頻率與週期-討論與傳達

今天讓學生用「週期」造句，句子裡面必須包含「週期」這兩個字，具體的時間和事件

結果學生大當機，彷彿在自然科的課程中不需要語句一樣，要在自然科中說出超過兩個字好像就要他們的命一樣...

處理完之後，再用「頻率」作一樣的事情，然後請他們比較這兩個詞，我們在使用時的差異...

這些事情的理解，遠遠比我們想像中的困難。我覺得以往真的太輕忽了。打迷糊仗，以為他們會寫計算題，寫出數字，就是知道意義了。其實還真的不一定哪...

什麼是波

讓學生說出生活中跟「波」有關的詞彙，他們說我就寫上去，說出來的就這些。另外一組還有說小波（順便複習完了天線寶寶）卡波（不認識）波卡什麼的...

總之就把所有的詞彙都列在上面，然後下一步，請他們歸納找出其中的「相同處」，然後他們就會發現那些「小波」「波音七四七」「哈利波特」這些是無法被歸納的。於是就只好自動捨棄。

照片上面被劃掉的，不是我拒絕了學生提案，而是就是他們發現沒辦法討論相同處。

接著討論相同處的時候，就會發現我們會用「波」來命名的現象，都會有擾動、傳遞等特徵在。包括動感光波這種其實是人類的想像產物，但是人類在幫這個想像產物取名的時候，取名為「波」就是因為它仍然具有相同的特徵。

然後今年居然有同學說「波紋」。對！就是JOJO的波紋！這也太古老了吧天啊！波紋比替身更老ㄟ！真是嚇死我

好所以即使是波紋、龜派氣功波或是動感光波、小波、波音也都是可以在課程中被討論的。不用怕學生開玩笑亂說。他們開玩笑，我就認真面對，照樣來討論

相同處談完，談相異處。這裡就會引出不同的介質，甚至沒有介質這件事情。

學生說光的傳遞不需要介質。我問：你們怎麼知道不需要介質？他們說，因為太陽光傳到地球不用介質。

我說：你怎麼知道太陽到地球中間沒有介質？有沒有什麼證據可以證明？

學生說：因為沒有空氣。

我問：沒有空氣那你怎麼知道有沒有其他介質是給光走的？

這些問題的來源，就來自於科學史了。這個不存在的介質叫做「以太」或「乙太」。就是乙太網路或是雷神索爾其中一集裡面那個以太...

這段科學史很有趣。假設了有乙太之後，去研究現象。最後由邁克生-莫雷實驗證明了乙太不存在。這個是少數近代物理裡面我有辦法聽懂的內容啊嗚嗚

但上課沒時間講，就簡單跳過。總之確實光的傳遞不需要介質，是電磁波。到這部份就規範了國中自然科中，要仔細談的波，其實是力學波而非電磁波

波以耳的元素說與火柴火箭製作

上課人數：8人
年齡分布：四～六年級
學生類型：自學生
上課時數：2.5小時
----------------------------------

[段落一] 認識古代的元素理論

A. 三元素說與四元素說

1. 老師先複習上週提到的鍊金術的起源、提問讓學生回憶三個階段的故事。
2. 藉討論歸納出鍊金術帶來的好處有哪些。
3. 上述過程中會再提起古代的元素說，老師宣告古人認為所有的物質都是由元素組成。但元素究竟是什麼？元素又有哪些？
4. 觀看影片<化學之父-波以耳(上)>，過程中請學生留意鍊金術師所說的元素是什麼。
5. 看完影片後，提問請學生重述三元素說與四元素說的提倡人，以及這些學說的內容分別是什麼。
6. 老師一邊與學生討論，一邊帶著學生將這部分的知識整理出來。（這邊是先幫助學生建立整理重點的能力）
7. 詢問學生：影片最後提到這兩個學說都錯，為什麼錯呢？

圖、老師帶著學生一起練習整理重點。

B. 四元素的煉金體驗活動

1. 老師展示手上的樂高，說明古人認為元素組成了世界上所有物質，元素就像是這些樂高，待會要讓大家用樂高體驗一次四元素說的煉金理論。
2. 發下一人一包樂高，然後展示投影片，請學生用手上的樂高，拼出投影片上的圖示。
3. 小試身手後，帶著學生幫不同顏色的樂高定義成四元素說裡的元素：紅樂高是火元素、藍樂高是水元素、橘樂高是土元素。
4. 讓學生猜猜看，那風元素是哪個顏色的樂高（剩下白色與綠色），討論一下後，老師定義風元素是綠+白的組合。
5. 接著展示第二題，請學生用這四元素樂高，拼湊出投影片上的圖片（條件：每個元素都要用上）。
6. 拼湊完後（看註解1），請每位學生分享自己拼完的結果，可以發現每個人的拼法都有些不同，但的確都拼出相同的圖樣，而且都用上了四元素。那麼誰是對的？
7. 老師展示自己的解答，討論：為什麼只有老師的這個版本才是對的？有任何合理的理由嗎？
8. 最後展示第三題，同樣讓學生嘗試用四元素拼湊，但此題有陷阱，因為必須將風元素的白樂高與綠樂高拆開才有可能拼出來。這裡老師不用再強調風元素不能拆解，就讓學生嘗試（註解2）。
9. 學生感到焦頭爛額時再發下提示卡，請學生按照提示思考要怎麼拼湊（通常還是拼不出來，除非想到要把風元素拆解）。
10. 最後請學生停止動作，老師展示圖示讓學生觀察。（學生驚呼：原來可以拆開！！）
11. 討論當初拼不出來的原因有哪些，收斂到古代人以為水火風土是基本的元素，但其實他們並不是構成物質的最基本單位，以風元素為例就知道，其實還可以拆成白樂高與綠樂高，這兩個才更像是元素。也因此，古人發現有些東西就是無法用煉金術煉成，就是因為他們沒有掌握到最基本的物質。

圖、帶著孩子比較每個人用四元素樂高堆疊的結果有何不同？

//註1// 拼湊過程原本應該還要給提示卡，但是發現學生拼得滿快的，就決定不給提示卡，看看學生會如何運用四元素拼出相同的圖樣。
//註2//我好像在做第二題時給錯指示，有說到風元素不要拆掉，所以學生後來發現可以拆時，就感覺被騙了ＸＤ。我覺得也可以解釋成，古人（我）非常相信風元素就是最基本的元素之一，所以沒想到原來還有更小的組成。

[段落二] 波以耳的元素說

A. 認識波以耳的論點

1. 與學生說明波以耳發現了古代煉金術的問題，後來也被尊稱為化學之父，請學生待會仔細看波以耳提出哪些論點反駁煉金術的三元素與四元素說。
2. 觀看影片<化學之父-波以耳(下)>（個人覺得看到影片中煉金術師被抓走就好）。
3. 提問讓學生重述波以耳反駁的三個論點，並與學生討論反駁的重點是什麼。
4. 提起重點：波以耳認為元素是組成物質的最基本的單位。

B. 拆解蛋糕活動

1. 老師說明待會我們要嘗試拆解一個物體，看看元素到底是什麼。
2. 發下一桌一張蛋糕卡，請各桌學生討論這個蛋糕的組成。
3. 老師帶領學生一起拆解這個蛋糕，用心智圖的方式繪出蛋糕的組成。
4. 大概畫了三輪，就可以把肉眼可見的組成拆解完。問學生是否還可以再拆成更小的東西？（學生回答可以，只是不想再畫了ＸＤ）
5. 重新收斂一次：波以耳認為元素是組成世上所有物質的最小單位（註解三）。

//註3// 現在知道構成物質的最小單位並不是元素，還有更小的東西。可以強調這裡是波以耳當時的想法。這也與當時的技術有關。

圖、利用心智圖拆解蛋糕的組成。

[段落三] 實驗課：火柴火箭實驗

1. 實驗前說明實驗安全守則，因為會用到火，而且會有發射的動作，需要有相對應的防護措施：準備濕抹布與戴上防護鏡。（學生有回答那射到身體其他地方怎麼辦？好問題，若可以的話，就準備實驗衣給學生穿吧～）
2. 準備播放影片<自製火柴火箭>，請學生注意看實驗步驟。
3. 老師一段一段暫停，將每個步驟的重點寫在白板上，也要求學生寫在實驗記錄本上。（目的是待會能看著步驟好好操作，同時也強調寫清楚實驗步驟的重要。）
4. 確認學生知道步驟後，發下材料讓學生動手製作火箭。
5. 老師巡視，觀察學生的處理手法，可以發現學生常常會忽略掉一些細節、或是沒注意到製作的小撇步。老師可以斟酌全班的狀況，一對一解釋，或是帶著全班一起做某步驟。
6. 完成火箭後，請全班戴上護目鏡集合到發射處，輪流施放。
7. 操作時會發現很多火箭是做失敗的，這時請學生將結果記錄在實驗記錄本上，並且嘗試寫出「失敗的可能原因」。
8. 看時間狀況，讓學生多做幾次，並作紀錄。
9. 活動收尾，請學生收拾環境。
10. （最後讓學生嘗試點火柴，因為很多人都沒摸過火柴..)

圖、學生按照步驟製作火柴火箭。

圖、為什麼有人戴護目鏡可以戴得那麼潮？

＃大反思

1. 其實在今天的提問過程中，發現學生幾乎無法針對問題的重點去回答，也就是說之後的問答過程要再設計詳細一點，而且要教學生什麼是「針對問題本質回答」。
2. 拆解蛋糕的過程中，學生一直嚷嚷著問為什麼不是切真正的蛋糕？（ＸＤ）但其實說真的...可以這樣做沒錯誒，而且學生應該更有感。不過考慮金錢成本（買蛋糕的錢）與時間成本（切蛋糕吃蛋糕花掉的時間），就覺得還是專注在畫心智圖比較好。
3. 今天在提問時也發現，有學生可以很快回答我問題，但是很多人還在思考中，這樣會造成都是只有某人回答問題，之後要有意識的讓每個人都能回答到。
4. 雖然我這次盡量控時讓實驗課有一個小時的時間，但是再扣掉安全守則、筆記抄寫等工作，實際操作時間又被壓縮了，導致最後我沒辦法再花個十到十五分鐘帶大家收斂這次實驗學到的幾個事項。（原本今天想提安全守則、實驗的各種小撇步、以及介紹「變因」這個概念，又得往後延了ＱＱ）
5. 實驗操作時也能明顯觀察到每個學生的個性，有人會不斷嘗試、有人失敗時會自怨自艾、有人很注重細節、有人覺得大概就好。這些細節都很需要時間帶大家反思回顧，這也意味著，得把實驗課的時間再拉長才行。
6. 以目前的安排來看，課程還是塞得太滿，沒關係，再精簡吧～～

圖、小孩的筆記展示。

煉金術與史萊姆製作

上課人數：8人
年齡分布：四～六年級
學生類型：自學生
上課時數：2.5小時
----------------------------------

[段落一] 煉金術的歷史三部曲

A. 第一部曲：埃及篇

1. 先展示老師製作的繪本頁面，說明今天會帶著大家認識煉金術的歷史，並且完成自己的故事線草圖。
2. 播放影片<湖之鍊金術師>至3分47秒，提問幫助學生回想起埃及的煉金術發展的重要事件與關鍵詞：翠玉錄、亞歷山卓圖書館、四元素、催化劑...
3. 在白板上帶著學生繪製第一段故事線。

圖、老師版本的煉金術故事線。（有很多英文是為了幫助某幾位自學生完成，因為他們平日語言是英語。）

B. 第二部曲：阿拉伯篇

1. 繼續播放影片至5分56秒，提問幫助學生回想阿拉伯煉金術的發展與關鍵詞：希臘火、智慧之家、融合中國埃及與印度的煉金術...
2. 重新回顧：從埃及的煉金術，到阿拉伯的煉金術，究竟他們有沒有煉出黃金？沒有的話，那煉金術是否就沒有用了？引導出幾個因煉金術而產生的重要發現或發明（這次要介紹的是「催化劑」與「化學實驗器皿」兩項）。
3. 與學生討論「什麼是催化劑」？原本預想是把催化劑三個字寫在白板上，請學生就字的意思去猜催化劑的功用，不過有小孩很快速地就答出來了。我靈機應變反問：「生活中有沒有哪些很常見的現象可能是催化劑造成的？」藉由一些提示讓學生想到「可樂加曼陀珠」的實驗，可樂因為加入曼陀珠，冒泡的「反應突然變得激烈」。（原理上這不是催化劑的實際應用，但強調的是反應加劇的特徵。）
4. 實地進行可樂加曼陀珠的實驗，讓學生親眼觀察氣泡劇增的現象。

＃反思

一開始上課我的腦袋還沒開，原本催化劑的活動應該放在第一部曲來做，但我忘記了，後來就決定順延（包含器皿的介紹，我也改到第三部再做）。可樂當時也沒順利產生氣泡，可能可樂買太小瓶，後來改大瓶的才有明顯效果。（BTW，今天意外發現學生都沒有親自玩過這個活動。）

圖、我們先用小瓶的可樂測試，發現效果很差。

C. 第三部曲：歐洲

1. 繼續播放影片至結束，同樣以提問方式收斂關鍵詞：賢者之石、科學革命、三元素、醫藥煉金...
2. 再問一次煉金術雖然失敗了，但是煉金術帶給人類的重要發現與發明有哪些？
3. 老師說明接下來要帶大家仔細觀察偉大的實驗器皿發明。

＃反思

畫繪本故事線比原先預期的困難，需要多留一些時間一步步帶著學生畫才行，今天時間不夠，所以就沒要求每個人都要畫了。

[段落二] 認識實驗器皿

1. 老師逐步展示手上的實驗器皿，並介紹這些器皿的名字（燒杯、量筒、錐形瓶、圓形燒瓶、滴管、漏斗）。
2. 將實驗器材放在學生桌上，請學生將這六個器皿畫在繪本上，並且旁邊附上器皿的名字、形狀特徵、以及可能功用等資訊。
3. 請學生分享他們的觀察與猜測，慢慢收斂出每個器皿的設計原理以及實際功用。

#反思

1. 因為時間有限，我發現今天最適合的方式是：一一拿出器皿，直接與學生討論形狀特徵與功用。
2. 但如果時間夠的話，我會想要：給予學生器皿與寫有器皿名字的紙牌，讓學生先嘗試配對；接著是給予正確答案後，請學生觀察、描繪器皿並猜功能；最後請學生分享與討論器皿真正的用途。

圖、學生將六種器皿畫到繪本上，還要寫上形狀特徵以及可能功用。

[段落三] 史萊姆的製作

1. 宣告待會要做史萊姆，並詢問學生是否有製作史萊姆的經驗。（發現有經驗的學生很少呢！）
2. 老師簡單說明待會每個人會拿到的實驗器材、概述會用到的所有藥品。接著老師帶著大家用實驗筆記本繪製實驗記錄表格。（說明要記錄藥品的重量或體積、以及試做成果）
3. 老師簡單說明史萊姆的製作步驟，但沒有給予更細緻的流程說明，所以藥品的用量、藥品混合的順序等，全部都由學生自己去嘗試。
4. 實作開始，老師隨時幫助有疑問的學生，同時也請有製作經驗的學生擔任小助手，幫同學解惑。
5. 實作結束，請學生回座，討論剛剛實作遇到的所有問題，並分享實驗失敗時的感受。
6. 老師分享心法：「遇到問題要感到喜悅」、隨時鼓勵自己說出「interesting, and why」、說明「科學家就是為了解決問題而存在的」。
7. 連結古代的煉金術，說明當時的人也是什麼已知都沒有，但也是藉由反覆地嘗試，並且記錄過程，才逐漸找出最好的結果。

圖、學生一邊製作史萊姆、一邊將藥品用量記錄下來。

＃大反思

1. 今天我的腦袋沒有打開，有很多環節操作不流暢，但好險有認真備課，至少八成有照流程走。
2. 今天預期的教學內容塞太多了，光是畫繪本就很花時間，繪畫器皿的特徵也是，這些內容其實紮實得上可以用到四節課吧。所以今天太高估自己了～
3. 原本史萊姆製作的教學流程是：先詳述史萊姆的標準製作方式、實驗筆記的紀錄方法等；然後請學生先試做第一次史萊姆、紀錄過程、分享結果並討論過程中還有哪些細節要注意；接著詳細確認作史萊姆的所有細節後，讓學生嘗試三、四次史萊姆的製作，最後分享實驗數據與最佳配方。
4. 今天因為前面花了太多時間，決定立即修改實驗操作的重點：體驗實驗的混亂。我故意讓學生在缺乏足夠資訊的狀態下嘗試製作，讓他們先感受到實驗失敗的挫敗感，再與他們討論失敗的感受、失敗的原因、下次可以改善的方法等（剛好前面做可樂實驗時也失敗了，可以重新討論一次失敗這件事）。希望就算沒辦法在今天紮實的教到實驗的方法，也至少能將實驗的態度傳達給他們。（但這意味著我下次的實驗得把今天的份補回來了ＱＱ）
5. 預定後面的課程還有很多細節想教，這代表我需要更多時間才行（只是不可能再加時了），看來我這學期的自我練習是有意識的刪減，盡量去蕪存菁。

科學的起源

上課人數：8人 年齡分布：四～六年級 學生類型：自學生 上課時數：2.5小時 ----------------------------------

[段落一] 認識彼此

1. 老師將跟自己有關的詞彙（包含興趣、專長、個性等）散亂寫在白板上，請學生猜老師是一個什麼樣子的人。 2. 發下基本資料表給學生，請學生花個五～十分鐘填寫。 3. 老師說明自己今天的任務是藉由這些基本資料，快速地認識每位學生。（途中盡量用全名叫學生，幫助記憶） 4. 翻開空白繪本，請學生寫下第一個問題：「你心中的科學長什麼樣子？」老師同時說明這個問句的意思，幫助學生想像。（因為這個問題很抽象）。 5. 請學生分享自己對科學的想像，給予回應。（學生一開始都不太敢表達，要多鼓勵他們） 6. 老師說明今天的課會帶著大家了解科學是什麼。

圖、基本資料表格式。

[段落二] 科學的討論

A. 觀察與描述體驗
1. 說明等下要進行一個挑戰觀察力的活動。
2. 規則：在10分鐘之內，盡量將教室內看得到的物品，寫到便利貼上，但不能重複。一張便利貼寫一個物品，就得一分。如果一個物品又加上適當的描述，又可以再加一分。看10分鐘內能否全班湊到60分。
3. 遊戲練習：針對教室內某一個物品為例，請學生盡量觀察該物品，說出它的特徵。
4. 遊戲開始，老師隨時鼓勵學生，多描述物品。
5. 時間結束，老師一同帶著學生檢視便利貼上的答案。
6. 討論：為什麼要進行觀察力的挑戰遊戲？觀察與科學有什麼關聯？
7. 說明觀察是從事科學的起點。

＃反思 便利貼應該要故意只給三十張以內，這樣學生才會為了湊到60分，努力幫物品加上描述。

圖、學生正在進行觀察力體驗活動。

B. 科學的起源與神話觀
1. 播放影片<科學的起源>至4分28秒處，提問幫助學生回顧影片的內容。
2. 討論古人為什麼要思考「火從哪裡來」？續問「為什麼古人要為火的來源找一個解釋？」引導出，當找出一個解釋後，可能就能掌握著這個物質。
3. 接著說明要讓大家進行一個跟想像力有關的活動。學生須根據拿到的現象卡，先說出現象的內容，再以神話的方式說明現象產生的原因。
4. 以「魚死掉了」的現象卡當做例子，讓學生先說說看有什麼神話的解釋方式。
5. 接著在三個桌子上，各放一張現象卡，各桌的學生先說清楚現象的內容，老師確認無誤後，學生以心智圖的方式，寫出這個這個現象的神話觀解釋。
6. 約莫十分鐘後，請各桌的學生分享現象與神話解釋給其他學生聽。（先講出現象是什麼，再說故事）
7. 討論：神話的解釋對現象有沒有幫助？如果沒幫助，我們應該會怎麼做？

圖、學生以空白繪本畫心智圖

C. 神話觀v.s.科學思維

1. 繼續播放影片<科學的起源>至5分43秒，再次收斂神話觀解釋無法解決問題。
2. 繼續播放影片至結束，提問讓學生回顧影片的內容。專注在泰利斯藉由「觀察」現象、並提出「合理的解釋」，成為科學之父。
3. 請學生回到心智圖上，針對同一個現象，在心智圖另一側寫下比較符合科學的解釋。然後分享給大家知道。
4. 討論：什麼叫做「比較符合科學」的解釋？引導出一個合理的解釋應該要有機會被證明。
5. 再次收斂科學是「藉由觀察，並提出合理的解釋」。

＃反思 學生容易跳過「說清楚現象」，而急著說出這個現象的理由。當時有馬上做澄清，但是以後可以多注意這件事，要請學生先說清楚現象，再給予解釋。

圖、學生正在看科學影片。

D. 介紹科學方法

1. 預告下週會進行實驗，讓大家體驗一個科學家會經歷的所有流程。
2. 提問：哪些事情跟「科學」有關？請學生提出想法。最後引導收斂出科學方法需要經過觀察、提問、搜集資料、設計實驗、紀錄、討論與發表等過程。
3. 用「科學能力」的方式更簡要的說明這個歷程中，每個人會獲得的能力：覺察力、想像力、分析力、規劃力、實踐力。
4. 期許學生在經過這學期的課程，培養自己這些科學能力，成為一個優秀的科學家。
5. 回到一開始的基本資料表，請學生自己判斷現在這些能力，分別獲得多少分，誠實的畫在雷達圖上。

  

[段落三] 下次課程預告

1. 說明下週要做史萊姆的實驗。
2. 請學生分享自己做史萊姆的經驗（用過什麼材料、用什麼比例調配等）。
3. 說明下次實驗時，會練習用科學的方法記錄做史萊姆的過程。
4. 下課。

＃反思 
1. 忘記要再回顧一次今天學到的東西有什麼了。
2. 到了活動後半段，學生雖然很認真，但可以感受到他們開始疲憊了，之後要多設計轉換的活動與橋段。
3. 利用空白繪本做筆記效果看來還不錯，希望能繼續使用。