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　　　　　　　 2005-05-20　* 第7期 * 　本報由 945eNet康軒資源網 發刊
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科學魔法車　有趣的通電實驗教學經驗分享
　　　　　　　　　　　　　　　圖˙文／東南技術學院　曹齊平 老師

創意教學自製電學教具

　　我任教於東南技術學院自動化工程系，喜歡創新教學並自己設計製作實驗教具，三年前開始嘗試改造玩具車給學生做電子學方面的實驗；剛好兩年前唸小四的兒子班上徵求義工爸爸，我自告奮勇帶著十幾套自製玩具車教材去兒子班上教學生實驗，發覺學生都非常有興趣，給我很大的鼓勵，於是從那時起，我便決定把這套教材設計發展成中小學生適用的教材。

　　市面上也有許多電子實驗套件，但是電路都太複雜，不是中小學生所能理解。因此我特別針對中小學生設計了很簡單的電路，在光影控制實驗中只用了6個電子零件，紅外線感應的實驗只用了8個電子零件，聲控實驗只用了9個電子零件。我採用俗稱麵包板的電子實驗板，因為這板子長得很像切成一片片的土司麵包，麵包板的好處是所有零件都可以重覆插上、拔下，不必用電焊接固定，實驗完成後拔下零件，下次又可再次使用。

　　　
　　▲曹老師在深坑國小指導小朋友自製玩具車情形　 ▲玩具車實驗的材料，主體以一部玩具車、電池座
　　　完成的玩具車會沿著黑色的線走。　　　　　　　 和麵包板為主，再配上一些電子零件。

讓學生用感覺來學會物理現象

　　由於實驗中的麵包板上有350個小孔，其中相鄰的五個孔成一組，內部有銅片相通，因此若有兩條電線需要連接在一起，只要把這兩條電線分別插入這同一組五個孔其中的任意兩個孔，這兩條電線就接通在一起了。

　　我設計的講義上，第一個實驗是讓發光二極體發亮。發光二極體只要一點點電流就會發光，但是不能直接通電，否則電流太大會破壞發光二極體，因此要在電路上串連一顆電阻，把電流降低。講解完後我就讓學生進行實驗，當實驗成功後，接著再讓學生變換不同的電阻，看看發光二極體的亮度有何不同，學生會發現電阻值越大的電阻，發光二極體越暗，因為阻力越大電流就越小，這就是歐姆定律。

　　我並沒有教任何數學公式，而是讓學生用感覺來學會物理現象。
　　學生經由動手操作，自己想出答案然後我會問：如果在電阻旁邊再並聯一個電阻，發光二極體會更亮還是更暗？大多數學生都回答：更暗。然後我會再問同學一個問題：一條河流上有一座橋，後來旁邊又加蓋了一座橋，可以通行的車子變多還是變少？學生都答：變多了。然後我再問兩個電阻並聯後，發光二極體變更亮還是更暗？這時所有的學生都答對了：更亮。我並沒有告訴學生們答案，而是他們自己想出了答案。

　　孩子們日常生活中點點滴滴的體驗是非常重要的，這些體驗常常不知不覺地幫助孩子進行學習。溜冰能幫助孩子們了解反作用力，塞車可以幫助孩子學會歐姆定律。當孩子在浴室裡玩水時也先別急著斥責，因為孩子可能正在進行流體力學的實驗呢！

　　　
　　▲曹老師設計的第一個實驗，讓小朋友從實驗中 　 ▲延續第一個實驗，曹老師把電阻換上感光器，
　　　發現影響發光二極體變暗或變亮的因素。　 　　 讓小朋友實驗黑暗中會發光的發光二極體，體
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 　　 會所學與生活息息相關。

讓學生們知道他們所學的和日常生活息息相關

　　然後我請學生把電阻取下，換上光感測器，把手遮在光感測器上，發光二極體就變暗了，放開手指又亮了，因為光線會激發光感測器材料的電子活潑，於是就更容易導電，使得發光二極體更亮。路燈到了晚上自動會亮，傻瓜相機在黑暗中自動會閃光，就是因為有光感測器。我讓學生們知道他們所學的和日常生活息息相關。

　　接下來我規畫的實驗是黑暗中自動會亮的發光二極體。當實驗成功後，孩子們都驚喜萬分。把發光二極體取下後換上電晶體與繼電器，讓玩具車在手影之下會自己動起來。如果把光感測器取下換成紅外線發射器與接收器，玩具車遇到障礙物就會自動停止或是轉彎，或是會沿著地上的黑色路線前進。此時我就會講解紅外線的原理及日常生活的運用。

為了好奇心而學習

　　我已辦過二十多場針對中小學生或老師的研習班，孩子們不是為了文憑，不是為了謀生，純粹是為了「好奇心」而學習，上課專注投入，這讓我很有成就感。學生專注實驗的神情，是老師們教學最大的目標與安慰。

　　科學精神、實驗態度是非常重要的，在小學階段就必須要培養，這對他們未來的學業、工作和生活都非常重要。現在社會上很多迷信、詐騙事件，如果這些受騙者多一些科學求證的態度，相信詐騙事件必定減少很多。

　　　
　　▲實驗成功後，小朋友得意的看著車子自動行走　 ▲曹老師認為教育中最有價值的是引發學生好奇
　　　自如。 　　　　　　　　　　　　　　 心，讓學習變得更有趣。他不畏寒風塵僕僕的
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 開著科學魔法車到處散播實驗的樂趣。
教育中最有價值的部份

　　學生對科學實驗非常有興趣，兒童天生是好奇的，雖然他們可能不完全懂電路原理，但是認識了電阻、電晶體、發光二極體……之後，他們知道了電阻可以讓電流變小、讓發光二極體變暗；知道了電阻並聯後電流會變大、讓發光二極體變更亮；他們認識了紅外線感測器，體驗到紅外線是看不到的。除此之外，他們或許也發覺了動腦筋是很有趣的，學習是快樂的，這才是教育中最有價值的部份。

科學魔法車材料與教案

　　基本主體：線控玩具車、三號電池座、小麵包板。想辦法把這三樣東西組合在一起。

　　電子零件：電阻、電容、發光二極體、光敏電阻、編號4069的機體電路、電晶體、繼電器、紅外
　　　　　　　線發射器與接收器、電容式麥克風、單心線。除了玩具車外，所有電子零件都可在電
　　　　　　　子材料行買到。

　　由於篇幅所限，在此僅列出一個基本的實驗：圖一為電阻的並聯及串聯。若有興趣可至曹老師的網站下載其他電路圖，網址是：http://www.me.tnit.edu.tw/~me017。如有問題，也歡迎以e-mail與曹老師聯絡：tcping@mail.me.tnit.edu.tw。

　　		  
   
 
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本文轉載自軒國小自然與生活科技通訊第4期•Copyright© 2004康軒文教事業股份有限公司•未經授權禁止轉貼、節錄