學習領域或學科：自然與生活科技領域
教學時間：4 節 (合計 180 分鐘) │ 設計者：張煇志 │ 適用年級：國中二、三年級 (統整式探究課程)
教案主題館 > 國中教案 > 拯救龜山島－太陽能電池的應用 > 能力指標
 
 
教學活動 教學資源情境佈置
1. 引起動機：話說從遙遠的太空即將掉 下一顆相當台灣大的隕石，經科學家 計算其軌道後，十年後將直接命中龜 山島。立法院為了永久保存龜山島， 決議邀請科學家將龜山島設計成一個 能控制移動的島嶼，以避開絡繹不絕 的大隕石，世界各地頂尖的科學家決 議利用太陽能當作它的動力來源，並 同時規劃將宜蘭縣所有的電力來源全 改為太陽能。身為宜蘭的孩子，了解 這個計畫的重要設計和困難、提出自 己的想法，是刻不容緩要去學習的認 知和能力。老師將藉由這個探究主題， 帶領大家共同來探討太陽能發電這個 熱門話題。
 
4-4-2-1 從日常產品中，了解台灣的科技發展。
  1-4-4-1 藉由資料、情境傳來的訊息，形成可試驗的假設
5 分鐘
前後測概念評量、科學態度測驗、 實驗紀錄本、筆記、學習單、概念圖
實驗室小組合作
 
討論前側問卷的一些題目
2. 引導學生探討太陽能電池的相關認知 衝突點和疑惑。
 
(1) 是不是所有的光都能讓太陽能板發 電？
(2) 太陽能板能夠發電，主要因為它是 個吸熱的板子？
(3) 為什麼太陽能板有黑色或藍色，材 質是否不同？
(4) 太陽光變成電能的過程中是不是還 有其他能量的形式產生？
(5) 太陽能一定比較好嗎？
(6) 是不是所有的太陽能產品一定有( 蓄) 電池？有沒有例外的？如果沒 蓄電池，沒太陽時能不能動？
 
4-4-2-3 對科技發展的趨勢提出自己的看法。
  7-4-0-6 在處理問題時，能分工執掌、操控變因， 做流程規畫，有計畫的進行操作。
5 分鐘
 
3. 活動：貼貼樂 - 了解問題與激發創意
 
(1) 所需材料：教師製作相關名詞板，讓學生到黑板上排序，包括：太陽光、太陽能板、蓄電池、電器產品、光能、熱能、電能、動能等。
(2) 釐清學生不清楚的問題和概念。
(3) 可以提供教材資料，請學生做延伸閱讀。
(4) 介紹太陽能板的材質 (單晶、多晶、非晶、薄膜)
(5) 介紹太陽光譜
(6) 介紹電子電洞對
(7) 介紹太陽能板的構造
(8) 介紹太陽能板的發電原理與過程
 
25 分鐘
太陽能電池海報
 
相關太陽能產品
4. 透過太陽能相關產品的介紹( 如下所 列)，引導學生依先前所理解的概念， 思考這些產品的發電機制為何？
 
  • 太陽能風扇帽
  • 太陽能計算機
  • 太陽能充電器
  • 太陽搖頭娃娃
  • 太陽能 LED 手電筒
  • 太陽能熱水器
 
5 分鐘
 
5. 綜合討論：鎖定三個無法解決的問題，讓學生直接進行實驗或討論。
 
(1) 是不是所有的光或其他能量 (例如 熱能) 都能使太陽能板電器產生電。
(2) 光源→太陽能板→三用電錶。
(3) 是不是所有的電器都是同樣的結構？讓學生拆解並改裝太陽能板電器，比較各種太陽能板及蓄電池，有無在電器的使用和功率上的差異。
(4) 是不是太陽能都一定比較好 (比較 電功率、成本、未來發展、產業轉移、材料取得、能源限制)。
 
5 分鐘
 
（第一節課結束）
 
教學活動 教學資源情境佈置
教學活動講解：
1. 探索活動：就是那個光-探討是不是所 有的光或其他能量(例如熱能)都能使太 陽能板產生電。
  光源→太陽能板→三用電錶。
 
2-4-1-1 由探究的活動， 嫻熟科學探討的方法， 並經由實作過程獲得科學知識和技能。
  2-4-4-5 認 識物質的組成和結構， 元素與化合物之間的關係， 並了解化學反應與原子的重新排列。
5 分鐘 / 30 分鐘
實驗紀錄本筆記學習單
  ◎ 所需材料
  太陽能板 (單晶、多晶、非晶) 每組各一片
三用電錶，每組一個
光源(普通燈泡、省電燈泡、露營燈、鹵素燈、鎢絲燈、檯燈、投影燈、舞台燈、手電筒、雷射燈、太陽光…)。須在較暗的教室進行。
 
7 分鐘
  ◎ 紀錄各項燈源產生的電壓、電流
 
3 分鐘
實驗室小組合作
2. 討論實驗：直接用熱燒杯接觸太陽能板，並記錄它的電量。
 
3. 綜合討論
 
（第二節課結束）
 
教學活動 教學資源情境佈置
教學活動講解：
1. 拆了你的太陽能：探討是不是所有的電器都是同樣的結構？讓學生拆解並改裝太陽能板電器，比較各種太陽能板及蓄電池，有無在電器的使用和功率上的差異。
 
1-4-4-4 能執行實驗，依結果去批判或了解概念、理論、模型的適用性。
  1-4-2-1 若相同的研究得到不同的結果，研判此不同是否具有關鍵性。
5 分鐘 / 15 分鐘
實驗紀錄本、筆記、學習單
  ◎ 所需材料
  太陽能手電筒，每組一個
太陽能風扇帽，每組一個
其他太陽能板產品
太陽能板( 單晶、多晶、非晶)，每組 各一片
三用電錶，每組一個
其它工具：剪刀、螺絲起子、…等
  ◎ 讓各組報告拆解的結果，並討論蓄電池的功能。
 
20 分鐘
實驗室小組合作
2. 金角銀角：哪一個入射角度能使太陽能板產生最大的效能。
  光源→太陽能板→三用電錶。
 
3-4-0-1 體會「科學」是經由探究、驗證獲得的知識。
  6-4-5-1 能設計實驗來驗證假設。
  ◎ 所需材料
  太陽能板多晶，每組各一片
--- 三用電錶，每組一個
--- 光源( 鹵素燈或太陽光)。
  ◎ 紀錄各角度產生的電壓、電流。
 
5 分鐘
 
3. 綜合討論
 
（第三節課結束）
 
教學活動 教學資源情境佈置
教學活動講解：
1. 頭城國中最大黨 (拯救龜山島) 探討是不是太陽能都一定比較好 (比較電功率、成本、未來發展、產業轉移、材料取得、能源限制、環保計算)。
 
7-4-0-5 對於科學相關的社會議題，做科學性的理解與研判。
  1-4-5-5 傾聽別人的報告，並能提出意見或建議。
5 分鐘
前後測概念評量、科學態度測驗、實驗紀錄本、筆記、學習單、概念圖、成果設計圖或產品 (如評量附件)
  ◎ 教學策略
 
(1) 小組交叉論證：請同學就老師提供的辯論大綱，於課前準備相關資料進行辯論。
(2) 小組討論
(3) 教師引導討論。
(4) 假設性問題解決 (如果將你上學途中的所有電力用品，能源均改成太陽能，試比較有哪些優缺點)。之後進行各組報告和全班討論。
 
5-4-1-1 知道細心的觀察以及嚴謹的思辨，才能獲得可信的知識。
5 分鐘
  ◎ 試圖解決龜山島移動電力的問題
實驗室小組合作論證式教學
2. 綜合討論
 
3. 課後延伸討論
 
(1) 討論設計龜山島移動電力的構想，撰寫小組報告學習單，提示學生可討論的項目。
(2) 進行個人的課後線上心得分享。
(3) 進行拯救龜山島的設計比賽，請學生畫出龜山島移動的設計圖，並說明他的太陽能電池應用原理。
 
7-4-0-3 運用科學方法去解決日常生活的問題。
5 分鐘
 
（第四節課結束）
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