微水力發電機課程理念與教學設計

2018-07-30

張景傑老師、陳怡均老師

國立臺南大學附設實驗國民小學

 

在設計小學生「自製微水力發電機」課程時,心中浮現《小王子》書中一段文字。

「如果你想要造一艘船,你要做的不是請大家一起找木頭、分配工作,跟下令誰該做什麼。取而代之,你應該做的是,勾起大家對浩瀚無垠的大海產生渴望。」

——《小王子》聖修伯里

本課程設計的重點在於提高學童學習動機與增進學童能力。最終把成果帶到戶外進行發表,學生不只是動手做微水力發電機,還肩負多重教學目的——口頭發表、團隊合作與文化體驗。

Step 1:引起動機及教材準備

教師播放網路上各式微水力發電影片,有垂直式、水平式及下潛式葉片,讓學童「推測」何種葉片發電效能最佳?教師自編二本教材:《大六法與發電機手冊》和《水力發電廠手冊》,做為輔助教學之用。

Step 2:大六法探究式教學

在大六法探究式學習法中,教師引導學生進行同儕討論,透過腦力激盪,再大量閱讀有效的資訊後,共同擬定微水力發電機的初步構想,進一步畫出微水力發電機設計圖。

Step 3:專家支持系統

教師希望學生對微水力發電機有更深入了解,邀請專家入班授課,提供學生專業的知識及諮詢的管道。烏山頭水力發電廠鄭栢岳廠長帶領學生認識水力發電;自然領域翹楚王世杰老師細心聆聽學生報告,再給予建議並解答學生疑難問題。

王世杰老師解答學生疑難問題

Step 4:第一次戶外教育——參觀三座水力發電廠

教師在課堂上以明潭發電廠為例,釐清慣常式水力發電與抽水蓄能式水力發電兩者運作模式之不同。再帶學生實際參觀西口、烏山頭及八田等三座水力發電廠,使學童了解位能、動能、電能之能量轉換過程,並比較川流式水力發電和水庫式水力發電差異。

西口水力發電廠之天井漩渦

Step 5:製作微水力發電機、繪製海報及口頭發表練習

學生於寒假期間著手進行微水力發電機製作,微水力發電機完成後進行海報繪製,將製作的歷程、創意構想及材料繪製在海報上。每組並進行5~6分鐘的口頭發表練習,且每一位組員都需要上臺。

教師講評教室口頭發表練習成果

Step 6:第二次戶外教育——微水力發電機比賽及文化體驗

微水力發電機比賽地點選定在西拉雅族吉貝耍部落的水圳旁,經由各組口頭發表及微水力發電機實際運轉中評選出優秀作品。其後參觀西拉雅族部落、麻豆古港及倒風內海故事館,讓此次戶外教育不只是一場比賽,更是一次深度的文化體驗日。

吉貝耍部落微水力發電機比賽

Step 6:學生撰寫活動心得

透過一連串的課程,教師除了從微水力發電機成品檢視教學成果,亦可從學生的心得報告中察覺教學歷程與學生所學是否一致,以做為課程模組的完結。