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理性与感性兼具的物理学习飨宴


理性與感性兼具的物理學習饗宴 理性與感性兼具的物理學習饗宴 學習
年物理博覽會設計之精神理念和初步成果~ 設計之精神理念和初步成果 ~由光之感動看 2005 年物理博覽會設計之精神理念和初步成果 由光之感動看 台北科技大學 房漢彬 物理博覽會展場設計顧問

內容概要: 內容概要:
1、 以大格局思維看光之感動

2、 、

由感動概念圖來看學習的新核心

3、 、

2005 年物理博覽會展場設計的精神與理念

4、 、

2005 年物理博覽會-北區展場的初步成果觀察 年物理博覽會

5、 、

由學會與會學看 由學會與會學看 8 到 18 歲的學習效能

6、 、

從物理人才發現計畫看物理潛力人才的新定義 從物理人才發現計畫看物理潛力人才的新定義

以大格局思維看光之感動
玩光學、做光學、想光學、 玩光學、做光學、想光學、感動光學 台北科技大學房漢彬 光是我們身邊最熟悉的科學現象, 光是我們身邊最熟悉的科學現象,千古以來不斷有許多科學家持續的探索 並發展出許多與光有關的概念和學說, 它,並發展出許多與光有關的概念和學說,也圓滿的解釋了所見的各種光學現 雷射光, 象,甚而發明了堪稱二十世紀最重要的光源 – 雷射光,它的產生大大的改變 了新世紀的科技與發展。然而有趣的是,直到今天「 了新世紀的科技與發展。然而有趣的是,直到今天「光」仍有許多未知的現象 人等待大家努力去突破 愛因斯坦的「光電效應」就是一個新的開端。 人等待大家努力去突破,愛因斯坦的「光電效應」就是一個新的開端。套一句 牛頓的話「我就像一個走在沙灘上的小男孩, 牛頓的話「我就像一個走在沙灘上的小男孩,我所知道的東西也僅不過是沙灘 上的許多小貝殼之中的一個而已,更多的「未知和可能」 上的許多小貝殼之中的一個而已,更多的「未知和可能」還留在那裡等著我們 去發現與挑戰」 去發現與挑戰」 。 本展示主要的目的,在利用幾個簡單有趣而又富啟發性的操作和試驗, 本展示主要的目的,在利用幾個簡單有趣而又富啟發性的操作和試驗,使 觀察者能充分的認識光學發展歷史中的幾個重要學說與其核心概念。 觀察者能充分的認識光學發展歷史中的幾個重要學說與其核心概念。尤其著重 在喚起大家對科學家努力不懈的求真和求實的精神感動, 在喚起大家對科學家努力不懈的求真和求實的精神感動,並對科學與科技對人 類生活的改變產生感恩之心。 類生活的改變產生感恩之心。 整個展品除了主要學說概念之外,同時也藉著親自動手操做, 整個展品除了主要學說概念之外,同時也藉著親自動手操做,使理論和實 務並重,從而達到學而能用、學而會用。除此之外, 務並重,從而達到學而能用、學而會用。除此之外,更重視課程學習與生活經 驗的連結,及對光學概念的統整學習。 驗的連結,及對光學概念的統整學習。透過現場的迴響單與學習單及參觀後的 延伸探索,使每一位參觀者在觀展之後,都能夠得到成長、發現、感動, 延伸探索,使每一位參觀者在觀展之後,都能夠得到成長、發現、感動,並由 感恩中喚起回饋的動力。 感恩中喚起回饋的動力。

展出特色: 展出特色: 趣味性、創意性、可操作性、 趣味性、創意性、可操作性、可延伸性及與生活經驗的連結並特重課 程學習的統整,以及圖像式的概念圖學習,並以三易ㄧ 程學習的統整,以及圖像式的概念圖學習,並以三易ㄧ效的精神來呈 同時由迴響和學習單的回饋,來激發參觀者的感動與感恩。 現。同時由迴響和學習單的回饋,來激發參觀者的感動與感恩。

展出內容: 展出內容: 對於光的性質的解釋,基本上分成四個主要學說: 幾何光學學說(又稱 對於光的性質的解釋,基本上分成四個主要學說:(1) 幾何光學學說 又稱 做線光學學說) 物理光學學說(又稱作波動光學學說 又稱作波動光學學說) 做線光學學說);(2) 物理光學學說 又稱作波動光學學說);(3) 光的電磁波 學說; 光的雙重(或二項)性質。主要核心內容如下: 學說;(4) 光的雙重(或二項)性質。主要核心內容如下:

幾何光學學說: 幾何光學學說 具體展出內容: 具體展出內容 重 要 科 學 家: 主要生活經驗: 主要生活經驗

光的直進、 光的直進、光的反射與折射 趣味的幾何光學遊戲、 趣味的幾何光學遊戲、雷射光的認識 牛頓 海市蜃樓、萬花筒、 海市蜃樓、萬花筒、潛望鏡

波動光學學說: 波動光學學說 舉體展示內容: 舉體展示內容 重要科學家: 重要科學家 主要生活經驗: 主要生活經驗

光的干涉與繞射 雙狹縫干涉與單狹縫繞射以及網柵繞射 雙狹縫干涉與單狹縫繞射以及網柵繞射 惠更斯、 惠更斯、楊格 沙窗繞射、其他有趣繞射 光碟片 光碟片) 沙窗繞射、其他有趣繞射(光碟片

光的電磁波學說: 光的電磁波學說 具體展示內容: 具體展示內容 重要科學家: 重要科學家 主要生活經驗: 主要生活經驗 光的雙重性: 光的雙重性 具體展示內容: 具體展示內容 重要科學家: 重要科學家 主要生活經驗 活經驗: 主要生活經驗

光的電磁作用及偏極化現象 偏極眼鏡的認識和應用及其他有趣的偏極化現象 馬克斯威爾 液晶顯示器的偏極化現象, 液晶顯示器的偏極化現象,立體眼鏡的偏極化遊戲 光電效應及光雙重性 紅外光與紫外光的比較 愛因斯坦、 愛因斯坦、普朗克 螢光真假鈔辨識

由感動概念圖來看學習的新核心

2005 年物理博覽會展場設計的精神與 理念

設計架構及說明
整體架構

在1905年時愛因斯坦第一次發表了三篇有關量子理論、布朗尼運動及相對論等舉足輕 有著極深遠的影響。2005年適逢論文發表的100週年,選在2005年舉辦活動,以感懷愛因 2005年適逢論文發表的100週年,選在2005年舉辦活動, 2005年適逢論文發表的100週年 2005年舉辦活動 二十一世紀生活的影響。 二十一世紀生活的影響。 空間計畫以搭配全球「2005讓物理光耀世界」的緣起發展作為主架構,整體的空間構 年的活動之發起。手法以愛因斯坦的理論為空間塑造的基本,搭配各項展品的學術性、生 活動理性與感性的兼具,促使活動的活化,更將物理輕鬆的帶入參觀民眾的生活中,以達 促使活動的活化, 促使活動的活化 更將物理輕鬆的帶入參觀民眾的生活中, 動教育」。 動教育」。 2005讓物理光耀世界 讓物理光耀世界

生活性

學術性

感動教育
2005科 學季探索物理 科 博覽會

設計架構及說明
空間架構 --藉由空間規劃影響觀展心態流程 藉由空間規劃影響觀展心態流程-藉由空間規劃影響觀展心態流程
引起好奇心 使參觀者駐足停留 (手法:空間與展品的神秘性引起人類探索的本能)

轉化觀展者的不同角度,增加展示的趣味性 (手法:由觀展者變成展品的一部分)

經由親身經歷 、深刻體驗物理的奧秘 (手法:由動手做的過程中,了解物理的生活性與趣味性)

引發興趣後,循序漸進式了解學術性 的物理 (手法:將引發物理的現象之材質(如:光、鏡子…….等) 作為空間的展示手法,呼應物理學術性的領域)

懷著感謝與分享的感動結束參觀 (手法:呼應此次2005讓物理光耀世界的口號作為展場的總結。)

感動教育

2005 年物理博覽會-北區展場初步成果觀察 年物理博覽會 北區展場
現場解說人員的素質與工作態度 觀眾的熱情支持與反應 動手做活動與展品的互動 專題講座和展品的結合 全省同步推動

國內外展品設計的比較 展售攤位與展品的相互支援 物理擂台賽的完美結尾 物理擂台賽的完美結尾 其他


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