化石大發現的前導

以往做化石大發現時的動機引起覺得薄弱，

今年由怪誕蟲著手，說明重建圖的變化有賴科學家的新發現：

1. 怪誕蟲化石發現
2. 微網蟲的發現：在《25種關鍵化石看生命的故事》這本書中只提及了因為化石保存相對完整，Lars Ramsköld 對照更多化石後提出了怪誕蟲是顛倒著狀況，書中描述不太確定是什麼資料導致翻案的結果，但論文上述及的是，僅確認了身體前後側的部分，以及其他相關化石的兩側骨片位置，書中編排後續的圖揭露其他的葉足動物爪子的部分，說明怪誕蟲復原圖的下方應該是有爪子的足，上面的刺或許是突變出來的一部分，而不是腳。
3. 怪誕蟲第二列爪子的影像發現：新的影像證據是使用不同的影像處理方式如紫外燈、加氯化銨來找到如同爪子的影像才有這樣的翻案。
   

為了讓學生可以感受猜測的感受，給學生看某化石圖片猜可能是動物界的哪個類別，因為構造學生猜多是螺、菊石這類的軟體動物，大致討論後再放上當初對於重現圖也有多種版本，順帶提及有關軟骨魚形成化石的不易，前面都是為了要讓學生知道科學家也都是在猜，但必須是有根據地猜。順帶一題的說某動畫把怪誕蟲拉進來詮釋是巨人由來的部分，把足化成肋骨的部分，就是把它當成脊椎動物了的想像力延伸了。

到此再進行化石大發現的活動，並於活動前說明仿製化石課程實施端看學生這節的表現，整體感受起來，動機相對滿點。

參考資料：

1. 25種關鍵化石看生命的故事：化石獵人與35億年的演化奇蹟。唐納‧波瑟羅（Donald R. Prothero ）。ISBN：9789862355442。
   線上部分英文版就有相關的圖可上課用。https://books.google.com.tw/books?id=QjkjBQAAQBAJ&printsec=frontcover&hl=zh-TW#v=onepage&q&f=false
2. The second leg row of Hallucigenia discovered. (1992: Lars Ramskold. Lethaia, vol. 25, pp. 221-224)
   https://www.academia.edu/1781263/The_second_leg_row_of_Hallucigenia_discovered_1992_Lars_Ramskold_Lethaia_vol_25_pp_221_224_
3. The Cambrian Lobopodian Microdictyon sinicum 1995
   https://libknowledge.nmns.edu.tw/nmns/upload/bulletin/000000052/209000c/199506-1.pdf
4. 旋齒鯊相關  https://fossil.fandom.com/wiki/Helicoprion

miniscope 製作方式

之前去科工館擺攤，把所有積木塞進去扭蛋殼裏，並且畫了扭蛋版本的圖，作爲製作過程的說明書，科工館的鄭瑞洲副研究員打算在之後科工館活動將之作爲活動贈品，希望有機會可以推廣出去！

這邊用到的材料比較難處理的是物鏡，因爲不同的焦距需要不同的物距，爲了方便瞭解，在帶老師製作時，是從方格紙作業開始，利用給定的焦距，如下圖，f1 = 6mm，f2 = 8mm，在方框等於 20 mm （即爲積木邊長）的狀態下，設計出適合的鏡頭組。

我將成像過程作成了投影片，可以一步驟一步驟往下按，後來又串成影片，方便暫停播放，並且新增不同的 f1焦距爲 = 6mm，提供兩種不同的物距鏡片，但事實上肉眼所見的倍率差異並不大，但可藉此於八年級說明物鏡長短對於倍率大小的物理成像意義，相對於七年級時用背的來得有體驗感受。

最後是拿了現成切片玻片的成像效果，用手機翻拍

松橫切

蒼蠅口器

洋蔥根尖

洋蔥表皮

草履蟲

兔睾丸

蚯蚓血管

地錢藏卵器

地錢藏精器

水螅觸手

渦蟲

miniscope 製作方式

因為說明書畢竟是還要說明，所以新增影像來輔助

電池串聯燈泡更亮，學生：「電壓上升，與電流何干？」

上電流單元時，我遇到一個很大的問題是，電池串聯下，燈泡變得更亮，學生認為是電壓上升，他們不能理解電流也跟著變大，影響其功率，一則是歐姆定律還沒上、以及電功率。

問了

• J 同事，她偏好這是一個實驗結果，以我們觀察到安培計接上時有注意到安培計變化、當然並聯伏特計時也會觀察到這變化，就是這樣的變化讓燈泡有不同的呈現。
• Y 同事則建議利用類比的方式來進行，如車子從銀行載錢出去花費，載越多的錢可以換得更多物質（或稱能量消耗），車子回來銀行再載錢時，就相當於電池供電補充電位能的意涵，串的電池多、載的錢也多，所以電流也跟著變大。但沒有歐姆定律，有點難講。
• L 同事回歸到水流來比擬，提昇的水多、流出來的也比較大、同時這些水的位能也比較高。

這篇文章記錄經歷是：

1. 給學生實作電壓檢測。
2. 電流檢測實作我來示範，遇上電流這個問題，接著我為了解決這問題，有學生問說那就趕快講電阻歐姆定律。
3. 兩個小活動以連結電阻概念。
4. 電阻值檢測。再回來講這個問題。

問題發生後，我以電子花車鋼管女郎的說法來類比：

電子花車上的鋼管女郎表演可以讓民眾很瘋狂，

類比為電池提高電位後的電流可以讓燈泡發亮，

群眾會因為一台緊接著一台的電子花車而愈加興奮（這是電池串聯），

興奮的不只是花車、還有上面的女郎們（這是電流總輸出）。

若車子並行前進，同一側的民眾只能看到一台而已（這是電池並聯），

因而並得越多台、裡面的女郎就越可以輪流出來，如此的表演就不會那麼累、可以表演得久一點（電池並聯可以延長作功時間），

若學生問電器並聯呢？

大概就是講成群眾分好幾群並排，想當然要讓那麼多群的人都看到，就必須派出更多的鋼管女郎（以此說明並聯電器耗電加快），

若群眾排成一長路，這一長路綿延10公里，那鋼管女郎當然沒力持續下去，群眾就很不high了（電阻大、電流小、電阻平均功率低）。

實作

爛電錶

在上電流前，因為實驗室實施補強工程，為一組一份、方便攜帶到班上實作，之前買的便宜小電錶（便宜到品質爛到一種極致）要來實作電壓的部份，但測試線不斷損壞，我把外殼挖洞、麵包線卡進去裡面，讓學生將測試線插在麵包板上來進行，小燈泡使用的是額定到6.2V（直流變壓器切到12V是也沒燒掉啦，只是給學生看電壓升高對燈泡亮度影響，時間不要太久就沒事），因為實驗室的鱷魚夾大多都硬化了，為了取代鱷魚夾，燈泡鎖到燈座後把銅片焊上針腳，以固定在麵包板上。

如何接電路得多講幾次，然後每次都有人問為什麼叫做麵包板

在上電壓的時候，增加電池燈泡可以更亮，我給學生用鎢絲燈泡、為了講解多個電器並聯串聯，方便搭配麵包板時，給了LED燈泡。電源的部份提供了三號、還有18650、5V行動電源，其中要充足說明安全使用方法如短路、不同形式電池最好不同時使用等。

把材料放進去回收飲料杯

電流實作跟電阻量測很像，我就乾脆跟下一個電阻的實作並在一起。

兩個小活動

南版 p.143 , book5

課本有個附註表格，呈現不同電流值通過人體的感受，實際用了低週波產生器讓學生感受肌肉不自主抽搐是什麼感受，利用加大的電流以及改變貼片間的距離，問受試者感受差異，如一開始為上臂，再來為上臂到下臂之間、再來是脖子後方到下臂，也將貼片貼在不同人身上，讓他們互握手或接觸不同部位，請受試者比較，這是當做下一個單元電阻的鋪路。

這位勇士放兩腿之間啊

比較跟表中不同的是，隨著電流變大，同學都是肌肉先抽搐、不自主、才會刺痛，不是像表格裡說的先刺痛才有後續，當然這麼寫是因沒考慮到電壓的部份，若是高壓低電流，當然也會刺痛。

然後跳到了第六冊的電流熱效應，說明若將剛剛的電流持續不斷增加會怎樣呢？

坤龍大師歡樂的七彩大熱狗上場啦！

操作時必得有安全考量上可切的開關，讓學生判斷叉子如何插效果才好？

實際觀察熱狗過程中哪部位有顏色變化、為什麼會沒熟？

接下來插LED燈泡，根據腳位走向與間隔距離猜對哪個會亮、為什麼有此差異？答對的可吃熱狗！

也可改變熱狗大小、或並聯串聯熱狗，問操作方法導致成為熟食的速度差異，整體下來會玩到一節課....

電阻檢測

要學生會用一個電錶，不斷地轉不同刻度、並切換並聯或串聯來量電壓電流、根據轉的刻度讀出不同的數值，有障礙。分組操作以來，大多是組內一個大家公認比較在狀況內的人動手，其他人依據他指示給予協助、看量測數據、記錄繪圖等，但還是會有下圖的狀況發生，學生會說：「老師爆表了唷，讀不出來唷」。

串聯兩顆，記錄電流

呃...轉盤指著 500 DCmA ，請串聯吧

嗯，我比較想爆他的頭。

到底是像課本那樣，給兩個錶比較好，對不對？而且考試的時候，電路圖就是要會配置，用課本的伏特計和安培計分開定比較符合考試目的，但真實狀況沒有人這樣做了唷....學生還是不會怎麼辦，教啊，反正電錶相對便宜....這樣嗎？

至於原本的問題解決了沒，或許吧，小考才知道，該說有歐姆定律真好嗎？

浮力第一節課，先回到壓力

壓力上完後，今天要上浮力，
黑板上複習一下壓力的公式 p = F/A = hD，

然後大家回憶一下舉起豆子這件事，

學生知道壓力的差異後，我拿出了布丁，

說小時候吃布丁都直接攪爛用吸的（就示範吃了一個），

並且好奇電視廣告上焦糖在上方晃來晃去的布丁怎麼弄出來的？

又拿了一個，顛倒過來給學生看，「為什麼他不會掉下來？」

前一節課，倒立了一個附矽膠蓋的滿水杯，放在學生頭上，當然沒有濕，

但是這活潑的學生為了抵抗大氣壓力自己用力的拉了杯蓋下來弄溼了自己，

今天我拿著打開的布丁，他說來來來，放他頭上，然後嘴巴是張開的。

「為什麼不會掉呢？」

馬上有學生說是壓力的關係，只要底部打個洞就好。

「是的！」

以前布丁盒底部有一根塑膠棒，現在不知是脫模成本較高是不是？

沒有了這根塑膠棒，我拿了大頭釘往底部一扎，布丁馬上掉了下來，

在黑板畫上內外氣壓一樣，但布丁杯壁撐不住本身重力，所以掉了下來（我又吃了一個），

真是很有學問的布丁啊。

接下來放了跟在地球比起來真是可憐無法吃美麗布丁的太空人吃布丁的影片，

影片中他只能擠出布丁來吃，因為沒有重力，所以會亂飄，跟學生說他們上廁所也會遇到許多困難，

沒有重力的幫忙只能使用壓力差來協助吸取。

然後利用祁明輝老師有效教學時提供的浮力講義提到的問題，我修改了一下：

• 手持籃球，放開會怎樣？
• 手持的時候，力圖怎麼畫？
• 準備一個大水桶，裝水，球放在水裡，籃球有中線，請學生猜測是中線上方、下方或是中線剛好？
• 如何讓水切齊中線？
• 若全部到水面下要怎麼做？
• 若到中線叫做F1、全部到水下叫做F2，兩者大小關係為何？
• 若到水面下不夠，要在壓到容器底部，叫做F3好了，跟前面的比較又為何？
• 若上升的力量分別是B1、B2、B3，那三者比較大小又為何？

請問浮力哪裡來？學生回答壓力的關係！！！
我指著剛剛黑板上 p = hD，說不同深度提供不同壓力，

來說明「上下壓力差導致的浮力」這件我覺得很難的事情。

再來發雞蛋、裝一半水的飲料杯、鹽，

過去根據雞蛋在水中沉浮狀態可以判斷新鮮與否，今天提供的雞蛋全都下沉，

請學生慢慢加鹽巴，讓雞蛋位置發生改變，

學生會發現鹽巴加太多就沉不下去了，他們就在去加水，調整到在正中央的就可以吃剛剛的布丁。

最後結論籃球和雞蛋，浮力和體積、液體密度有關！而浮力來自於壓力差！

用棍子舉起裝滿豆子的瓶子

有個活動標在摩擦力單元當做課程開始前的暖身，
把罐子裡裝滿豆子，使用一根筷子插入後，可以舉起來，
我把它改在摩擦力單元結束後，上壓力單元時，
翻回去單元起始頁時，問學生課本上說的真的做得出來嗎？

剛開始做時用了一支木頭鉛筆、小飲料杯，以及一大包黃豆，
結果失敗了，學生說我沒有按照步驟，先裝八分滿壓緊，再倒滿再壓緊。
我請這位同學來協助緊壓後，還是失敗了。

學生說用鉛筆不行，太滑了。
「好，那我們用這一位同學的防滑自動鉛筆，應該可以提供比較強的附著力吧？」
還是失敗。

學生又說黃豆不行，要用綠豆或米，因為課本這樣寫。
「那你們覺得這樣比較可行嗎？」
對阿，這樣接觸面比較多。這裡可以作為壓力單元開始的伏筆。
「真不好意思，我手邊剩下的豆子只有紅豆跟花豆，好像沒有更小的了耶。」這些是捉放法豆子，上面一堆標記。
「不然就用這黃豆看能否成功吧，若怎樣做都不行，我再去生米出來。」

學生說可能飲料杯太矮了，要高一點，
於是我們換了大杯 700 c.c. 飲料杯，還是失敗。

學生又說，開口必須要跟課本一樣是個瓶子，杯子上面要縮起來的口，
於是我們花了一分鐘倒光一位同學的寶特瓶，甩乾之後避免這些豆子發黴後就開始重複上面的事情。

這次夠深、但是筆實在太短了，沒辦法埋到底，再拉出來，我們需要一個可以搭配得上寶特瓶的棍子，
有學生拿出上次家政課勾圍巾用的木棍，我問他們這跟那麼細，若根據同學說的要接觸面積大的話是不要要粗一點？

但是沒人有更粗的長棍子，其實我有，只是沒拿出來。
這時候，同一位同學拿了三根出來，
「噢，太好了，那請問各位要集中還是分開比較容易成功呢？」
兩種回答都有人選，
「請問集中的表面積總和比較大還是分散呢？」我問。
大多同意分散，那我們就先作分散的好了，

再請最激動的同學出來幫忙，這位男同學一直幫忙出了很多意見，
但是還是失敗了。

換到我示範，一邊講話回應同學說這跟人品有關的玩笑言論時，
偷偷將三根棍子用力往下插，然後提起來就成功了，
換回原本的同學時又抽了出來，
主因是他沒有用力往下插，所以又失敗一次，
又換我來時只留一根，複述同學說的這可能跟人品有關，也成功了，
後來跟同學說必須要用力一下，當然，後來這位同學也成功了。

說明帕斯卡原理以及舉兩三個例之後，學生還是不易感受「水深壓力大」這件事，
就拿來跟那個把豆子罐舉起來的活動來類比，
豆子越深、越不容易插進去，較深的豆子承受較大壓力，且壓力會傳達到每個方向，就是帕斯卡原理，
不易插進去外，提供的正向力也比較大，因而摩擦力大，可以把罐子提起來。

手繞喇叭

2013年去日本參訪時，上到電磁感應的演示老師利用喇叭製作給學生探討電磁感應，
給每組學生實作不方便的點在於各組需有功率放大器喇叭效果才出得來，
沒放大需再加個麥克風給學生聽，不然就像耳機一樣小小聲而已。
要多組放大器時比較花時間金錢的，這件事情就一直在腦海裡。

後來發現些微動手處理一下，即可製作出多組放大器供學生使用，
而開了一個手作喇叭的研習給老師們來進行製作。

目標原設定在提供不同線徑、不同材質杯子、不同線圈數、不同強度釹鐵至少四種變因來討論喇叭發聲效果，試著帶老師作一輪的結果發現作一個單體就要兩個小時多了，要探究這幾個變因只適合自己先完成16個直接給大家作討論。

製作過程簡單，只要把線圈繞好，固定於紙杯底部，基本上就完成的單體本身，
我把所有東西都放進咖啡杯，上課要演示時只要帶著這個咖啡杯就好，
製作單體時要注意的小地方有：

完成總成圖

• 纏繞的線圈直徑要大於磁鐵直徑，在這裡我使用3號電池來纏繞，纏得很緊會使得線圈出不來，為了好拿出來也可以先貼一圈紙、再反貼膠帶上去，紙和紙之間摩擦力會小一點
• 選用的紙膠帶是6mm，將紙膠帶反黏於電池，有黏性的朝外，留紙杯直徑長度出來繞，纏的時候線圈不能超過膠帶寬度，多出來部分要反折一些回去，用來上膠以黏在紙杯底部用
• 線圈可能是兩三層，最後上完後要上一點膠，可以固定住不會跑掉，保險起見最外面再上一層膠帶。

其他只是晶片與線材連結而已，線材連接幾樣要特別說明，是花較多時間的地方。

紅點為鬚焊接的點

• 晶片周圍焊接上排針公頭
  
• 音源線，有左聲道、右聲道和接地線，把他們三頭分出後接進杜邦母座裡，事實上這裡左右聲道不分也沒關係，重點是挑出接地線是哪條
  
  
  
  
  
  
  
• 電源供應我使用行動電源，把USB兩側各接條麵包線出來就好，記得用電錶判斷一下哪邊是正極。我也做了鱷魚夾版本，用在電解、電鍍、以及判斷電解質時都有用到
  
  

  

  100Ω + 紫光LED 檢測電解質用

  
  
• 喇叭輸出端其實只要兩端都母的麵包線即可，因為單體的部份我也把漆包線焊上排針，而原本作鱷魚夾的目的是也可以夾現成的喇叭單體用

開發過程當中遇到的困難有：

1. 要如何固定磁鐵與線圈？
2. 磁力線如何分布效果最好？
3. 線徑使用多少？線圈要繞多少？阻抗如何計算？

我發現：

1. 圈動式與磁動式喇叭對紙杯喇叭來說沒那麼的絕對，我利用了鐵絲來協助固定釹磁鐵，若沒了鐵絲，其聲音大小有顯著差異，所以其實圈動和磁動同時發聲對教學現場效果較好，但這不是一般喇叭的設計。
2. 拿一般的永久磁鐵，都比線圈產生的磁力要強得很多，所以喇叭製作時，重點不是線圈要多圈，應該是磁力要夠強的磁鐵，本來想以電磁鐵來提供磁場，但這樣磁場也太小了，故要得到大聲的喇叭，要想辦法讓圈動式與震動體連結緊密。許多單體的設計是山形磁鐵，線圈繞於山字的中央，此時磁力線可垂直穿過線圈，而我所製作的版本只是釹鐵置於線圈一側，磁力線發散穿過線圈而出，對於繞「較高」的線圈來說，效果有限，或許也可以嘗試繞同心圓較多來取代「較高」才能比較得出來？可以的話，下次想嘗試使用環形釹鐵來製作看看。
3. 後來參加了虎尾高中辦理的高瞻計畫研習，製作彈跳鋁環教具時知道了串連電容可以減小阻抗、效果可以更好之後才明白有些功率放大板的電容效果目的為何。

用積木演示演化篩選歷程

故事是亂編的，主要呈現篩選過程發生：

很久很久以前，這世界上有許多不同形狀和顏色的積木，
但是好景不常，積木們歷經好幾次的災難，
首先罹難的是黃色星星形狀的積木，他塞不進去紅色的圓形、正方形、三角形門，沒辦法生存下去跳海了，
陸續罹難的包含所有黃色的積木，
紅色災難結束後，剩下的積木又陸續遭遇到綠色、黃色、以及橘色劫難，
從此以後只留下一種形狀的積木，他就是五邊形積木。

往後當五邊形發展出自己的族群和高科技後，
他們不斷地挖掘出過往的積木們，
並且永遠猜不透到底是發生了什麼事情才導致那些長得像現代積木的傢伙們全部滅絕了。

演化拉霸機

利用演化骰訓練學生述說兩種演化模式，

骰子做起來花時間，改成拉霸機修改增加項目就快速許多，

我做了兩個版本，一個是四個變數、一個是部位和變化互相搭配的版本，

平常上課沒使用電腦與投影片，是以電視播放隨身碟內的圖片和影片，

所以就利用螢幕錄製試算表的隨機變化，如下兩個影片：

不過其實改成三變數的話，就用拉霸機就可以了。

http://slot.miario.com/machines/144296

人特別愛找原因，好似找到原因問題就解決了，

經過這樣的練習之後最怕學生以為找到原因就找到了答案，

尤其學生認為的答案通常是唯一答案，

演化是複雜的交互作用結果，

須提醒學生即使重頭再來一次也不一定會有一樣結果。

莫耳數的繼續

承續第一次提過的莫耳概念，對學生來說莫耳、粒子數量、原子量和分子量都是新概念，

從質量到莫耳、莫耳到分子數量，要學生計算兩次是不容易的，舉例讓學生來類比較好想像，
學生活動兩個
1.請他們從生活中舉例，藉由學生的舉例，引導入莫耳概念
2.練習莫耳和粒子數、質量間計算。

舉的例子如下：

說明跟福利社阿姨買礦泉水的時候，

可以說要一瓶水，也可以說要600c.c.的水，阿姨都會跟你說這10元，

那要兩瓶或者1200c.c.時，阿姨都會說這20元。

我請學生照樣造句，句子裡要有三個單位，

而且說出 A單位 和 B單位都可以相對相對應的C。

消化過同學天馬行空的例子後，我寫下：

一莫耳的碳原子有12克，共有 6 × 10²³ 個。

事實上，我們去福利社買水不會說要1200 c.c

因為單位要換兩次，阿姨會說你來亂的喔！

所以多用了一個常用單位夾在兩者中間，像這樣：

600 c.c.  ← 一瓶水 → 10元

1200 c.c. ← 兩瓶水 → 20元

同學例子

也可改寫成這樣：

5坪  ←  1  間單人房 → 住 1 人

10坪 ←  2 間單人房 → 住 2 人

通常房客訂房時我們不會說要10坪，會說要兩間房。

還有像是

30kg ← 1 箱茶葉   → 12包

如果改成衛生紙

3kg   ← 1 箱衛生紙 → 12包

你換不同的東西，雖然中間和右邊的數值及單位都一樣，

但左邊會因為他的本質而改變基本的物理性質。

也是同學舉的例子：

100g ← 1 包餅乾   → 6片

我若改了餅乾為其他食物

60g  ← 1 包口香糖 → 6片

你看這組的例子

800 g ← 1 袋蘋果 → 8 顆

若改買葡萄

100 g ← 1 袋葡萄 → 8 顆

如果一起買，就是

900 g ← 1 袋蘋果和1 袋葡萄 → 各8顆

所以我寫的這句，一莫耳的碳原子有12克，共有 6 × 10²³ 個，可以寫成這樣：

12 g ← 1 莫耳的碳 →  6 × 10²³ 個

綜合以上，有三件事情：

1.有些單位在某狀況下不好用，我們不會說要買3kg衛生紙或者是60g口香糖，所以要增加一個好用的：莫耳

2.中間那個物品改變，左邊跟著會變：不同物質有不同質量

3.而且可以加在一起唷！：分子量從原子量來

如果我改變這個中間的莫耳數， 

12 g ← 1 莫耳的碳 →  6 × 10²³ 個

改成 2 莫耳，左邊要填什麼？右邊要填什麼呢？

?  g ← 2 莫耳的碳 →  ?  個

如果有 6 × 10²⁴個碳原子，中間要填什麼？左邊要填什麼呢？

? g ← ? 莫耳的碳 →  6 × 10²⁴ 個

如果有 60g 的碳，中間要填什麼？右邊要填什麼呢？

60 g ← ? 莫耳的碳 →  ?  個

再來，我們換中間的碳，改為氧原子，又該填什麼呢？

如果是碳和氧化和在一起的一氧化碳，若有 1 mole ，是幾克呢？

我們學過原子構造後，知道了元素符號、知道週期表上的常用化合物中元素帶電量後就能寫出化合物，

就能計算出分子量，因為前面講過化學反應表示以及平衡方法，今天學的是莫耳數和質量、分子數轉換，

最終目標就是能把一個中文的化學反應，寫成化學反應式，然後給予某一個物質，希望你能藉由算出係數關係算出反應物有幾公克，

這是製造物質過程相當核心的概念，也是各種工業的基本，希望你們可以理解為什麼要學這些東西。

下個單元，我們就是做這樣的連貫！