2020年7月12日 星期日

觀課紀錄:小p老師的壓力課(2)

(約3分鐘)接續上一節課,小p老師說明液體壓力公式,液壓=高度×液體密度背後的意義,使用兩個不同長度的透明管,學生用手掌擋住管子底端,感受水的重量壓在手上的感覺,不過可惜這段沒有時間讓學生慢慢體會,主要只有談到液體壓力的意義,強調高度與液體重量對於液體壓力的感受。



如果是一般班級課程,我自己應該不會選這個演示活動來操作,雖然用水可以很方便感受壓力的意義,但是我坐在比較後面其實看不太清楚液面變化,接下來的透明軟管看液壓比較適合課堂演示。



(約4分鐘)這邊也是讓學生看到液體高低落差會產生壓力,讓水從軟管中噴出來,為了先專注在液體壓力的差異,為後面連通管原理做鋪陳。讓學生觀察,一般站立高度和老師站在椅子上,兩種液體變化的差異。

(約3分鐘)接著稍微解釋一下課本內容,確認學生能理解液體壓力的特性,稍微提及與容器接觸面的解釋後,再進入下一個段落。

(約7分鐘)使用在筒子不同深度打洞,看水噴濺距離,一連三個活動都是強調深度和液體壓力之間的關係,用具體的現象來歸納出深度的重要性,這也是小p老師課堂上很大的一個特色,這些活動演示難度不高,但是安排的順序都是扣著課程內容重要的原理,讓現象跟科學名詞之間能夠加深結合,學生可以有具體的思考畫面,幫助他們理解。

然後使用像雨鞋進水、泳池深度等,帶入不規則形狀的流體深度判定問題,讓學生思考,如果無法直接判定液面高度,該怎麼做,讓學生可以進一步了解什麼為「在液體中有相同深度時,壓力會相等」。


(約7分鐘)接下來一段時間,是使用電腦軟體Algodoo模擬液體變化,因為Algodoo可以模擬很多現象,所以課堂中就利用這樣的模擬,讓學生預測接下來可能會發生什麼事,接著實際模擬一次,看看與一開始的預測是否符合,再進一步說明這些現象背後的原因。

 這個段落的討論主要是讓「壓力」又扣回「力」,以液體壓力與水中木頭撞擊的關係,補上因為調整課程順序,所以前面談及浮力時,並沒有深入討論的壓力對於浮力的解釋,以液體壓力公式簡單運算導出浮力的公式。

(約三分鐘)然後進入當液面不平衡時,壓力差異與液體可能發生的變化,讓學生運用壓力的理論進行現象預測,此處也順帶提到地理中的風,是由壓力大往壓力小部份進行。雖然因為時間受限,沒有著墨太多空氣和液體此類「流體」的性質,但也讓學生有一個基本的認識。

這樣的預測活動,也方便帶入連通管原理的說明。
(約3分鐘)使用一般水杯裝水,讓學生預測傾斜後會發生什麼事情,然後直接傾斜讓學生看變化,不斷用具體現象呈現出液體壓力平衡狀況,加上一開始不同高度的軟管水壓變化,簡單地將連通管原理說明清楚。


最後使用的器材也很簡單,一大一小兩個針筒,中間用軟管相連,然後就是直接體驗帕斯卡原理,老師輕鬆推著小針筒,學生卻要很用力推大針筒,這樣直覺的體驗很快就能進一步說明背後原理。

然後提及液壓機等機械運用,以受力面積與液體壓力的關聯性,談到如果能夠增加大面積,就能產生相當大的力,從針筒類推到以1:50000的面積來運算,此時也向學生提出問題:「增加5萬倍的力,需要付出什麼代價?」而在學生無法回答這樣提問時,使用大小針筒彼此推動,讓同體積的液體進出不同針筒,看到針筒活塞移動的距離來提示學生,讓學生可以順利作答出和移動距離有關,最後則以日常生活中的千斤頂來說明「產生很大力量」與「移動距離小」的可能運用。結束了第二節壓力課程的進度。

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