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2010年4月20日 星期二

利用PhET來進行碰撞學說的課程

PhET裡面,有針對反應速率的模擬。該程式很適合用來講解濃度和溫度如何影響反應速率。以下是課程的片段:


在這個模擬器中,學生可以看到分子必須經過碰撞,才能發生化學反應。並且必須要是「有效碰撞」才行。

反應式是一個置換反應:AB+C -> A+BC

一開始,只放了一個AB分子和一個C分子。在空間中,花了很久的時間才撞到(還不一定發生反應)

接著把溫度提高,學生發現分子運動的速率變快了。於是這裡就可以問學生:

「運動速率變快,對反應速率增加的幫助是什麼?」

學生通常會先回答:「碰撞的頻率會增加」

然後也可能會想到「碰撞時的力量會增加」,用行話說起來,就是有效碰撞的機會增加了。

接著,在空間中各放5個AB和5個C,讓反應物的濃度都變成5倍。學生很容易可以發現碰撞的機會增加很多。另外學生還發現了在反應產生的時候,溫度會上升。於是在這邊也可以討論放熱反應與吸熱反應。

2010年3月26日 星期五

電子白板在理化教學的應用4-虛擬電路實驗

在上學期教過電路的原理之後,就丟了一個主題讓學生去想:如何用兩個開關控制一個燈泡。例如在一樓的時候,將四樓的燈泡打開,上到四樓之後,再把同一顆燈泡關起來。兩個燈泡可獨立控制一顆燈泡。這當然是很簡單的電路,不過對沒接觸過太多電路的學生來講,這可不容易。
在進行這個課程之前,已經讓學生想過這個電路,介紹過這種開關的種類(切到兩邊可以接通不同的線路)也實際買了開關讓學生去操作,用三用電錶測試等等。
這一節課,就讓學生利用PhET互動式教具來將電路設計出來。

有學生成功的畫出圖後,就請他到台上來演示。有趣的是,這位學生平常相當安靜,在課堂上互動也不多。結果在這個課程裡面,表現相當活躍。操作PhET,一下子就上手,相當熟練。

課程後段,補充電容和電感的性質。讓學生實際上接上去看看效果,結果學生居然也可以注意到電感在交流電上有整流的效果。



我覺得上課採取叫多元的形式,好像可以刺激不同類型的學生投入課程。或許有學生對傳統的課程接受程度較低,或許在操作電子白板或是電腦時,會展現一些天份出來。

另外,如果應用Gogork的話,應該可以更好。就是把學生在電腦上的作品直接打上電子白板。這樣就可以直接在上面討論學生的作品,而不需要學生在台上重劃一變。

電子白板在理化教學上的應用3-PhET互動式教具

PhET是科羅拉多大學所建立的一個網站,裡面有一大堆設計精緻精美的互動式教具。都是用Java寫的。之前的文章有做過簡單的介紹。

裡面雖然有中文翻譯,但是我想藉由這個機會讓學生看看英文網站,順便練練英文也很好。所以我就先不跟學生介紹中文網站的位置。

我先在每一台學生的電腦都安裝了PhET的單機版,讓學生開啟後,開始介紹裡面關於最近課程內容的教具。接著讓學生點選到磁力線、電磁鐵和地磁主題的教具,開始操作。



這個實驗,也是一定要在實驗室操作。但是虛擬實驗教具的優勢在於,裡面可以放進一大堆的磁針,這個在教室裡面不太容易做到(不然就是花個一千塊錢買個一百個來做實驗也可以啦)。另外在電磁鐵的單元裡面,可以看到直流電和交流電電子流動的方向,這也是實體實驗做不到的。