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科學探究與實作

  

  傳統的教學是以教師單方面講授為主,學生雖然短時間內可吸收大量的知識,但因資訊都是被處理過的,學生缺乏學習處理資料的經驗,沒有機會學習如何面對問題,處理與解決問題。探索式的實驗課程是讓學生體驗、培養科學精神的有效方法之一,學生在動手做的過程中,必須學習使用工具,蒐集、分析並解釋實驗數據,提出解答、解釋或提出新的假設,並說明和論辯實驗結果。藉由動手做實驗經歷完整的實驗過程,學生才能學會自然科學的真正內涵。

    「科學探究與實作」一書以「生物光電」為題材,搭配為此設計製作的儀器或教學套件,設計出一系列關於「生物光電」的實驗。包含了關於心臟的生理訊號-心電圖心音血氧,自製光度計酸鹼度計、葉綠素的吸收光譜與螢光、氧化還原-濃差電池、RC電路、視覺暫留…….等內容,共29個實驗範例。當中有些實驗利用運算放大器(operation amplifier, OP)、LED、光電二極體、電阻、麵包板等電子零件,讓學生DIY動手組裝簡單的電路後進行實驗,雖會花較多時間,但教師可從中導入相關的物理、化學知識以做驗證。另一種實驗課程範例則是利用已組好的套件或儀器來進行量測,主要目的是要讓學生專注於實驗數據的收集與分析而不是儀器的DIY上。教師可根據實驗課的時間長短,依照範例或自行調整內容帶領學生進行探究式的實驗。透過以學生為中心的實驗操作,在探索的過程中引導學生觀察、提出問題並以自己的方法解決問題,培養學生科學探究的能力。最終目標期望學生能在主動學習的過程中建構正確的科學知識並能利用知識來解決問題。

作者

賴新枝

葉世榮 國立清華大學 生命科學系 副教授

 

目錄

0前言

1. 心電圖、心音、血氧整合教學套件的使用

2. 心電圖教學套件ECG Kit的使用

3. 請聽心音,傾聽心聲

4. 心電圖

5. 肌電圖與眼電圖

6. 血氧濃度SpO2

7. 心電圖、心音與血氧

8. 斑馬魚的心電圖

9. 誰是音痴?

10. 自製光度計

11. 物質的顏色與吸光

12. 葉綠素為何是綠的

13. 葉綠素的螢光

14. 葉綠素與葉綠體的大同小異

15. 空心菜&番薯葉,誰的光合作用較厲害?

16. 何種光最適合用於測試DCPIP的脫色反應?

17. 柳丁vs.檸檬,誰的維生素C較多?

18. 組裝pH meter

19. 如何測酸鹼?

20. 酸鹼滴定

21. 生物光電化學量測儀的使用

22. 多彩多姿的花青素

23. 激動的花青素

24. 氧化還原實驗-濃差電池的探索

25. 擴散速率

26. 做實驗來了解化學滲透假說

27. RC電路

28. 利用三角波震盪電路產生不同頻率的聲音

29. 視覺暫留

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