4. 能階
5. 不連續
6. 疊加原理
7. 量子穿隧效應
8. 量子纏結
9. 量子去相干
10. 不確定性原理
11. 量子位元
9. 相對論
1. 等效原理
2. 光速不變
3. 勞倫茲變換
4. 質能轉換
5. 質量造成時空彎曲
6. 重力波

下列活動也是現今科學重要觀念，但部分因超出課綱範或觀念較複雜，缺乏活動設計，會在本次計畫中為以下27個原理至少寫出一半的活動。

以下為待設計活動之原理
1. 自由電子
2. 透明
3. 非牛頓流體
4. 超流體
5. 結晶
6. 液晶
7. 電漿
8. 重力是什麼
9. 電晶體
10. 迭代與初始值敏感性
11. 碎形
12. 費根鮑姆常數
13. 混沌與結構
14. 智群
15. 基本粒子標準模型
16. 不連續
17. 疊加原理
18. 量子穿隧效應
19. 量子纏結
20. 量子去相干
21. 不確定性原理
22. 量子位元
23. 等效原理
24. 勞倫茲變換
25. 質能轉換
26. 質量造成時空彎曲
27. 重力波

(二)設計「動手學科學」的學習活動

1. 四個基本理念
   • 目前已在平台上上架200多個活動，持續新增中。活動都會遵循以下四個基本理念：
   1. 使用生活中的材料與現象來設計科普教學活動。
   2. 儘量讓學生動手做。
   3. 重視問題探究。
   4. 採用 CC 授權，允許使用者將教材改成現場需要的樣子。
   • 如同以下網址頁面中所看到的，我們會詳細列出目的、原理，以及活動材料與流程，最後最重要的包括影片說明與問題探討，讓授課現場的教師們可以參考與發揮。
     • 飛行火箭 網址：http://science4everyone.net/MediaWiki/index.php?title=飛行火箭
     • 磁浮賽馬 網址：http://science4everyone.net/MediaWiki/index.php?title=磁浮賽馬
     • 啄木鳥玩具 網址：http://science4everyone.net/MediaWiki/index.php?title=啄木鳥玩具
2. 課綱對應
   • 每個活動都有對應到主要的科學原理或觀念(由我們自主分類)，也同時對應到課綱的次主題，可以看到我們活動的分類都可以對應到課綱所需要的物質科學知識。
   • 次主題可參考教育部十二年課綱自然科教學主題與次主題(網址：https://www.k12ea.gov.tw/files/class_schema/課綱/17-自然科學/17-1/十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校─自然科學領域.pdf 十三頁表三開始)，我們也製作了資料表與其對應，如下推動「全民科學平台」企畫書/第三期所示。

立約承責

1. 由遠哲科學教育基金會提供服務學習時數證明。
2. 提供編輯群學生獎學金。