1、資訊融入自然與生活科技領域教學實務分享以透鏡及光的三原色單元為例,台中市立居仁國中吳智偉,壹、研究動機在自然科教學中，教師們常利用實驗及各種情境來進行教學，但各種教學設計，往往是以教師的角度為出發點，所擬定出來的教學策略。但學生的學習成效未必達到教師的預期，尤其是具備抽象概念的光學單元。因此本研究以透鏡及光的三原色為主題，針對本單元相關的概念施行前測、答題分析、設計及使用教學媒體、施行後測，最後比較學生在教學前後概念的改變。,貳、研究方法在學生學習完光的直線前進單元中，引導並建立學生對於光的基本認識。其後，再針對透鏡及光的三原色，施行前測，及答題分析，俾以了解學生之先備概念。,參、研究內容,一
2、、實施前測-透鏡及光的三原色概念問卷,二、透鏡及光的三原色前測試題1,1.在一桌面上中間放置一凸透鏡，在其左邊點燃一蠟燭，右邊放一白色螢幕，則可見蠟燭成像在螢幕上，如下圖所示：請問為何蠟燭可以成像在螢幕上？,(A)因為蠟燭所發出的光經透鏡反射後繞過透鏡而在螢幕上成像。(7人)(B)因為蠟燭所發出的光經透鏡偏折（折射）後會在螢幕上成像。 (25人)(C)因為蠟燭所發出的光照在透鏡上時，透鏡會產生一相同大小的像投射在螢幕上成像。 (6人)(D)因為蠟燭的光會平行穿過透鏡而在螢幕上成像。 (10人),從答題狀態我們可以發現，許多學生仍以先前學習過的光的直進及反射概念來解釋光穿透透鏡的現象。,前測試題
3、1 答題狀態與分析,2.續上題，若將透鏡的上半部，用不透光的紙遮住，如下圖所示，請問在螢幕上會不會有像產生？,二、透鏡及光的三原色前測試題2,(A)不會，因為光被紙遮住了，所以螢幕上不會有像產生。(4人)(B)會有像產生但所生成的像只有原來的下半部，因為部分的光線被紙遮住，像的亮度只有原來的一半。 (15人)(C)會有像產生，但是所生成的像上半部因較少光線通過故較暗，而像的下半部亮度與原來的一樣。 (24人)(D)會產生一樣大小的像，但是因為部分光線被紙遮住，因此像的亮度會比原來的像少一半。 (5人),從答題狀態我們發現，許多學生從光的直線前進單元學習到光被不透明物擋住時光將無法穿透的概念，便
4、推理出，當透鏡上半部被遮蔽時，光的強度將減弱。,前測試題2 答題狀態與分析,3.續上題，若將蠟燭改成一顆紅色蘋果，如下圖所示，請問在螢幕上會不會成像？,二、透鏡及光的三原色前測試題3,(A)不會，因為蘋果不是發光體，故不會產生光線所以不會成像。(22人)(B)會，因為蘋果會反射光線，可把蘋果視為發光體，故螢幕會成像。 (17人)(C)會，因為透鏡可將蘋果的影像吸收、儲存起來再發射到螢幕成像。 (8人)(D)會，因為蘋果本身顏色很鮮豔，所以可以穿過透鏡成像。 (0人),從答題狀態我們發現，許多同學將反射的概念融入本題中考慮。另外，由分析的結果可推論，此題目設計並不完善，在未表明環境光線的情況下，
5、會使學生猶疑是否考慮光的反射現象。,前測試題3 答題狀態與分析,4.如下圖所示，當手電筒所發出的白光照在紅色可透光的玻璃紙時，則在白色螢幕上會產生什麼現象？,二、透鏡及光的三原色前測試題4,(A)因為玻璃紙可透光，故螢幕會產生白色的像。(0人)(B)因為玻璃紙可透光，再加上玻璃紙本身的紅色，故螢幕會產生白色與紅色混和（粉紅色）的像。(16人)(C)因為玻璃紙只能讓紅光通過，故螢幕上會產生紅色的像。(31人)(D)因為玻璃紙只讓紅光穿透，因此白色的光被擋住，造成螢幕上會出現黑色的像。 (1人),從答題狀態我們發現，約有2/3的學生具備玻璃色紙能過濾色光的概念，並選出正確答案。,前測試題4 答題狀
6、態與分析,5.當一綠色物體被紅色的光照射時，我們所能看到物體的顏色為何？,(A)綠色，因為物體本身為綠色，故物體會反射綠色的光到我們的眼睛。(2人) (B)比綠色還暗一點的顏色，因為紅色配綠色會使顏色加深（紫色）。(20人) (C)黑色，因為紅光照射在物體上時，紅光會被吸收，但沒有綠光被反射出來，故物體變成黑色。(19人) (D)紅色，因為紅光照在物體上，勿體會反射紅光到我們眼睛，因此我們感覺物體是紅色的。 (7人),從答題狀態我們發現，部分學生將色光疊加和色彩混合的概念重疊，由舊經驗(使用水彩混色結果)推論光的顏色疊加。,二、透鏡及光的三原色前測試題5,前測試題5 答題狀態與分析,6.小明使
7、用圓形凸透鏡做蠟燭成像實驗，在螢幕上可看見一完整蠟燭，若他將透鏡的邊緣遮蔽如下圖，遮蔽部分佔全部鏡面面積的一半，使光線從中央部分穿過，則在螢幕上所看見的像為何？,二、透鏡及光的三原色前測試題6,(A)像只會顯現出蠟燭的中間部分，因為蠟燭上下被遮蔽住而無法透光。(9人)(B)像的長度會縮小，但還是一完整的像，只是會比先前的像較不亮。 (23人)(C)像的大小與先前的像一樣，但因為進入透鏡的光較少，所以會比先前的像較不亮。 (8人)(D)像的大小與先前的像一樣，但因為進入的光會被聚集起來，所以亮度會比先前的像較亮。 (7人),從答題狀態我們發現，學生將光被不透明物擋住時光將無法穿透的概念推理至本題
8、，認為透鏡被遮蔽後將變成比較小的透鏡，因而產生的像也會變小。,前測試題6 答題狀態與分析,將光的直進及反射定律的概念，作為透鏡成像的推論依據。2.將不同色料混合後形成某種顏色的經驗，作為色光疊加的推論依據。,學生對於透鏡與光三原色的迷思概念,三、自製教學媒體 1,圖1.由LED及導線製作的F狀發光體。取代傳統的蠟 燭，作為透鏡成像的發光物，其效果除了可在非 實驗室的環境下操作，亦可明顯展現出像的性質 (上下顛倒，左右相反)。,圖24.分別為紅、綠、藍三色發光體，其內容為三 種顏色的LED所組成，配合單刀開關的組裝， 可任意切換光的顏色，並任意疊加出混合色 光。其優點是可明確展現出色光的疊加，以 區別出和水彩調色結果的異同。,三、自製教學媒體 2,四、使用教學媒體1,四、使用教學媒體2,五、前、後測答題比較表,施測人數：48人,肆、結論,教師設計並使用趣味及多樣化的教學媒體，將有助於提升學生的學習興趣。,在製作或學習操作多媒體時，因教師往往需投入時間進行教學研究，故可提升教師的專業知識，將有助於教師的專業成長。,2 、媒體教學,1、前測,3、教學專業成長,實施前測有助於教師了解學生的迷思概念。,
