高老師的教學網誌

五年級正在上綠建築，第一節：課本提到北投圖書館符合綠建築九大指標，這些指標有點生澀，我們改個方向思考：1、房子外型設計如何與自然結合2、水電的進出模式3、考慮傳導、對流、輻射使得房子冬暖夏涼。接著，我們來看看世界上有哪些有趣的房子？
↓黃土高原窯洞

↓西班牙傳說中被隕石擊中的小鎮Setenil de las bodegas

↓芬蘭赫爾辛基岩石教堂Temppeliaukio church

↓電影魔戒哈比人的家

↓荷蘭漂浮住宅

第二節，學生們上網查詢設計自己喜歡的節能屋，解說10分鐘，真正畫只有20分鐘，同學個個充滿巧思，有16位被老師張貼在佈告欄，老師再挑出7件有趣的作品供大家欣賞。

↓舊建築翻新大改造~承祐

↓機械海底城~書盟

↓透天連棟整體規劃~筠恩

↓鄉間自然風民宿~立泓

↓山坡裡的玻璃展示館~詔婷

↓與自然融合的地下街~瑋庭

↓魔戒哈比人小屋改造~語嫻

剛開始接觸到「聲音與樂器」這個單元時，自然課實作教學時有點困擾：

之一、課本介紹樂器「烏克麗麗、直笛、鐵琴」這些偏向示範教學，拿捏不好變成音樂課而非自然課了，而且學生從成品來取得知識非常容易忘記。

之二、課本舉了「自製鼓、吸管笛、橡皮筋自製吉他」要學生回家製作簡易樂器再帶來表演，對於我們的孩子不可行。因為平時要孩子帶用具來學校都零零落落了，更何況要他們帶來自製樂器來。

第一節課，讓學生用學校既有的試管、試管架裝水讓各組進行敲擊、吹奏不同音階，老師必須承認，效果不好，又要管秩序又要指導，沒多久，就有試管破掉了！

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這也是預料中的事~

最後一節課，依據課本讓學生試作橡皮筋吉他，這個實驗簡單安全

我們是這樣做的：實驗室裡買了很多密籃、這是個好東西，便宜、不同的顏色能分類實驗室用品。接下來每2人一組，分下三根粗吸管，剪成兩半，讓學生調音。

用麥克風將音量放大，有古琴的感覺，學生開心又能了解弦樂器的弦不同長短、鬆緊、粗細產生聲音原理。

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那其他時間我們又做些什麼？

老師在網路找了一些科學實驗，有成功有失敗，跟大家分享實驗結果，也依據教學後成效給予星等評價

(一) 養樂多汽笛

六年級的學生能使用美工刀、熱熔槍，兩節課完成沒問題。

使用不同的氣球，鬆緊能發出不同高低音，猜猜看哪一個聲音高？哪個聲音低？

假設氣球鬆緊相同，而吸管長短不同，猜猜看哪一個聲音高？哪個聲音低？

(二) 聲音蛇

只要一個紙杯、一小段毛根、美工刀，10分鐘就能完成。嘴巴貼緊洞口發聲，依據音頻高低，毛根旋轉速度快慢，簡單又有趣。毛根改螺旋狀加上紙條塗色，可變成眼鏡蛇，低年級藝文課可以試試看。

(三) 吸管笛

外型漂亮但吹奏效果不是很好，必須有特地角度跟嘴型，連老師都吹不太起來，沒有讓學生製作

(四) 鳥笛

在底部挖一個洞，插入3公分吸管，裝一點水，能吹出悅耳的鳥鳴聲，網路上有前輩用紙黏土進行中年級藝文教學，而老師是用了自然教室裡的「電火布」剪剪貼貼，因裝飾要花太多時間僅示範教學。

(五)不插電擴音喇叭

製作簡單又環保，僅示範教學，學生詢問度很高，已有學生回家自己DIY成功

雖然用塑膠效果不好，但可以討論音色與共鳴問題，若有機會再教此單元，會列入教學實作

(六)高腳杯摩擦出聲

(七)音叉震動接觸水面

嘗試著讓四年級使用熱熔槍跟鑽子，雖然有一點危險，但只要讓學生了解操作守則，每個人都能安全地完成這個環保小玩具。

第一個挑戰~在養樂多瓶的底部鑽一個洞：

學生在做這個動作時不停的哀號，希望老師幫忙弄，一開始老師就要堅持只做示範動作，不能插手，大家看著第一個人成功了，後面的同學就會願意嘗試。當這個小小挑戰完成時，每個人的臉上都會出現一抹會心微笑

第二個挑戰~使用熱熔膠：

學生剛開始不熟悉其特性，用了手還會發抖，也因為這樣，大家都好專心！

第三個挑戰~勾橡皮筋：勾橡皮筋時需要耐心，很多人在這時會把剛剛才黏好的光碟給拆了，聽到學生的慘叫聲，老師唯一的會做的就是鼓勵他再來一次。

一節又十分鐘全班就成功了，出去戶外比賽誰的車跑得快吧！

最近在上六年級的岩石與礦物，談到頁岩就一定要提石油的開採，以前的石油開採技術是垂直方向，美國的一大突破就是將其變成水平方向，這個開採技術將引領美國站穩經濟大權寶座。想跟六年級學生提一下這個科學新知，遍巡youtobe只有提到油頁岩產量提升，很少介紹其開採技術原理，這篇文章簡單易懂、介紹給大家。

Published on 想想論壇 (http://www.thinkingtaiwan.com)

五分鐘了解美國頁岩油

藍弋丰 [1] 發佈於 3 月 24, 2013

美國現在最夯的能源話題是頁岩油，什麼是頁岩氣與頁岩油？

 讓我們來複習一下地球科學，當河流夾帶著沉積物流入大海，一層層的堆積在海床上，滄海桑田，這片海床受到重力或地球板塊運動的擠壓，在高溫高壓下被壓成了岩石，稱之為沉積岩，其中，一層層的節理分明，可一片片剝下來，像一張張書頁的，稱之為頁岩。

 頁岩層既然是古代沉積物堆疊成的，裡頭自然也有很多古代生物的化石，若沉積物中含有大量古代微生物，在造岩的過程中，有機物受到高溫高壓分解，就可能產生天然氣或是石油，蘊藏於頁岩層的裂縫與孔隙之中。

 圖說：考古學家一片片剝開頁岩找尋其中的化石。台灣的山上也有相當多頁岩，隨手敲一敲就能一片片的一直剝開，非常有趣，不過石片很銳利，小心別割到手。

 這些頁岩層中的天然氣與石油蘊藏量雖大，在過去卻被認為沒有開採價值，因為頁岩層一片一片的構造，讓鑽探者挖個洞只能採到一點點，直到水平鑽探與高水壓裂岩的技術成熟，才有了可便宜且大量開採頁岩中天然氣與石油的辦法。

 整個美國中西部在恐龍時代都是一片淺海，後來才浮上來成為陸地，可以想像整片美國中西部擁有大量的含油與含天然氣頁岩分布，在應用開採新技術後，首先開創了天然氣的新紀元，美國的天然氣降到難以致信的新低價位，產業界稱之為｢天然氣爆發｣、｢天然氣革命｣，這股天然氣就被稱為｢頁岩氣｣。

圖說：北美含油、氣頁岩層分布，資料來源EIA

 同一方法，也應用在開採頁岩層中的石油，受惠於｢頁岩油｣，美國原油產量在去年11月創下每天700萬桶的紀錄，而且產量還在持續上升，由於美國擁有大量含油頁岩層，｢頁岩油｣將對全球石油市場產生相當可觀的影響。

 何謂水平鑽探與高水壓裂岩？

 以往鑽油井都是垂直往下鑽，水平鑽探的技術是鑽到一定深度以後，鑽頭轉個彎，轉往橫向鑽探，這樣一來，可以鑽探不便於設立油井之處，譬如說如果油礦在城市的正下方，就從旁邊的郊區打洞鑽探，再從地底轉彎過去；水平鑽探還能往四面八方伸展，因此能只在地表上打一個洞，卻在地底下橫向伸展鑽探很大一片地區。

圖說：水平鑽探，我的鑽頭會轉彎

 有了水平鑽探的技術，鑽探業想到藉此打破頁岩節理的辦法：往平行頁岩層的節理方向鑽進去以後，以成形炸藥垂直於鑽孔方向打洞，如此一來就能垂直打穿頁岩層節理，接下來，注入含有沙粒的高壓水，經鑽孔從打洞處灌入，水壓沿著頁岩層的節理讓頁岩一片片的裂開。

 下一步是把水抽回，當水抽出來時，水中沙粒卡住裂縫，使裂縫不會關閉，於是就留下密密麻麻的裂隙通道，讓整大塊岩層中的天然氣或石油都可以經由一個鑽孔開採出來。

 影片：水平鑽探與高水壓裂岩流程說明

 高水壓裂岩的技術也仍在持續進步中，許多以往用舊技術裂岩過的岩層，使用新技術重新裂岩，還能再取得更多天然氣或石油。

 美國頁岩油改變全球局勢

 頁岩油又大致分為兩種，一種是呈液態可流動的輕原油，可以直接經水平鑽探與高水壓裂岩採掘；較黏稠，或甚至近於固態的重原油，則需要注入高熱蒸汽，加熱攝氏500度，使它可流動後才能採掘出來。目前美國開採的頁岩油屬於前者。

 許多學者對頁岩油熱潮潑冷水，指出雖然北達科達州與蒙大拿州的巴肯頁岩層，與德州的鷹福特頁岩層，總共估計有7,000億桶原油藏量，科羅拉多州的綠河頁岩層更有高達2兆桶，不過其中大多是重原油。巴肯與鷹福特頁岩層之中只有1~2%是可開採的輕原油，綠河頁岩層更幾乎全都是重原油。

 但即使如此，頁岩油已經產生相當大的影響，石油輸出國組織(OPEC)密切注意美國頁岩油的發展，在2013年3月發表的報告中，預估美國頁岩油會導致對OPEC石油需求每日減少10萬桶之多，OPEC預期2013年全球對OPEC各國的石油需求為每日2970萬桶，少於2012年的3010萬桶，主要就是受到美國頁岩油的排擠。

 國際能源總署(IEA)更預測美國因此會在2020年時，成為超過沙烏地阿拉伯的世界第一大產油國，美國能源情報署(EIA)也預測2020年美國石油生產在頁岩油(輕原油)的加持下達到高峰。

圖說：美國石油生產量預測，EIA

 受到頁岩油、氣大量生產，以及美國其他能源政策的影響，美國進口能源佔美國總能源需求的比例直線下降，2007年還佔29%，2011年只佔19%，EIA預估到2040年將僅佔9%，此外，頁岩氣將使美國自2016年起就成為天然氣出口國。美國即將從能源進口大國轉變成為能源自給國，甚至成為能源輸出國。

 這影響的不只是全球油價而已，整個全球的戰略局勢都將因此大地震，中東的重要性將下降，而美國將以大量且相對低價的本國能源加速製造業回流的既定政策，以製造業出口美國為主要經濟模式的所有國家都將受到重大衝擊。

 頁岩油的環境影響

 頁岩油對美國的國家能源戰略來說是張超級王牌，不過環保團體則對頁岩油有諸多憂慮。首先，高水壓裂岩用過的水，會把地底的放射性物質與其他污染物一起帶上來，這些水若沒有經過適當處理，會污染環境，甚至可能污染地下水。

 環保團體更擔心豐富的頁岩油，成為燃料後將加劇溫室效應，據估計，美國頁岩油若全數燃燒，產生的二氧化碳，將可能讓全球暖化攝氏2度。而頁岩油大量存在的事實，也可能降低人類對可再生能源的追求，減緩綠能技術的開發速度。

 頁岩油的小啟示

 能源產業近年來新技術發展令人目不暇給，讓許多觀念天翻地覆，也使許多能源專家變成丑角。美國頁岩油熱潮興起也引發了能源論戰，在論戰中，有美國石油專家抱持舊論，認為｢就算用核彈轟炸也沒辦法讓頁岩層產油｣，由於美國早已開始生產頁岩油，專家馬上成為笑話。

 也有許多專家低估高水壓裂岩技術，因為高水壓裂岩技術早在1940年代起就發展了，當時的技術水準完全不足以造成深遠影響，這些專家們熟悉的是當年的舊情形，殊不知產業界高水壓裂岩技術已經進步相當多，專家們的舊知識已經過期，成為資訊垃圾。

 美國可以從能源進口大國變成輸出國，專家可以一夕間變成丑角，這給我們許多啟示，在變動的年代中，沒有標準答案，甚至舊答案完全無用，一個新進研究者，可以輕易超越研究數十年的老專家，這對台灣來說，其實是好消息，若能積極擁抱新知，那將是一口氣追上領先國家的大好時機，但若追尋落伍舊答案，台灣也可能被遠遠拋在時代後面，見不到未來。

103.10.28帶了五忠學生繞了一圈校園，請教鳳生老師和陳叔叔、查閱網路圖鑑、和學生討論如何為學校植物特徵做介紹，目前建置了15棵校園植物資料，經過五忠的說明，小朋友是不是更了解植物？未來身旁看到它也認得出來呢？

雖然網路上有很多資訊，但不是所有的資訊都是我們要的，植物一年四季變化各有不同，需要多觀察、發問，再配合圖鑑查詢，如果有新發現歡迎同學隨時跟老師分享，我們可以學得更多！

↑補充說明：姑婆芋照到陽光不會死，應該是說它喜歡陰暗潮濕的環境。英文翻譯為「巨大的大象耳朵」，有趣極了！

↑補充說明：校門口接送區還有另外一株

↑補充說明：它跟土肉桂味道外型都像，但是陰香是外來種，土肉桂是台灣特有種

↑補充說明：美福路上兩旁的行道樹，新南村種黑板樹，美福村種的是茄苳樹

↑補充說明：小花紫葳也可以選擇強壯的莖，用阡插法來繁殖

↑補充說明：地下莖十分發達，是繁殖力強的原因之一

↑補充說明：台灣特有種，穗花棋盤腳原生淡水河口濕地，可忍受高鹽分海水，其果實形如舊時之棋盤的底腳，因此而得此名。

碎花棋盤腳果實具有海漂的特性，別名：恆春肉粽(台灣南部)、水貢仔(宜蘭)。

↑補充說明：原產地澳洲，1910年由新加坡引進台灣

↑補充說明：花期很長，夏秋開花

↑補充說明：看到的紅色部分不是花，而是苞片，三片合生，質地很薄有如紙張，所以叫Paper flower

↑補充說明：據說欖仁樹自然落下、曬乾的葉子，可以用來治療肝病，但是這還沒有受到醫學界的證實，可別輕易嘗試！

↑補充說明：原產地美國因為生長快速，7~8 年便可成材，引進台灣造林，但容易遭蟲害，目前較少見，學校只有一棵。

↑補充說明：原產地澳洲，民國初由日本人引進台灣，是良好的小木屋材料。

↑補充說明：原產地澳洲，因為樹型美觀、樹冠自然成圓錐塔形、生長快速，被列為世界著名四大庭園觀賞樹木之一

↑補充說明：細絲狀的枝葉，能讓風從空隙間滑過，不會造成樹的壓力，就算在強風的海邊環境裏，也依然能長成高大的木。

103.10.8六年級談到颱風的命名，上翰林文教網找了一篇補充知識印給學生。如果只是印給他們，感覺只是我單一的傳授知識，為了了解閱讀後的成效，老師問了幾個問題：

Q1、    請出兩個簡單的問題，是文章中就找的到答案的題目：(什麼、哪裡、何時)

Q2、    請出兩個需要思考的問題，需要看懂整篇文章才答得出來的題目：(如果、為什麼、如何)

Q3、    請畫出此篇文章的重點加圖

Q4、    請為此篇文章沒有名字，請你為這篇文章命名：

我只給他們十分鐘的時間閱讀，請他們回答問題。我說這不是考試不計分，可以討論、可以用注音、不管如何，盡可能地回答。但是學生拿到這篇文章時手足無措，好緊張啊！大家各自奮鬥，不見他們討論，到了下課時間一半的人交來了，但是有些人還捨不得下課， 還有些人跟我說他寫不完

(一)這4張圖告訴我，應該釐清學生生觀念，解釋龍捲風跟颱風的生成環境

(二)能畫出颱風符號跟位置已經很厲害了，第一張圖有一點問題，我們可以討論為何大部分侵襲台灣的颱風路徑是東南向西北？

(三)從下2張跟上4張圖，我們可以討論颱風符號的設計，輕、中、強度颱風表示方法。

(四)平時極少參與討論的學生畫出的圖令人驚艷，相互學習，學生吸取的知識更多。

(五)學生提問的層次，可以理解他對此篇文章的了解程度，有幾個同學能問出老師想問的問題，但是大多在停在第一層次

(1)第一層次的問題學生了解段落大意，但不見得了解主旨

(2)第二層次問題具有挑戰性，且學生已掌握此篇文章主旨

教學省思：老師將帶領看看別人的回答、圖，最後大家再讀一次。我想我們的學生的確缺乏這種訓練，所已完成度並非百分百，但是多元的資料已經足以老師對於「1-3颱風與防災」單元教學做診斷分析。討論前，全班24人，文章的命名大致分以下四種層次，或許它只對老師或少數人有意義

(1) 不敢丟球型

(2)亂丟球型

(3)擦邊球型

(4)正中目標型

在討論後，這篇文章會對我們24+1人有意義，因為它的價值在~我們從彼此的鏡子看到不同角度。

結論：下次再多找些炸彈文章丟給你們六年級吧！

103.9.30第一節，五孝每個人用不同的方法：選擇放水中、土壤；選擇植物部位：根、莖、葉，進行植物繁殖

103.9.30第二節，五孝用紅色墨水進行植物水分輸送方向實驗，等我們種完植物回來教室，葉片已經變紅色，也就是說不到一節課就成功了

103.10.7五忠靈機一動改用藍墨水，唉~怎麼過了一個晚上葉子還是原來的顏色？

用高中實驗~色層分析解釋可能的原因：胡蘿蔔素跑得快、葉綠素跑得慢。推測植物的維管束像吸管：藍墨水分子大，就像珍珠一樣沒辦法被小吸管吸上去；紅墨水分子小，像山粉圓一樣可以被吸上去

103.10.9藍墨水實驗失敗沒關係，我們利用植物根、莖、葉不同的部位繁殖成功，也算是有所得

103.10.14黃金葛白色的根已經長得密密麻麻的，放在窗邊，一來可以觀察生長情形、二來佈置教室角落

103.10.16長香菇了 ，失敗了嗎？

其實沒有失敗，甘藷的根早就暗地的深入土壤，冒出盆底了

別小看它的力量，土底下馬鈴薯的盤根錯節，

落地生根的葉一點一點蹦出來，它是不是很像在張開雙手呼吸

在傍晚的宜蘭運動公園，美麗的彩霞掛上了皎潔的上弦月。這是一般月亮的顏色

這是彰化當天出現的血月，月亮變成紅色令人產生許多聯想呀！吸血鬼、殭屍…

月全食PM6:30~8:30 ，可惜看不到全貌，老師在彰化的朋友僅用手機拍攝就能如此清楚，好羨慕啊！

月食的成因就不多說，欣賞一下專業的縮時攝影

預告下次的月食是104.4.4兒童節，希望宜蘭是好天氣

用過的餐具不要丟，只要簡單的纏繞，就能製作好玩的投石器

首先你得準備一個方形寶特瓶、兩雙筷子、一個湯匙、數條橡皮筋

配上寶特瓶可以讓投石器更穩固

也可以不用寶特瓶，直接做彈弓

製作參考網址