下週是國中月考週,這週最後三節的理化課,因此在這次壓力課程中看到是趕課的狀態,不過也呈現出以探究的架構還是能很流暢的飆課程,功力深厚真不是蓋的啊。(趕快偷學好幾招)
(約7分鐘)
本來算算以為可以看浮力,但小p老師依照力的概念來做分類,於是先講了浮力,把壓力往後挪,因為「壓力不是力」。
從這樣的順序調整,切入壓力的課程。
用常見的筆壓手指示範實驗,在筆是合力為0的狀態下,比較手指形變判斷力與壓力的差異,並且詢問學生解釋,引出學生回答:因為「集中」,所以手指凹陷比較大。
(約7分鐘)
接著正式引入壓力的名詞解釋,英文pressure,聽過的課業壓力,或是正在經歷的掃地工作分配的壓力都在這邊作為對照,強調「多」與「集中」兩個名詞,然後引入公式F/A,把口語中的「多」和「集中」,對應到「力量大小」與「受力面積」。
然後使用500gw的大砝碼,請學生估算可能會產生多少壓力,因為已知重量(力量大小),所以要讓學生估算面積大小。
這邊是我印象很深,覺得很有趣的一小段估算活動,500gw的砝碼剛好形狀是六角形,讓學生要直接計算面積也不容易,在學生答不出來時,小p老師就用「會不會是100平方公分?」作為估算提示,10cm×10cm的大小對於學生而言比較具體,也很快可以發現砝碼底面積不可能超過100平方公分,差不多長寬都是10公分的一半,所以就可以幫助學生粗略猜測是多少來,我覺得這段活動的估算耗時不多,但讓學生思考可以更具體,也可以增加學生參與推論能力,接續著也讓壓力單位更加明確,而不是空泛的評分公分與克重的拼湊而已。
(6分鐘左右)請學生看課本文字敘述與圖片內容,總結前面所提概念,結合吸管尖端等生活經驗去描述壓力的影響。
(約10分鐘)
轉入液體壓力概念,此處簡單說明後就直接帶入學生體驗活動,使用飽和食鹽水、清水、工業酒精讓學生套著透明資料袋進筒子裡面感覺有何差異,此處加上透明資料袋會比較有擠壓感,沒有限定深度,只希望學生盡量不要讓液體跑入資料袋中。
有些同學覺得沒有差,也有同學提出「從酒精→食鹽水→清水中,可以感覺到壓力變大」,老師也適時提出「手在液體中深度不同會不會有差」等提示,讓學生可以去嘗試,結合游泳時的呼吸難易程度的經驗,引出深度的影響。
(約3分鐘)回到座位開始歸納同學的結論,引出
1.水深對於壓力的影響
2.同樣深度中,不同液體的壓力大小感覺:鹽水>水>酒精
此處學生發言時提出的現象敘述,可能會缺少條件限制,因此在引導討論時有提供鷹架「假設一樣深度,哪一種液體壓力會比較大?」來進行更完整的現象歸納。
(約8分鐘)
加入量化數據來支持剛才的「感覺」經驗,使用用arduino的液(氣)體壓力偵測計來進行,不過此時花比較多時間來說明測量時水深的差異(測量軟管進水時,要看液面差距來判定水深)。
延續上一段「體驗活動」的結論,針對「深度」與「液體密度」來進行測定,看到數字的基本變化佐證前面的結論是否適當。
說明測定注意事項的同時,也解說壓力計使用的單位(帕),與地理課中氣壓使用「百帕」的關係,但因為牛頓為三上課程才會使用的單位,也有向學生解釋單位定義會國三再進一步說明。
先進行同樣清水中不同深度的數據觀測,接續改成食鹽水與酒精的液體壓力測定數據。
學生也嘗試自己調整不同深度來進行液體壓力測定,一邊觀察液壓數字變化。
發現深度與液壓的關係,深度越深,液體壓力越大。
然後在工業酒精這邊,因為深度不夠,特意額外加入酒精讓深度一致,順帶強調深度是「控制變因」時,比較不同密度液體對於壓力的影響。
(約2~3分鐘)這節課很流暢的到一個段落,總結課堂發現,提出影響液體壓力的兩大因素:液體密度與深度。
而這裡還利用實驗數據,提出一點讓學生討論:裝三種液體的容器大小有差異,但是不同容器大小中的「水(液體)量」,是否有影響「壓力大小」?
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課程到這邊一個段落,可以看到小p老師在課程安排上前後有一些環環相扣的地方,和我自己相比,雖然我同樣也會引入生活經驗與地理課程中百帕等既有單位的統整,但這堂課程中,有具體的現象與感受可以輔助學生的思考,也將數字直接具體化,實際測定的過程很明確的「感受」到自然現象,然後再引導學生將這些老師引導發現的現象去整合,回歸到課本上的定義與公式,讓整個課程可以明確聚焦。
中間學生雖然也有提出碰到酒精有人覺得涼與熱的差異,但也很快帶過酒精遇水是放熱反應,讓沒有讓這種歧異變成卡關的問題,真是很有意思的一堂課。
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