電路學 (電流電壓與歐姆定律)

認識基本電路的組成並學會串聯及並聯電路。

CVLab雲端虛擬物理實驗室
CVLab

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#新常態教育 #智慧校園 #XR(AR/VR/MR) #STEAM #K12

解決方案亮點

避免實驗器材毀損

避免實驗過程中,器材耗損或操作不當之損壞

減少故障排除時間

減少師生在「排除實驗器材故障」之時間

解決方案簡介

國中理化課程中的電路學是教導基本電學概念,認識基本電路的組成並學會串聯及並聯電路。電流電壓與歐姆定律共分成15個實驗,依知識架構及相關次主題來區分:
1、通路與斷路
2、短路
3、燈泡的串聯實驗
4、燈泡的並聯實驗
5、伏特計的連接實驗
6、兩電池並聯電壓測量實驗
7、兩電池串聯電壓測量實驗
8、安培計的連接實驗
9、燈泡串聯時安培計的連接
10、燈泡並聯時安培計的連接
11、串並聯電路,電流及電壓測量
12、並串聯電路,電流及電壓測量
13、歐姆定律
14、電阻串聯電壓與電流關係實驗
15、電阻並聯電壓與電流關係實驗

使用案例

國中理化電路學實驗

電腦版VR教材

使用單位 北市某國中

使用者職稱 理化老師

使用者姓名 郭老師


台北市某國中共2班,隨機分派為實驗組兩班共49人。實驗組進行電腦版VR實驗課程,對照組則進行傳統實驗室課程。本研究以實驗法進行,探討兩者之間在學習成效是否有顯著差異。
研究結果,得知在相同學習單課程內容下,驗組與對照組有顯著差異,表示本研究所使用的3D虛擬實驗軟體可以提高學生學習成效。事後分析造成學習差異的原因,在於實驗組學生以電腦操作本軟體,不必擔心儀器損壞,可以很大膽做各種組合嘗試,在嘗試次數多的情況下,配合軟體中完成度的提示,可以提升電路組裝完成的程度。另外在對照組部分,在實際組裝實驗器材遇到的各種障礙問題時,會擔心隨意組裝造成器材損壞而賠償,會傾向於等待老師的處理與解答,不敢做大膽的嘗試,因此會額外花費等待的時間,使得學習效率降低。

在國中理化課程當中,實驗課程一直佔有相當重要的分量,因為做中學是學習理化觀念的最好方法,但是實驗操作當中實驗器材的妥善程度與精準程度影響著學生學習課程的流暢度。使用VR虛擬實驗軟體可以避開實驗儀器的各種損毀、讓學生可以專心於學習核心觀念,並可以勇於嘗試不同的電路組裝方法,也幫助教師可以集中精神於講述觀念。此研究探究虛擬實驗軟體對學生學習成效上是否比傳統實驗操作更有成效,結果發現確實對於學生學習成效有顯著的影響。本研究貢獻可提供國中老師採用新興虛擬科技作為回應新課綱教材之參考

單位簡介

CVLab雲端虛擬物理實驗室 CVLab

CVLab雲端物理實驗室由淡江大學教育科技學系徐新逸特聘教授及東南科技大學數位遊戲設計系周雲虎副教授共同主持,CVLab主要在:
1. 主要提供教育科技的諮詢顧問及解決方案。
2. 開發產品是根據教育現場之需求,發展高互動的模擬教學工具,包含:虛擬實境 「(Virtual Reality) 」、「擴增實境(Augmented Reality)」、APP與「嚴肅遊戲及遊戲化(Serious games and gamification)」之教育產品,以開發 STEM (科學教育、科技教育、工程教育、數學教育)為特色。
3. 採用虛擬實境技術運用於科學實驗教育,具有遊戲化、模擬化、視覺化、實驗過程再現化、模組化與多重使用性。並結合情境認知教學原理與建構教學理論,且已經由高中老師與學生測試,具有市場價值。
4. 產品可配合教育部物理課程綱要與高中物理教育之教學,提供學生在校實驗使用或為課外練習之用。本成品亦可供高中物理教師進行物理實驗活動設計與評量之用。

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