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創 意 教 學 & 創 意 教 具 DIY

突 破 框 架

思 考 常 有 許 多 框 架 的 限 制, 勇 於 改 變, 活 用 創 意 思 考, 挑 戰 更 多 可 能, 你 也 可 以 跳 脫 思 考 的 框 架, 因 為 答 案 常 在 框 架 外!

第 3 章 波 動 與 聲 音 的 世 界 以 鼓 槌 敲 擊 鼓 面, 鼓 會 發 出 咚 咚 聲, 若 用 手 按 住 鼓 面, 聲 音 立 即 消 失 若 在 鼓 面 撒 上 少 許 紅 豆, 再 以 鼓 槌 敲 擊 鼓 面, 可 以 見 到 鼓 面 上 的 紅 豆 會 上 下 跳 動, 表 示 鼓 面 發 生 快 速 的 振 動 以 小 槌 敲 擊 音 叉, 音 叉 會 發 出 嗡 嗡 聲, 若 用 手 握 住 音 叉 的 兩 股, 聲 音 立 即 消 失 ; 若 將 敲 擊 過 的 音 叉 迅 速 接 觸 水 面, 可 以 見 到 水 花 噴 濺 的 現 象, 顯 示 音 叉 的 兩 股 發 生 快 速 振 動 由 此 可 以 推 論 : 聲 音 是 由 於 物 體 快 速 振 動 而 產 生

綜 合 思 考 由 敲 鼓 及 敲 擊 音 叉 的 事 件, 可 以 發 現 共 同 的 特 性 聲 音 是 由 於 物 體 快 速 振 動 而 產 生 在 同 類 事 件, 但 是 不 同 來 源 的 資 料 中, 可 以 彙 整 出 一 通 則 性, 稱 為 綜 合 思 考

第 五 章 冷 暖 天 地 因 為 玻 管 液 體 溫 度 計 是 利 用 玻 璃 管 內 液 體 的 體 積, 隨 著 溫 度 升 降 而 脹 縮 的 性 質 來 測 量 溫 度, 所 以 不 同 種 類 的 液 體 對 於 溫 度 計 有 不 同 的 測 溫 範 圍 限 制, 例 如 水 銀 溫 度 計 的 測 溫 範 圍 約 為 -39 至 357, 酒 精 溫 度 計 的 測 量 範 圍 約 為 -114 至 78 想 一 想 實 驗 室 使 用 的 溫 度 計 測 量 範 圍, 約 為 - 10 ~110, 由 此 推 測 實 驗 用 溫 度 計 內 部 的 液 體 是 否 為 純 酒 精, 為 什 麼?

推 論 思 考 大 前 提 是 不 同 種 類 的 液 體 對 於 溫 度 計 有 不 同 的 測 溫 範 圍 限 制, 酒 精 溫 度 計 的 測 量 範 圍 約 為 -114 至 78, 小 前 提 是 實 驗 用 溫 度 計 測 量 範 圍, 約 為 - 10 ~110, 由 大 前 提 和 小 前 提, 可 以 得 到 結 論 實 驗 用 溫 度 計 不 是 純 酒 精 依 現 有 的 理 論, 運 用 演 繹 推 理, 推 測 可 能 發 生 的 事, 稱 為 推 論 思 考

演 繹 推 理 根 據 現 有 的 理 論 去 預 測 被 忽 略 的 或 新 的 事 實, 也 就 是 後 者 的 事 實, 是 以 現 有 的 理 論 為 前 提, 這 樣 的 邏 輯 推 理 方 式, 稱 為 演 繹 推 理 演 繹 推 理 指 的 是 前 提 與 結 論 之 間 的 支 持 關 係 以 三 段 論 的 演 繹 推 理 為 例 : 大 前 提 : 所 有 的 偶 數 都 能 被 2 整 除 小 前 提 :6 是 偶 數 結 論 :6 能 夠 被 2 整 除

演 繹 推 理 演 繹 推 理 的 主 要 特 徵 在 於 邏 輯 性 強, 結 論 是 從 前 提 中 合 乎 邏 輯 地 導 出, 前 提 的 真, 可 以 環 環 相 扣 地 傳 遞 給 結 論, 而 不 會 產 生 謬 誤

第 3 章 波 動 與 聲 音 的 世 界 將 電 鈴 放 入 玻 璃 罩 中, 通 電 讓 小 槌 輕 敲 電 鈴, 可 以 聽 到 玻 璃 罩 內 的 鈴 聲 若 以 抽 氣 機 將 玻 璃 罩 內 空 氣 抽 出 時, 會 發 現 鈴 聲 逐 漸 變 小, 甚 至 聽 不 到 打 雷 的 轟 隆 聲 或 長 串 鞭 炮 的 爆 炸 聲, 都 可 能 使 道 路 旁 的 汽 車 車 身 振 動 而 觸 發 汽 車 防 盜 器 由 此 可 知, 空 氣 是 聲 波 的 介 質, 聲 波 在 真 空 中 無 法 傳 播

想 一 想 科 幻 電 影 中, 飛 船 在 太 空 中 與 敵 艦 作 戰, 當 發 射 雷 射 光 或 擊 中 目 標 時, 常 伴 隨 著 震 耳 逼 真 的 音 效, 請 問 實 際 上 有 無 可 能? 為 什 麼?

批 判 思 考 既 然 空 氣 是 聲 波 的 介 質, 聲 波 在 真 空 中 無 法 傳 播, 可 是 電 影 在 太 空 中 的 星 際 大 戰, 常 伴 隨 著 震 耳 逼 真 的 音 效, 有 無 可 能? 以 現 有 的 理 論 為 基 礎, 對 現 實 的 事 例 因 果 的 關 連 性 理 論 間 的 邏 輯 一 致 性 或 推 論 過 程 的 嚴 密 性, 提 出 質 疑, 稱 為 批 判 思 考

桃 花 心 木 種 子 的 飛 行 做 法 1. 使 用 1/4 張 的 A4 紙 張, 將 紙 張 直 立 對 摺 再 對 摺 2. 將 長 條 紙 張 下 端 往 上 方 對 摺 再 對 摺 至 中 間 一 半 位 置, 以 釘 書 針 固 定

模 仿 桃 花 心 木 種 子 的 飛 行 做 法 3. 沿 虛 線 剪 下 上 面 三 層 紙, 保 留 最 底 下 一 層, 將 紙 張 直 立 對 摺 再 對 摺, 像 桃 花 心 木 種 子, 一 側 及 底 部 較 重

模 仿 桃 花 心 木 種 子 的 飛 行 改 變 紙 張 的 大 小 厚 薄 翅 膀 的 長 短 寬 窄 底 部 的 重 量 等, 看 看 是 否 可 以 讓 紙 片 在 空 中 旋 轉 飛 行 的 更 久 撐 起 一 片 天 --- 大 葉 桃 花 心 木 種 子 飛 行 模 式 的 研 究 ( 第 48 屆 全 國 科 展 理 化 科 第 二 名 )

猿 尾 藤 猿 尾 藤 的 種 子 周 圍 張 開 了 3 片 翅 膀, 其 中 一 片 較 長

猿 尾 藤 - 果 實 為 3 翅 翅 果

尺 蠖 的 運 動 Video Link 尺 蠖 會 先 身 體 彎 曲 成 弓 型, 再 伸 展 前 身 向 前 移 動

尺 蠖 模 型 的 運 動 3cm 做 法 21cm 1. 將 紙 張 的 虛 線 對 摺, 模 擬 尺 蠖 的 外 形 2. 在 尺 蠖 的 斜 上 方, 以 吸 管 對 著 吹 氣 3. 觀 察 尺 蠖 模 型 的 運 動 情 形

尺 蠖 模 型 的 運 動 以 吸 管 吹 氣

尺 蠖 模 型 運 動 快 慢 的 探 究 影 響 尺 蠖 模 型 運 動 快 慢 的 因 素? 運 動 快 慢 : 以 吸 管 吹 氣, 然 後 測 量 模 型 在 30 秒 內 移 動 的 距 離 變 因 :

創 意 設 計 實 驗 實 驗 在 科 學 領 域 裡, 可 視 為 在 控 制 條 件 下 調 查 假 說 的 有 效 性 控 制 變 因 : 進 行 實 驗 時, 保 持 其 它 多 項 的 變 因 固 定, 一 次 僅 改 變 一 項 的 變 因, 觀 察 此 項 變 因 對 實 驗 的 影 響 A B C C B A

大 自 然 的 啟 示 本 單 元 將 幫 助 你 學 習 : 仿 生 學 蓮 花 效 應 奈 米 仿 生 科 技

Warm up 帶 刺 鐵 絲 網 是 模 仿 哪 一 種 植 物?

很 省 材 料 的 建 築 物 - 蜂 窩

原 始 活 潛 艇 鸚 鵡 螺

絕 妙 的 特 技 飛 行 家 蒼 蠅 動 物 世 界 的 戰 鬥 機 一 隻 小 小 的 蒼 蠅, 竟 能 一 直 不 停 地 飛 行 好 幾 個 小 時, 每 小 時 可 以 飛 行 20 公 里 它 還 能 直 向 上 升 垂 直 下 降 急 速 掉 頭 定 懸 空 中, 蒼 蠅 的 這 些 絕 招 是 任 何 現 代 飛 機 都 做 不 到 的

油 性 羽 毛 絕 佳 防 水 - 國 王 企 鵝

企 鵝 身 上 的 4 層 抗 寒 衣 1. 最 外 層 是 非 常 緊 密 的 油 性 羽 毛, 大 約 每 平 方 英 寸 超 過 70 根 羽 毛, 均 勻 地 覆 蓋 住 全 身 2. 第 二 層 衣 服 則 是 空 氣, 能 絕 緣 保 暖, 使 熱 氣 不 容 易 散 失 3. 第 三 層 衣 服 是 皮 膚 4. 第 四 層 則 是 皮 下 脂 肪, 厚 達 2 至 3 公 分 具 有 不 錯 的 保 溫 效 果

動 脈 靜 脈 直 接 換 溫 幫 助 企 鵝 的 腳 部 保 暖

靠 動 物 傳 播 的 鬼 針 草

魔 鬼 氈 - 模 仿 鬼 針 草 的 種 子

蜘 蛛 纖 維 的 應 用 概 念 航 空 母 艦 上 輔 助 戰 機 降 落 攔 截 繩 網 手 術 縫 線 材 料 防 彈 衣 材 料 具 避 震 功 能 之 吊 橋 用 結 構 繩 索

黏 而 不 膩 的 壁 虎 功 壁 虎 腳 掌 上 細 微 的 分 岔 毛 髮 和 它 們 粘 貼 的 表 面 之 間 發 生 了 分 子 間 的 相 互 作 用 創 造 出 一 種 不 用 黏 合 劑 可 重 複 使 用 的 膠 帶 https://www.youtube.c om/watch?v=_7a1jahjmq 8

1. 2000 年, Speedo 公 司 出 產 一 種 模 仿 鯊 魚 皮 膚 原 理 製 作 的 高 科 技 泳 衣, 被 稱 作 鯊 魚 皮 (Shark Skin) 鯊 魚 泳 衣

鯊 魚 泳 衣 1. 2008 年, 國 際 泳 壇 一 百 多 項 紀 錄 被 打 破 的 最 大 功 臣 2. 國 際 泳 聯 決 定 於 2010 年 起 全 球 禁 用 高 科 技 泳 衣

以 假 亂 真! 德 國 仿 生 學 人 造 鳥 https://www.youtube.com/watch?v=nnr8fdw3ilo

日 本 的 蛇 形 機 器 人 https://www.youtube.com/watch?v=_5pplumteva

大 自 然 早 就 知 道 了 人 類 很 多 不 知 道 的 事 習 慣 周 遭 事 物 的 存 在 及 演 化, 而 我 們 每 天 又 有 很 多 事 要 煩 要 忙, 往 往 無 暇 注 意 在 周 遭 隨 時 給 我 們 很 多 暗 示 的 自 然 其 實 自 然 時 時 刻 刻 展 現 豐 富 的 演 化 成 果, 直 到 我 們 突 然 間 驚 鴻 一 瞥 靈 光 一 閃, 才 終 於 注 意 到 這 大 太 陽 底 下 存 在 許 久 的 新 鮮 事

仿 生 學 搭 起 人 類 與 自 然 的 橋 樑 仿 生 學 主 要 是 觀 察 研 究 和 模 擬 自 然 界 生 物 各 種 各 樣 的 特 殊 本 領, 包 括 生 物 本 身 結 構 原 理 行 為 各 種 器 官 功 能 體 內 的 物 理 和 化 學 過 程 能 量 的 供 給 記 憶 與 傳 遞 等 從 而 為 科 學 技 術 中 利 用 這 些 原 理, 提 供 新 的 設 計 思 想 工 作 原 理 和 系 統 架 構 的 技 術 科 學

創 意 發 明 的 六 大 絕 招

一 轉 換 將 某 領 域 的 做 事 原 理, 應 用 到 另 一 個 領 域

科 博 館 的 虹 橋 展 示

結 構 一 /3 根 冰 棒 棍 以 三 根 冰 棒 棍, 在 三 個 寶 特 瓶 蓋 上, 搭 起 一 座 橋 樑 ( 寶 特 瓶 之 間 的 距 離 大 於 冰 棒 長 度 )

結 構 二 /5 根 冰 棒 棍

結 構 三 /6 根 冰 棒 棍

彩 虹 橋 /15 根 冰 棒 棍

車 輪 型 三 臂 灑 水 器 https://www.youtube.com/watch?v=hg7fmftqwxe

反 作 用 力 旋 轉 器 噴 氣 可 彎 式 吸 管 反 作 用 力 方 向 口 徑 5mm 口 徑 6mm 吹 氣

酒 瓶 平 衡

吸 管 平 衡

平 衡 鳥

平 衡 的 蝴 蝶

二 逆 向 不 採 用 人 們 通 常 思 考 問 題 的 思 路, 而 是 反 過 來, 從 對 立 的, 完 全 相 反 的 角 度 去 思 考 問 題 的 方 法, 呈 現 出 不 同 於 以 往 或 現 存 的 事 物

蘋 果 大 力 士 Video Link

蘋 果 大 力 士 的 原 理 蘋 果 氣 球 可 以 吸 在 玻 璃 上 ( 或 光 滑 的 表 面 ), 其 作 用 如 同 一 般 的 吸 盤, 是 由 於 大 氣 壓 力 的 關 係 寶 特 瓶 口 用 力 擠 壓 進 氣 球 底 部 ( 深 入 氣 球 內 部 ), 可 以 提 起 更 重 的 寶 特 瓶, 則 不 只 是 大 氣 壓 力 的 作 用, 也 包 含 了 氣 球 和 寶 特 瓶 口 之 間 的 摩 擦 力

三 轉 向 對 一 件 事 物 轉 個 角 度 來 看, 藉 由 角 度 的 轉 變 而 產 生 新 的 觀 念 或 物 品

自 然 科 學 博 物 館 的 展 示

反 射 筒 展 示 說 明 地 面 上 所 鋪 設 的 圖 案, 是 一 個 由 曲 面 鏡 上 所 臨 摹 出 來 的 歪 像 (Anamorphosis), 這 個 乍 視 之, 不 知 其 為 何 物 的 圖 案, 如 果 利 用 適 當 的 曲 面 鏡 ( 本 展 示 中 央 所 設 置 的 圓 柱 形 反 射 筒 ), 再 將 其 投 射 回 來, 就 能 清 晰 的 看 出 原 來 圖 案 的 內 容, 請 您 試 著 移 動 視 線 在 反 射 筒 上 找 找 看

圓 柱 成 像 材 料 AnamorphMe.exe 1px = 0.04cm 1cm = 25px

圓 柱 成 像 實 做

生 活 上 的 應 用

魔 法 卡 片 的 製 作 _ 名 片 紙 寫 88

魔 法 卡 片 的 製 作 _ 夾 鏈 袋 寫 92

問 題 與 討 論 1. 在 玻 璃 杯 側 面 看 見 魔 法 卡 片 顯 現 的 數 字 為 何? 2. 在 玻 璃 杯 斜 上 方 看 見 魔 法 卡 片 顯 現 的 數 字 為 何? 為 什 麼?

實 驗 結 果

臨 界 角 當 入 射 角 θ 大 到 某 一 角 度 時, 折 射 角 會 等 於 90 度, 因 此 光 會 沿 著 介 面 進 行, 此 時 的 入 射 角 θ 稱 為 臨 界 角 影 片

全 反 射 當 入 射 角 大 於 臨 界 角 時, 光 不 會 透 出 水 面 而 是 全 部 發 生 反 射, 這 種 現 象 稱 為 光 的 全 反 射

小 檔 案 發 生 全 反 射 的 條 件 : 由 光 速 較 慢 的 介 質 進 入 光 速 較 快 的 介 質 入 射 角 須 等 於 或 大 於 臨 界 角 例 如 光 由 水 進 入 空 氣 中, 當 入 射 角 等 於 或 大 於 48.7 度 ( 臨 界 角 ), 就 會 發 生 全 反 射

延 伸 魔 術 - 被 咬 過 的 西 瓜 繪 在 名 片 紙 上 的 西 瓜 繪 在 夾 鏈 袋 上 的 西 瓜

四 延 伸 將 一 個 現 存 的 事 物, 加 以 擴 大, 可 以 是 有 形 的 外 在 尺 寸, 也 可 以 是 將 功 能 或 效 能 的 擴 大

玻 璃 瓶 會 不 會 破?

五 合 併 將 兩 種 或 多 種 事 物 合 併, 以 解 決 問 題 或 創 造 新 的 事 物

多 多 笛 7 號 汽 球 直 徑 5mm 吸 管

六 減 少 一 個 事 物 不 論 是 大 小 長 度 重 量 數 量 比 例 等, 任 何 型 式 變 少 或 減 小, 甚 至 分 割, 只 要 少 於 原 有 的, 都 可 稱 為 減 少

嘴 唇 靠 近 吸 管 上 方 管 口, 輕 輕 吹 氣, 觀 察 是 否 發 出 聲 音 以 手 按 壓 汽 球, 控 制 透 明 吸 管 內 的 水 位 高 低, 觀 察 吸 管 笛 發 出 聲 音 的 頻 率 與 水 位 高 度 的 關 係 吸 管 笛 吹 氣 直 徑 12mm 透 明 吸 管 7 號 汽 球 ( 裝 滿 水 )

你 能 吹 出 這 首 歌 嗎?

結 論 以 學 生 為 中 心 取 代 教 師 為 中 心 的 學 習 方 式 以 活 動 為 中 心 取 代 以 知 識 為 中 心 的 教 育 以 探 究 式 取 代 以 講 解 式 的 教 學 因 應 學 生 差 異 性, 提 供 多 元 學 習 方 式, 朝 向 提 升 學 生 學 習 效 果 和 引 導 學 生 適 性 發 展 的 方 向 邁 進