2017年4月8日 星期六

六下 巧妙的施力工具 創意讀寫

作者:頭家國小 李金生
       日常生活中我們利用簡單機械的原理,可以完成許多事情,像螺絲起子加上握柄,就可以方便我們省力將螺絲轉入木板中,利用吊車內的滑輪,可以將重物吊起。本單元從槓桿原理,在日常生活中的應用,引導學生理解槓桿原理,並學會操作使用機械,並與生活中的各項工具連結。並透過阿基米德的介紹,從科學史的角度介紹槓桿原理,加深學生對槓桿的理解。

      接著從日常生活中引導討論滑輪與輪軸的應用,並設計實驗了解滑輪與輪軸的功能,及如何應用在日常生活中。在日常的生活經驗中,騎腳踏車是一種很常見的運動,了解腳踏車動力是如何傳送的,並將之應用於生活中。了解齒輪轉動的原理並知道齒輪轉動時,齒輪與齒輪間咬合轉動,兩個齒輪轉動的方向會不同。但齒輪也可以藉由鏈條傳動動力,此時兩齒輪間轉動的方向是相同的。

      學生的先備知識,在三上第二單元生活中有趣的力當中,學生已經了解物體受力之後,會產生形狀改變或是運動狀態改變,並學習如何分辨生活中各種力的大小跟方向性。在五下第四單元裡,力與運動中,發現重力的存在,並了解物體的重量是物體受到地球的引力的影響。利用彈簧秤測量力的大小,及摩擦力在生活中的應用,並知道力的大小,會影響物體的運動速度。

       學生的生活經驗中,從小在公園裡面的玩蹺蹺板遊戲,小朋友該如何坐才能讓蹺蹺板玩得起來,在家裡使用螺絲起子,及各式工具,如門把、水龍頭、擀麵棍、電風扇……等工具的原理。
本單元的學習核心,除了學會這些基本概念外,更重要的是如何應用這些知識,來解決生活中的問題,因此設計一場有趣的考古與盜墓之旅,讓學生設計如何破解這些歷朝皇帝的陵寢,並運用課程中所學得的知識,來解決古墓中的各種機關,寫作引導如下:

      1.請先說一下自己的姓名﹐從事什麼樣的工作(考古學家與盜墓者)?你如何發現古代帝王的墓葬地點呢?(從土中挖出的物品,或是一張年代久遠的地圖,抑或是一個傳說?

      2.你組織了一群人,開始進行墓穴的挖掘,你怎麼進入墓穴的,碰到了什麼問題(如斷龍石)?接著進入陵寢後,又遇到了那些生物與非生物的機關呢?這些機關是運用了那些原理呢?遇到這些問
題你又是怎麼解決的呢? (最少寫五種,運用槓桿、滑輪、輪軸、齒輪及動力傳送工具)

     3.在到達墓穴的中心,你看到了棺槨,棺槨內有那些東西?有什麼物品(墓誌石),可以證明墓穴主人的身分?對於這位只從歷史上認識的人,從這整個陵寢的設計與陪葬之物,與歷史的紀載,有什麼不同呢?對於這些資料,你又有什麼感覺呢?

      4.對於這次探險,在當中你歷盡千辛萬苦,及生死一瞬間的情況,你會選擇將這些陪葬物建成博物館供人欣賞,抑或自己留下保存呢?為什麼?


學生作品:
(1)考古之旅 昤君:
我叫玄允,我從事的工作是考古學家,有一天,我在中國旅遊時,看到土裡面,似乎有一個東西也掩埋在地底下,好奇心作祟,使我忍不住伸手去抓,拿出來一張看起來很舊的紙,仔細看了一下,竟然是一則傳說。「在成都惠陵,有疑似三國人物的古墓。」,這麼重大的消息,當然要組織一群人去探勘一下啊!
在我的團隊裡,有醫生和鑑識人員各一名,還有一位同是考古學家的穎德得,到達目的地後,果真有一個疑似古墓的地方,正準備進入時,卻有一個大石頭擋住路口,在我身旁的穎德說:「這是斷龍石時.是要避免有盜墓者闖入而設計的。」「那就利用滑輪組把它移走唄!」我說,後來我們四人同心協力把大石頭移走,進入了墓穴。
進入墓穴後:「等一下,由齒輪在運作的聲音!」穎德說,我思考了一下,該不會…「所有人!找掩護物躲起來!」,才剛講完沒多久,就有一支箭朝我們射來,不過我們躲的也很快,才沒被射中。「這是什麼機關啊!」那名鑑識人員不解的問,「看來你真是什麼都不懂啊!」穎德冷靜的說:「那是古墓機弩,一次發射一支箭,據我推論,應該還會繼續發射幾支箭。」,我記得機弩是靠齒輪運作的,所以我撿了石頭後說:「我想到方法了。」我將石頭放置在機弩的齒輪之間,「這樣機弩應該暫時不能運作了,我們快走吧!」,齒輪受到石頭阻擋,應該是不能動了吧!
現在是我走在前頭,穎德在我後面,自從機弩過後,我們也走了不少路了吧?我問:「嗯!對啊。」穎德冷漠的回答我,「那怎麼機關這麼…哇呀!」「咦!小心!」 穎德邊說邊將跌入坑洞的我拉緊 。「看來應該是連環翻版。」他說:「玄允那邊有一塊板子,你用那塊板子,讓我和對面的距離拉近,我跳過去,你受傷而且帶很多東西不好跳,所以我們在兩邊,各別架設定滑輪,這樣比較容易讓所有人通過。」我這時懷疑了一下:「可是定滑輪哪裡來的啊!」穎德笑了一下:「那裡有之前建古墓的人,遺漏下來的,也太粗心了。」,「真是令人三條線」,費盡千辛萬苦,我們終於讓所有人通過了,經過醫生檢查後,確認我的腳沒事,後便繼續走下去「嗚… 嗚」,此時忽然聽見女子的哭泣,嚇了我們一跳,率先提出疑問的是緊張的鑑識人員:「是誰在哭?這裡不是只有我們四位男生嗎?」,我輕聲地說「你…你問中所有人想問的問題了!」再往前走,看到的是一位長髮女子,我仔細思考,古墓裡的長髮女子,等等!:「該不會是——禁婆?」,不對啊!那不是一個傳說而已嗎?說時遲那時快,禁婆就用他的長髮束縛住了穎德了,「啊!」他慘叫了一聲,此時「喂!」那位醫生拿起了一把手術刀,「放開他!」,醫生用那把刀,將束縛著穎德的頭髮割掉,只是被割掉的部分不長,她又往我們這裡衝過來了,啪!有手電筒打開的聲音,光線照在禁婆的臉上,沒想到他竟然逃走了,「禁婆我知道,怕光和火,手電筒光線沒很強,玄允,你看有什麼辦法呢?」我回答:「那就…利用動力傳送工具,把帶來的油,傳一點在她面前,再用火柴點火,等她跑到很遠的地方再趕緊滅火,其實,一般考古學家都不太願意用火,但我真的想不出其他辦法了。」我注意到穎德的眼神,不願意中又帶有一點無奈,看來他是不想要這麼作,但也想不出其他辦法,我們大家分工合作,點火後把禁婆驅走並滅火後,穎德露出微笑說:「看來傳說是真的呢!」,緊繃的氣氛才緩緩的緩和下來:「接下來,究竟還有什麼機關啊!」我問,「我倒是希望,不要在有任何機關或生物了。」穎德說,的確如此,與其遇到,倒不如祈禱不要遇到,但那是不可能的,「玄允,等一下!」「嗯!」回頭看,是其他人叫住我,「後退」一道指示從後傳來,是穎德「你果然很粗心,這麼明顯的機關,你沒有看到?」什麼!我抬頭一看,一個巨石,疑似用好幾個金屬滑輪吊起來,「墓道鐵鎖巨石……」我有點傻眼,因為這個機關的觸發範圍很大,用跳的根本跳不過去,也不能用連環翻版的方法,板子一碰到地面,等於觸發機關「這該怎麼辦呢?」。
投石器加上以輪帶軸的概念如何?說話的人不是我,也不是穎德,而是那位鑑識人員「我只是隨便說說而已,請不要當真。」他似乎有些害怕,我和穎德互看一眼「不,這可能是個好方法。」先說這句話是我,「這個距離,應該可行,找材料吧!」穎德也給予肯定的說,利用繩索簡易固定,套上橡皮筋,運用以輪帶軸省力的概念,使投石器可以省力操作,「好了,開始吧!」,一道指示下去,每個人都遠離機關觸發處,雖然每個人都受了點傷。
終於到了墓穴中心,我們四處探勘,確認沒有其它機關後,開始尋找可以證明此墓穴主人身分的東西「喂!這裡有疑似墓誌銘的東西。」「為什麼是疑似?」我不解的問,「因為……」鑑識人員嘆了一口氣說,「這個墓誌銘是說,這個墓是假的,真的墓在其它地方。」「什麼!」,其他三個人驚訝的大叫,「那…我們來這裡是幹嘛的啊?」穎德有些不爽的問?
穎德說的話,使我們四個人心灰意冷,我嘗試轉念,「怎麼會沒意義呢,經過這場考古之旅,和生死一瞬間的情況,我們的友誼不是更好了嗎?」,那位醫生向我說:「你說的沒錯,以後我們四個人,再一起去考古吧!」,其餘兩人也給予相同的微笑,這場考古之旅,就在四個人的微笑忠告一個段落了。



(2)考古學家盜墓記 鈺成
您好!我是A博士,我是一位考古學家。我現在要跟一個考古隊一起去挖掘,傳說中過五關斬六將關羽的墓穴,到了墓穴門口的地方。有一個大石柱躺在面前,於是,我找到了一根長長的竹子,然後再找一個大石頭,當支點一邊是施力點,一邊是抗力點,就成了一個槓桿了!讓我們輕鬆了不少!
之後我們到了斷龍石的門口,我又利用了槓桿輪軸的原理,也省了不少的力氣,通過門口後,在門後面有個水潭,因為不能用走的,所以要利用動滑輪渡過,先把繩子一端綁著三角鈎,再把另一端綁好,用動滑輪滑過去,這也是槓桿原理之一,讓我輕輕鬆鬆就過去了人呢!
走著走著發現了一個大門,我利用鐵撬把門給敲開了,這也是利用了其中一種,槓桿原理來完成的,進到裡面看到了一個大大的棺槨。
一打開就讓我們大家嘆為觀止,因為我們所見到的,正是傳說中的青龍偃月刀,青龍偃月刀生鏽的非常嚴重(可以利用第二單元所學防鏽的概念,建議該如何幫青龍偃月刀防鏽或是補充除鏽的方法),於是我用定滑輪把東西刀送到地面上,我們也把這次探險所得到的一些古文物,送去北京故宮博物院(包括青龍偃月刀),得到了上司許多賞賜呢!


(3)考古學家 均瑋
我是考古學家朱氏西維爾,在今天早上,我接到一通電話說:「我在福建省南邊的大草原下,發現了一個很大的墳墓!」,知道這個消息後,我馬上找了幾個人,帶著兩條長繩子,很多滑輪、一個大石頭、一個長竿和一些必備用品就出發了.到達目的地之後,我們發現門前,有兩個很大的石頭阻擋了我們的去路,於是我和夥伴們一起架了很多組滑輪組,把大石頭移開,進去後我發現有一條繩子,我用力拉,突然有兩個巨大的石頭,掉下來把路口和出路都擋住了,而且糊塗的我們,忘了拆掉掛在路口處的滑輪,背包裡也只剩下一條繩子,兩個滑輪、長竿子和一個大石頭,我們把背包裡的石頭,放在大石頭旁邊,再把竿子放在石頭上面,利用槓桿原理,所以我們輕鬆的把大石頭移開了。
走了一段路後,我們看到了前面有一條硫酸河,我拿出兩個齒輪,和繩子,並把繩子打結,把齒輪架在上面,如此一來,我們就可以輕鬆的過河了。我們找到了棺槨,我發現我們無法打開棺槨的蓋子,因為蓋得太緊了,所以我把石頭先放在棺材旁,再把竿子用力一翹,棺蓋就打開了。
我知道這是曹操的墳墓,因為棺材裡面有個關羽的頭。接著我們走了一段路,走著走著,其中一個成員,不小心踩到了一小塊顏色不同的地板,突然天花板掉下來,還好沒有人受傷,我抬頭一看,天哪!竟然是天空,我架了兩組滑輪組,利用滑輪組,我們就成功地回到地面了。我們討論了一下之後,決定將挖掘到的寶物,送到博物館供人欣賞,因為,我們不想要墓穴裡面的東西。
盜墓者的祕密 ~ 懿芹
我叫許玟倩,是個盜墓者,我最近聽到我的夥伴在說,關於古代帝王的葬墓地點,我想去看看一定有很多的珠寶,讓我發大財。進到墓穴,前面只有一半的斷龍石,看來是有人來過了,進到放棺材的地方,更奇妙的是棺材跟本沒人碰過啊...
忽然有人講,剛才我们進來的時候,上頭隱隱約有出現一點點的光,而且還有一條粉色毛巾。我们用千斤頂把棺材抬起來,很輕耶,我们打開,裡面什麼東西都沒有,突然聽到很大聲的腳步聲,不可能是我的夥伴,因為我千交代萬交代絕對不可以發出很大的聲響,我们馬上快速的跑出墓穴,結果那是滴水的聲音。
這次我们走到最裡面,才看到真正的棺材,有許多的陪葬品,上面寫的名字是曹操!這不是古代帝王的葬墓地點嗎?大家都覺得疑惑,唉 ~我们走吧,沒什麼好拿的。對於這次探險,我會選擇將陪葬物公諸於世,讓大家知道真正的證據,這才是屬於盜墓者的祕密。



教師省思:
阿基米德的名言:「給我一個支點﹐我可以舉起整個地球」。他運用了槓桿原理﹐製作出許多的武器﹐幫助希臘抵禦羅馬人的侵略。並在解決皇冠一事上﹐發現了浮力原理﹐這些的發現與發明﹐影響後世至為深遠。
本單元的教學內容﹐希望學生除了藉由實作,了解簡單機械的科學原理外﹐更希望培養孩子具有探究的科學精神。讓學生知道學科學是拿來用的﹐而非應付考試。在現今學習的現況下﹐一般學生大都在安親班﹐都已學過這些課程﹐並不斷經由填鴨式的練習﹐因此通常會在制式的考試中﹐ 容易考取高分 透過讀寫讓孩子想像力任意飛揚,並將課程概念透過讀寫的過程中,寫出如何運用簡單機械來解決生活中的問題。

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