粒子加速器實作教學教具設計製作與推廣
洪連輝 /國立彰化師範大學物理學系暨研究所
計畫簡介
透過此計畫,我們研發出一系列適合國中學生的教具,從使用靜電到電磁教具,透過Arduino開發版的控制,使電子感測器及電子元件作用,並結合生活科技課程中的3D列印、雷射切割,製作出的電磁感應教具,在過程中使學生熟悉3D建模軟體與雷射切割會使用的2D電腦繪圖,能在未來應用在日常生活中,培養解決問題的能力。
依照靜電感測器及迴旋加速器設計,針對國中以及高中生的課程,以學校器材可以製作出靜電感測器及迴旋加速器,此教具可以幫助學生理解電磁粒子加速器的運作原理,教師能夠以此設計關於靜電以及電磁的課程。
本計畫開發兩個科學教具:靜電感測器、迴旋加速器;並選定高中試用教材。在發展教具的過程,利用Maker自造基地的工具,加入STEM 教育理念以及生活科技的課程內容。這些不同主題的粒子加速器教具都是應用電磁學相關原理,彼此之間存有共通的概念與延伸性,本計畫發展這兩個電磁學教具成為探究實作教材。透過探究實作的學習過程,讓學生能瞭解電磁學基本原理。