計畫成果

數位輔助科教實作-光與光譜的探究實驗(1/2)

曾賢德 /國立清華大學物理學系

計畫簡介

本計畫呼應國科會「科教實作學門」推動重點,旨在研發兼具教育性與實作性的科學教具與教材,促進學生探究思維與動手能力的培養。計畫以「光學」與「光譜」為主軸,開發一系列可於高中及大學基礎課程中應用的探究實驗,結合數位化記錄與分析工具,設計具創新性、模組化及商品化潛力的光學實驗套件與教材。
「光」是理解自然現象與現代科技的關鍵要素。光譜分析不僅揭示物質的組成與能階變化,更是量子物理、材料科學與環境檢測等領域的重要基礎。本計畫設計十一項由淺入深的探究實驗,主題涵蓋幾何光學、波動光學與物質光特性(如LED能隙、螢光與吸收光譜)等。學生透過從自行組裝光譜儀、測量不同光源光譜到觀察物質吸收特性等活動,培養實驗設計、數據分析與科學探究的綜合能力。
教材同時搭配講義、教學影片、數據範例與報告範例,協助學生循序發展探究能力,並提供教師於課堂及實驗教學中應用之資源。部分教材內容已於「遠距數位探究實作科學營」中試用,累積超過600人時的學習成效。學生回饋顯示,課程能有效激發科學興趣,提升實作與資料分析能力,展現高度教學推廣價值與持續發展潛力,為光學教育與科教創新提供可行的實踐模式。