光的行進探究
壹、 動機
在進行四年級單元教學『光的世界』時，發現教科書所設計的教具，學生操作過程中實際使用於測量時，非常不利作觀察記錄，幾經思考後，嘗試從修改教具及表格輔助，藉以便利學生操作及實作紀錄，從中增進學生學習的樂趣及成效。
貳、 目的
改善學生實際操作光的行進實驗時的紀錄方便性。
參、 材料與設備
實物投影機、電子白板、方格紙、量角器、密封罐。
肆、 過程或方法
一、 分析單元能力指標：首先分析單元學習相關之能力指標，並依能力分項原則分析出單元教學目標最後依教學活動操作單位分析出行為目標，結果如下表：
能力指標
教學目標
活動/行為目標
科學態度
發現樂趣
5-2-1-2能由探討活動獲得發現和新的認知，培養出信心及樂趣。
思考智能
解決問題
6-2-3-2養成遇到問題時，先試著確定問題性質，再加以實地處理的習慣
1. 思考黑暗中如何看見物體
2. 覺察需要光的照射才看到物體
【活動】觀察箱尋寶記–製作觀察箱
【行為目標】
1. 能說出黑暗中看到物體的方法。
2. 能了解需要光照射在物體上時，才能看見物體。
過程技能
歸納與推斷
1-2-4-1由實驗的資料中整理出規則，提出結果。
科學本質
第二階段
3-2-0-2察覺只要實驗的情況相同，產生的結果會很相近。
1. 觀察光的行進方向
2. 覺察光會直線前進
【活動】光的直進現象
【行為目標】
1. 能說出光的行進現象。
2. 能正確利用光線觀察盒，觀察光的行進方向。
3. 能察覺光是直線前進的。
過程技能
歸納與推斷
1-2-4-1由實驗的資料中整理出規則，提出結果。
傳達
1-2-5-2能傾聽別人的報告，並能清楚的表達自己的意思。
科學與技術認知
認知層次
2-2-1-1對自然現象作有目的的偵測。運用現成的工具如溫度計、放大鏡、鏡子來幫助觀察，進行引發變因改變的探究活動，並學習安排觀測的工作流程。
1. 觀察光的反射路線
2. 知道光碰到表面較光滑明亮的物體，可以產生反射現象。
3. 了解生活中如何應用光的反射現象。
【活動】光的反射與應用
【行為目標】
1. 能察覺光的反射路線。
2. 能了解容易造成反射物體的表面特徵。
3. 能說出生活中應用光的反射的例子。
過程技能
歸納與推斷
1-2-4-1由實驗的資料中整理出規則，提出結果。
傳達
1-2-5-2能傾聽別人的報告，並能清楚的表達自己的意思
科學態度
發現樂趣
5-2-1-2能由探討活動獲得發現和新的認知，培養出信心及樂趣。
1. 了解光在不同物質中的行進方向。
2. 明瞭光由空氣進入水中或由水中進入空氣時會產生折射現象。
3. 覺察生活中，光的折射現象有哪些。
【活動】光的折射現象
【行為目標】
1. 能了解光在空氣和水中，都是直線前進的。
2. 能察覺光由空氣進入水中或由水中進入空氣時，會產生折射現象。
3. 能說出生活中光的折射情形。
思考智能
創造思考
6-2-2-1能常自問「怎麼做？」，遇事先自行思考解決的辦法。
科學應用。
6-2-2-2養成運用相關器材、設備來完成自己構想作品的習慣。
科學應用
7-2-0-2做事時，能運用科學探究的精神和方法。
1. 覺察彩虹出現的條件。
2. 思考如何製作出像彩虹一樣的光。
3. 明瞭生活中常見的彩虹色光現象。
【活動】美麗的彩虹
【行為目標】
1. 能了解彩虹出現的條件。
2. 能製作出彩虹。
3. 能察覺生活中常見的彩虹色光現象。
科技的發展
科技的本質
4-2-1-1了解科技在生活中的重要性。
1. 了解生活中光的訊息及應用。
【活動】光的訊息與應用
【行為目標】
1. 能說出生活中光的訊息與應用。
二、 歸納單元教學目標：根據能力指標、教學目標與具體的行為目標逐一對照分析後，刪去因分項能力而重疊的部分並結合有順序階段能力，歸納出本單元教學目標，並安排活動內容，將本單元的教學目標依順序排列：
三、 預期學生欲達成的學習成效：
1. 能利用資料檢索、觀察、討論問題、實驗操作獲得光的認識。
2. 能明瞭光的直進、反射、折射的性質。
3. 能了解光在生活上的應用。
4. 養成對事物真相的特徵辨識、理解與創新。
四、 教學設計：
設計者試圖從「自然與生活科技」學習領域之教材內容要項規範中所列之2自然界的作用-216 聲音、光與波動，以及「自然與生活科技」學習領域之教材內容細目
次主題216聲音、光與波動
光的傳播與影像
1d.察覺光的直進傳播，若遇阻礙形成影子。
1e.察覺光的反射有一定的方向。
光的折射
2a.察覺光經不同介質會折射，折射後在某些角度可看到彩虹(可利用製造水霧觀察彩虹)。
對應出版社提供之教材內容，進行再次編排及補充活動內容，利用各種教學媒體與資源輔助教學，以學生活動為主體，引導學生做科學探究，解決問題。利用編製之實驗檢測單，瞭解學生先前的概念和經驗，並適時進行過程之形式評量。將學生分組並鼓勵參與討論、發表自己的看法，在進行實驗時除了分組合作外，提出自己研判的結果並與小組成員分享，進行實作、展示自己工作的成果。
五、 教材、教具改變：
於教學活動中依據現場學生學習反應，進行教材及教具的改變，藉以促進學生學習成效。
伍、 結果
一、 教師教學成效上
依據原有活動項目，視學生實際反應進行修正或是改變，前後比較及教學成效，整理羅列於下表中：
項目（活動方式）
器材與資源
活動內容
修正及改變
成效
光的直進現象
美工刀、剪刀、膠帶、光線觀察盒(習作附件四)、手電筒、筆、
‧ 說出生活中看見光的行進方向的現象。
‧ 製作光線觀察盒。
‧ 學會控制光源(手電筒)。
‧ 能利用光線觀察盒，觀察光的行進方向。
‧ 能察覺光是直線前進。
‧ 於光線觀察盒中加上方格紙。
‧ 加上實驗操作考察評分表。
‧ 在方陣的方格紙上，可清楚看見光的行進路線。
‧ 方便畫記光的行進路線。
光的反射與應用
光線觀察盒、手電筒、鏡子、方格紙、筆、尺、實驗操作考察評分表。
‧ 利用光線觀察盒，察覺光的反射路線。
‧ 了解光照射在表面較光滑明亮的物體，會產生明顯的反射現象。
‧ 能了解容易造成光反射現象物體其表面的特徵。
‧ 能說出生活中應用光的反射現象的例子。
‧ 於光線觀察盒中加上方格紙。
‧ 加上量角器。
‧ 加上實驗操作考察評分表。
‧ 光的反射路線清晰可見。
‧ 加上有指標的量角器，更清楚看見光的反射路徑。
光的折射現象
塑膠盒、手電筒、鏡子、方格紙、筆、尺、量角器、膠帶、實驗操作考察評分表。
‧ 利用塑膠盒，察覺光的折射路線。
‧ 發現光在不同介質中(空氣、水..等)的行進方向。
‧ 發現光在不同介質間(空氣、水..等)行進方向會發生偏折。
‧ 能了解光在不同介質中(空氣、水..等)都是直線前進的。
‧ 能了解光在不同介質間(空氣、水..等)行進方向會發生偏折。
‧ 能說出生活中光的折射情形。
‧ 於塑膠盒旁加上指標式量角器。
‧ 加上實驗操作考察評分表。
‧ 光的折射路徑清晰可見。
‧ 不同物質間的折射路徑清晰可辨。
二、 學生學習成效上
教科書附錄的光線觀察盒。
加上方格紙的光線觀察盒，便於做觀察記錄。
利用未加上方格紙的光線觀察盒進行光的反射實驗。
利用加上方格紙的光線觀察盒進行光的反射實驗。
利用有方格紙的光線觀察盒並加上量角器進行光的反射實驗。
利用有方格紙的光線觀察盒並加上量角器進行光的反射實驗。
將教科書所提供的觀察盒加上指標式的量角器進行光的折射實驗。
陸、 討論
一、 教材原附實驗器材與修正後實驗器材之比較：
(一). 光線觀察盒
1. 改良前之光線觀察盒：底部會反光，不利進行光的直進觀察及記錄；空間狹小不利進行反射實驗。
2. 修正後之光線觀察盒：增加方格紙便利光的直進觀察及記錄；將光線觀察盒三面剪開便利進行光的反射實驗。
(二). 折射觀察盒
1. 改良前的折射觀察盒：無任何可參考物，不好判別光的折射路徑。
2. 修正後的折射觀察盒：利用量角器可以有效判別光在不同介直間的折射路徑。
柒、 結論
一、 修正後的實驗器材可以有效的提高實驗效率，也同時提高學生學習的成效。
二、 若能全部的組別結合實物投影機將過程逐一錄製下來，更可以檢核學習成長歷程。
三、 實施課程的歷程可以隨時依據學生的反應進行調整，如此更能提升學生的學習樂趣與成效。
捌、 參考資料及其他
翰林出版股份有限公司（民97）。國民小學自然與生活科技－第四冊。台南市：翰林。