部落格

課程

主題

天送滑水道發電機及溝渠水流帶來電

適用教學對象

7~9年級

結合學習領域

自然與生活科技、社會領域、環境教育、能源科技

教學時間

08：00-14：40

參考資料來源

國高中教科書(自然與生活科技)

蘭陽水力發電相關研究報告、計畫書及網站等

溝渠水力發電相關研究報告、計畫書及網站等

設計

理念

本教學模組設計主要是以宜蘭縣大自然戶外教室為基礎，融入學生生活較接近的STSE(科學_科技_社會_環境)議題作為啟發學生之學習動機，並以系統架構觀點，於不同年級與不同領域，進行探索(體驗)→互動(實驗)→表達(概念應用)三階段循環教學模式之教學模組開發，目的為培養學生對於在地科技、社會及環境議題的認知與瞭解；並學會實驗設計與數據結果比較分析之能力，及互助學習的合作精神；進而將學科知識及實務經驗結合，作為未來面對問題之解決，及表達自己的專業量能。

教學

目標

1.認知

1-1讓學生瞭解水力發電原理與類型。

2.情意

2-1關切人類行為對環境的衝擊。
2-2覺察資源耗用所帶來的危險。

2-3以實驗設計方法，培養學生互助合作及科學探索之精神。

3.技能

3-1學會應用再生能源之轉換產生電能，並同時生活中節約能源。

需具備

觀念

• 七年級(探索與體驗課程)：【理化】酸鹼鹽；【地球科學】岩石與礦物、台灣的地質構造與地形、板塊構造學說、水的分布與水循環、環境污染與全球變遷等；【地理】地形、水文、水資源，共計9堂課。
  
• 八年級(互動與實驗課程)：【理化】簡單機械、電學、電化學、溫度與熱，共計6堂課。
  
• 九年級(表達與概念應用) ：【理化】光、力學、功與能、電學，共計6堂課。

節次

活動名稱

教學活動流程

時間分配

學習

資源

融入議題

0900-

1100

天送滑水道發電機(part-1)

【引起學習動機】：與同學們說明，遊樂場所看見的滑水道，其實也是蘭陽水力發電廠不可缺少的設備。

10分

蘭陽水力發電廠軟硬體設備

【活動一】：由蘭陽水力發電廠人員進行館廠區內導覽解說。

30分

【活動二】：多功能滑水道

1. 準備器材：家用型漏斗、家用型水管、自製水車。
   
2. 活動目的與內容：讓學生瞭解，水管傾斜角度，與水由高處往低處流動速度的差異，並依據自製水車轉動速度作為判斷，最後，請學生就自己操作實驗的經驗，提出合理的解釋與原因。解釋的完整程度作為競賽積分的依據。

40分

競賽計分板、教學道具

【活動三】：自製微型水車發電機

1. 準備器材：家用型漏斗、家用型水管、剪刀，二個正方柱飲料紙盒(大與小各一個)，吸管二隻(細的、微粗各一)，釘書機或膠帶、3V馬達、LED燈。
   
2. 活動目的與內容：開啟水龍頭，水流經過水管，並藉由高低位差，帶動水車的轉軸，並藉由葉片運轉的效果，牽動馬達轉動，進而使LED燈發亮。藉此活動讓學生瞭解水力發電的過程。
   
3. 水車製作方法：
   
   1. 首先，製作葉片，將小的飲料盒剪裁成一個四方體柱，但高與寬不可大於大的飲料盒瓶身，並將此四方體柱向內折成十字型，中間插入吸管，在四個邊都用訂書機訂上。
      
   2. 接著，取大紙盒將上端切除，並將瓶身二邊鑽小孔，套上一截吸管，將葉片與主體結合。
      

      

40分

教學道具

13:10-

14:40

溝渠水流帶來電(part-1)

【引起學習動機】：介紹早期溝渠對於農業之幫助，但如今溝渠同時也是潔淨能源再利用的好幫手。

10分

自然科學

環境教育

【活動一】：感官學習單

搭配學習單內容，讓學生透過眼睛(視覺)、鼻子(嗅覺)，去觀察水力發電的設備組成、溝渠水質等，以及感受溝渠水流的味道，並加以作照相及記錄。

20分

大隱社區溝渠水力發電設備與解說牌、學習單

【活動二】：探索「法拉第」水車

搭配微型水力發電區周邊解說導覽看板以及學習單內容，使學生實地探索微型水力發電原理。並計算出水車轉一圈的發電成果。

20分

【活動三】：「法拉第」燈沒關

1. 準備器材：LED發電卡、LED燈、3組強力磁碟、一捆漆包線、透明膠帶。
   
2. 讓學生將LED發電卡黏上3組強力磁碟。
   
3. 接著，去除漆包線前後兩端的漆，並連接至LED燈。
   
4. 最後，將第三步驟成品與第二步驟成品，運用手進行左右擺動，將能使磁場感應有所變化而發電，藉此而說明法拉第發電原理。

20分

最後集合各組，請各組說明最喜歡今天哪一個潔淨能源?為什麼?

20分

節次

活動名稱

教學活動流程

時間分配

學習

資源

0900-

1100

天送滑水道發電機及溝渠水流帶來電(part-2)

【引起學習動機】：蘭陽水力發電廠與溝渠水流發電的不同是什麼?

10分

【活動一】：由大隱社區發展協會總幹事進行微型水力發電導覽解說。

50分

大隱社區發展協會總幹事劉松萬先生

【活動二】：「法拉第」發電

1. 各組組員依據上次探索經驗，與學校課程內容相應證後，仍有不清楚的部分，各組須拋出共5次問題。
   
2. 最後，發展協會總幹事則拋出共5種問題作為搶答。

60分

學習單、

競賽計分板

節次

活動名稱

教學活動流程

時間分配

學習

資源

0900-

1100

天送滑水道發電機及溝渠水流帶來電(part-3)

【活動一】：滑水道與溝渠發電比一比

1. 說明蘭陽水力發電廠及大隱社區微型水力發電原理、所需要的地理位置、水量多寡及穩定性、發電量及可供電戶數。
   
2. 提出微型水力發電應用於三星鄉的可行性。
   
   1. 說明水流速度會影響磁場變化，進而影響發電效率。
      
   2. 季節性的降雨量也會影響溝渠水量，進而影響發電效率。
      
   3. 界定出三星鄉內所有溝渠，並進行水流速度及水量的探討。

120

分

蘭陽水力發電廠科員、大隱社區發展協會總幹事劉松萬先生、及社區居民、解說導覽評分表

使同學們瞭解蘭陽水力發電廠水渦輪機的轉動方式與功能。

    使同學們瞭解蘭陽水力發電廠水流管線的設計與功能。

使同學們瞭解蘭陽水力發電廠的歷史與廠區設備介紹。

學生應用隨手可得牛奶盒實際動手做的水車，可作為推動馬達的水力發電小道具。

使同學們瞭解蘭陽水力發電廠內水輪機帶動發電機之運轉情形。

使同學們瞭解大隱社區微型水力發電的法拉第原理。