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第1742期
2020-12-30
生活

轉譯抽象原理　教具設計賽力推科普教育

【記者江俊緯台中報導】參賽者帶著小朋友們擲出模型飛機，並講解滑翔機原理。「2020第三屆全國科學教具創意設計競賽」民國109年12月27日在台中科學博物館舉行，競賽現場展示各式科學教具，參賽者向民眾講解使用方式及原理。不論成人或兒童都興奮地聚集在攤位前，展現出對這些教具的好奇心，比賽藉此引領大眾進一步探究自然科學，達到這次競賽目的。

科學教具的目的是使不同自然科學背景的人都能理解自然現象，因此透過實際手擲飛機使民眾瞭解滑翔機的實作與原理。　圖／江俊緯攝


當日比賽分為兩部分，首先參賽者必須向評審簡報，內容包含設計理念、科學原理以及操作步驟；另一部分則是向現場民眾實際演示，並解釋科學現象。評審、逢甲大學光電科學與工程學系教授林泰生說：「科學教具設計的目的就是要讓老師及學生能夠應用，所以必須容易複製，不需花費太多時間與精神準備，且不可以太過昂貴，同時也必須能重複使用。」因此主辦單位規定每件成品材料費不能超過1000元。

評分項目分為兩部分，分別為書面審查和實品發表與演示，參賽者必須用簡報向評審說明教具設計的理念以及用途。　圖／江俊緯攝


參賽者、國立中興大學物理學系學生吳宇森曾教導國中、國小學生，他知道若在實驗過程加入聲光效果，能吸引學生關注。且教具體積必須足夠龐大，使台下的每位學生都能看清楚步驟。除了引起注意，教具更能呈現抽象概念。參賽者、中興物理學系學生李敏綸表示他利用電腦展示物體運動軌跡，當感應器被拋出，電腦立刻繪出拋擲路徑。因軌跡通常用線性圖形表示，學生不易理解，透過教具可以快速了解看不見的物體運行軌跡，他說：「教具主要是將抽象的概念轉化為具體的表現，使學生能實際上看到。」

科學教具能使抽象的概念具體化，使學生眼見為憑，增加對科學原理的理解與印象。　圖／江俊緯攝


除了吸引目光，設計教具如果結合生活經驗，更能使學生印象深刻。參賽者、台中市立大甲高級中等學校教師郭明憲這次設計風力發電機模型，由於大甲高中周邊有許多風機，學生常能見到，因此他以此發想教具，希望能增加學生的印象。他說明此教具能用於任何年齡課程，針對高中生可以同時改變多項變因，使實驗難度增加，例如改變風車葉片的數量、電壓、風力大小；面對中小學生則一次改變一項因素，便能降低實驗時的難度，以配合中小學生程度。

設計教具須站在被教導者的角度思考，因此每個步驟都必須簡單明瞭。競賽現場國立彰化師範大學物理學系學生陳杰耐心地教導每一個民眾，他說：「面對不同教育程度的學生，必須用不同的方式講解同一個自然原理，例如面對小學生時，必須把所有公式和數字去除。」他同時提到，很多師培生容易忘記學生的程度不及自己，導致教授內容太過艱澀。

自然科學有許多抽象觀念，透過教具輔助文字說明，能使學生更容易了解化學與物理現象的成因，且引起大家的好奇，進一步促進主動學習。林泰生表示，教具讓學生能眼見為憑，加深課堂內容的印象，若自然科學領域缺少了教具，自然課便會變得十分枯燥乏味。

標籤：科學 , 自然 , 科學教具 , 科學教具創意設計競賽 , 科博館

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