[段落一] 電路的複習

1. 先詢問學生有沒有接過電路的經驗。(好在幾乎都有。)

2. 在白板上畫了幾個部件:電線、電池、燈泡,詢問學生按照他們的經驗,這些東西應該怎麼連接,才能讓小燈泡發光呢?請每位學生先在實驗記錄本中畫下來。

3. 檢視每位學生畫出來的結果,會發現有些學生忘記電線應該分別要連接到電池的正極與負極。最後,老師在白板上呈現最基本的連接方法。

4. 說明接下來每個人要用真實的材料去組裝電路,但...有些前置作業要處理。


[段落二] 剪線練習與電路組裝

1. 展示包有塑膠皮的電線,詢問學生是否會剝線?

2. 一人發一條電線,還有一把剪刀,讓學生練習剝線。(這裡的學生手都滿巧的!)

3. 確定大家都能順順的剝線後,說明待會要進行剝線的小比賽,看誰能將15公分長的電線,在5分鐘內剪出最多小段有剝線的電線段(這是不是有專有名詞?)

4. 這個小比賽結束,學生理當也比較熟悉剝線的方法了,接下來要正式製作實驗用的電線。

5. 發給學生新的兩條電線(一黑一紅),請學生將頭尾剝線乾淨,然後給予鱷魚夾將電線與鱷魚夾組裝在一起(結果最難的似乎是組裝,而不是剝線。)

6. 發給學生電池一顆與發光二極體一個(此時介紹一下發光二極體的結構),請學生按照剛剛畫出來的電路圖組裝起來,讓發光二極體發亮。

7. 學生組裝完以後,會發現發光二極體沒有亮,為什麼呢?

                                         圖、學生正在小心的剝線。

                                         圖、實驗用的電線自己做。


[段落三] 造成斷路的原因討論

1. 重新審視電路結構,請學生思考為什麼發光二極體無法發光,並把可能原因先寫下來。

2. 統整出幾個可能:燈泡壞了、電池沒電、電路沒接好或是接錯、電線內部有某種阻隔、電壓不夠...

3. 因為已確定發光二極體是新的電線是新的、電池也是新的,學生檢查過電路有接好,所以考慮電壓不夠這個問題,學生說再多加一顆電池看看。

4. 再給予學生三顆電池,問要這麼連接手上這些材料,讓發光二極體發光呢?學生最後串聯了兩顆電池,就成功發光(只是滿微弱的)。我問要不要嘗試接三顆電池看看?不過測出來似乎亮度沒有差太多。

5. (悲劇要準備開始了)我說我們不要那麼辛苦的把電池串在一起了,現在每個人都可以拿到一個電池盒,這樣組裝電路輕鬆很多。

6. 請學生先觀察電池盒的結構,會發現它也是一種串聯的構造,黑線接到電池盒的負極、紅線接到電池和的正極。認識清楚結構後,請學生把電池裝上去,再連結發光二極體。可是...大家的發光二極體竟然都沒有發光!?(後來才知道我帶去教學的發光二極體跟我自己在辦公室測試的不是同一款,外表太像了沒注意到,而我給的電池盒要裝四個1.5V電池,電壓可能太高所以發光二極體都燒壞了)。

7. 當下因為沒注意到這點,想說剛好也是個機會教育,就給學生任務,要他們仔細檢視手上這些材料,看看到底哪裡出了問題。過程很崩潰,但也是很難得的機會非常仔細檢視電池到底有沒有裝反、電池盒連接鱷魚夾的部分到底有沒有接好、電力的部分確定沒問題後就逐一測試我帶去上課的所有的發光二極體...最後,只有一顆殘存可用。(老天保佑)

                             圖、把學生提出的可能原因條列出來。

                                          圖、學生嘗試串聯電池。

圖、為了讓學生有順序的測試,以找出問題點,我重新複習了變因的概念。

                           圖、學生正在幫我測試電路哪裡出問題了。


[段落四] 通路、斷路、短路與導體

1. 一陣崩潰後,再讓學生回到位子上收心,先統整跟電路有關的幾個觀念:通路、斷路與短路(因為有學生直接用電線連結電池正負極,發現整個裝置發燙了)。說明在接電路時盡量避免短路的狀況發生,要不然很耗電、又容易燙傷。如果發現短路的現象時,趕快把電路斷開。

2. 我們討論到斷開電路時會不會觸電的問題,所以大家開始思考觸電是怎麼產生的?哪些東西接到電路會導電呢?

3. 因為只剩一組器材可用,我請學生拿身邊的文具來測試,看看哪些東西與電路連接後可以幫助導電,讓發光二極體發亮。學生拿了剪刀、鐵尺、自動筆的前端、鑰匙、悠遊卡的晶片、筆芯...

4. 統整會導電的東西大多都是金屬製的,除了筆芯,是生活中常見,唯一會導電的非金屬物質。有學生問,老師那水不是也會導電嗎?因為生活中常聽到在很濕的地方用電器會有觸電的疑慮。

                         圖、學生拿各種物品來測試是否有導電性。

                           圖、人體會不會導電呢?學生表示害怕。


[段落五] 水溶液的導電性

1. 老師拿出一罐水(準備純水),倒一些在小容器中,討論如果水真的能幫助導電,我該怎麼將電路與水連接,使發光二極體發亮?

2. 準備迴紋針並將其中一頭凹直當作探針,主要是避免直接讓電線(或鱷魚夾)直接碰觸水,使生鏽容易發生。

3. 將線路連接好後,把探針插進水裡,發現發光二極體沒有亮,說明水其實沒有那麼容易導電,尤其是純水,除非給予的電力夠強。

4. 那生活中有哪些水溶液可能容易導電呢?老師將上次有測過酸鹼的水溶液拿出來讓學生一一測試。(我們用了紅茶、小蘇打水溶液、鹽水、糖水、醋、濃的雙氧水、檸檬酸、維他命C發泡錠...)最後發現不管水溶液是酸性、中性、鹼性,都有可能導電。但是中性的鹽水與糖水很有趣,前者會導電、後者卻不會。

5. 先簡單介紹那些會導電的水溶液都含有「電解質」。但為何糖跟鹽溶於水後會有導電性的差異?先把疑問放在心中,後續教到電解時再來討論。

                                   圖、哪一種水溶液有導電性呢?

                                      圖、這次實驗的結果整理。


#大反思

1. 這次顯示自己的電學基礎沒有很穩啊:P 竟然沒有想到發光二極體有承受電壓的上限,還以為買來的發光二極體都是劣質品。下次上課再跟學生補充吧。

2. 我覺得這次自己反應還算快,遇到中間的窘境時,還是有穩住要學生去想解決方法。做科學就是這樣嘛,你以為萬事兼備,結果在操作時就是會突然不順,但怎麼樣我們都得要緊牙關想出解決方案。這也是難得一次讓學生(還有我)體驗到做實驗崩潰的一面吧?

3. 前兩週的酸鹼,以及這週的電路,都是先幫這些學生奠定基礎,因為接下來的課程我們要討論「電從何而來」、要認識「電解」與「電離說」,如果沒有這些基礎知識的話,在接下來的課程我猜會辛苦許多吧?所以縱使這幾次課程都有些不順之處,希望還是有幫他們奠定一些底子。