2013-12-20

使用Excel讓學生做溫度變化曲線圖(熊本県高森町立高森中学校)

10/30 下午 熊本県高森町立高森中学校

課前介紹

高森學校給人溫暖的感受,
從校園木造建築、學生的少年消防隊、和善的校地配置,搭配上和煦的陽光,
讓人尚未上課前就給人好舒服的感受,加上我們參訪後樂器室裡頭傳來學生社團活動練團的聲音,好想要這樣子上班的感覺呀。

在他們校歌的部份還特別提到了火山,阿蘇火山不愧是當地人相當重要的指標,
另外也在DM當中有一份研究發表會,課程內容包括了國社會理科數學道德等科目,有小學有初中,相當具有奮進心。
校訓是「禮節、自學、健康」簡單六個字表達了身為學生所應進的本分甚至是人生的道理。

觀課記錄

今天參訪的單元是物質三態變化,4人/組,6組。
主要活動:利用酒精加熱到沸騰的過程,記錄溫度-時間變化,利用Excel作圖,並進行發表討論

教師一開始要學生回憶某液體時溫度和時間曲線變化圖,
學生很有趣的都比出了倒著溜波浪溜滑梯的手勢出來,
教師利用大螢幕電視show出圖示,
接著說明今天要使用酒精來做加熱記錄的活動,
並要學生預測今天的曲線看起來會如何,
有三種預設答案,分別統計有多少人後教師說明活動中該如何操作,
學生領完器材後就開始動作。

針對學生進行分工,
一位負責讀溫度計讀數、一位負責將數據打進Excel、一位負責讀秒,剩下的一位則是協助。
學生對於本生燈是有訓練過的,熄火後,都還會將源頭關掉。
水在等待加熱到沸騰時,學生會進行筆記本上的撰寫。
其中讀秒是30秒讀數一次,共進行六分鐘,全班一起利用螢幕上倒數計時同時讀秒。
學生開始動作後,本生燈接上、開火加熱水,在水沸騰了之後熄火,
之後將成有酒精的試管放入其中,溫度計懸掛於內,
進行初始溫度量測以及後續讀秒。

完成曲線後,教師指導學生如何將圖表上傳到前方螢幕,
教師並排各組數據後,統整出結論,
學生依老師在黑板上寫的四步驟寫在筆記內:預想、實驗、結果、考察(討論)。

討論的部份教師會抓一些關鍵字提示學生,
所以在考察中教師要學生利用定型文來撰寫,內容必須含「狀態變化」、「溫度」兩個詞,
希望可以使學生在這堂課當中寫出「物質狀態變化時,溫度會維持穩定狀態」這樣子的句子出來。

在本堂課中使用ICT教學(電腦資訊輔助教學)的好處在於曲線可以由Excel直接繪出,
取代原本學生必須要利用密密麻麻作標線來標出溫度和時間的關係圖(但翻學生筆記發現仍有此步驟過,所以事先有進行相關教學後來才以ICT來協助,這是比較妥適的,學生才會知道圖形代表的意義為何,且也具有手繪圖的能力),且作圖速度快,又能直接上傳大家一同來進行比較。

本課堂設定的30秒記錄一次溫度可能間隔時間太長,
酒精一下子溫度就竄升很快,馬上就達到溫度維持沸騰的狀態,
這樣子設計實驗有個缺陷就是學生無法看出氣態物質溫度變化,
如果能使用固態物質、液態物質、氣態物質三態都有的物質可能會使得曲線闡述會更加完整。(使用水是是一個老梗的好方法?)

最後公布酒精的溫度曲線變化圖,並完成筆記的撰寫。
他們所使用加熱用的板子不是國內慣用的陶瓷纖維網,而是一片合金鐵網,
不生鏽、中間孔隙密,看起來是比較好用的材質。
學生的筆記撰寫是自己寫的,圖自己畫,比較沒有學習單的規劃加入,
和我在上課的方式是比較接近的,固然會比較花時間,
但學生如果訓練得當,自己完成的筆記比較具有個人風格和多變化性。

學生操作實驗時會將桌面東西收拾下去抽屜,
即便電腦和本生燈在同一桌面,也沒有見到學生慌張操作的狀況,
因為使用本生燈,所以三腳架也比較高。

課後問答

  • 有關於本生燈的操作在學生第三次上課時就會進行教學,內容包含了開火、熄火,每位學生都必須經過確認會操作。是沒有考慮過酒精燈的。
  • 筆記本的批閱大致上會一學期兩次,以往用過學習單,但是發現學生只會填充方式來進行,因而捨棄不用。
  • 課綱修訂之後是否有教學上的改變?回答說因為課綱後來強調學生的語言表達,在仍要進行實驗活動的狀況下,則轉化為小組討論來做為表達力增強的方式。
  • 教育當局若沒有ICT補助的話,後續如何因應?因為當局目前要著重這一塊的輔助教學,所以在經費上面應該不是問題,加上ICT有影片可以播放、在圖表和表格呈現製作上又能有馬上可見的成效,對於團體討論實驗數據是相當方便的工具。
  • 面對少子化的問題?日本不得有跨學區就讀狀況,所以這是一個全國皆然的情形。

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