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105年 Arduino 在物理實驗與跨領域科學教育的實務應用開發(1/2)
戴明鳳 教授 國立清華大學物理學系(所)
 
 
 
計畫簡介
 

本計畫規劃運用Arduino控制卡作為物理教學實驗系統中所需之參數控制、實驗數據讀取與分析等具自動控制與數據擷取功能的系統平台,以建立互動式裝置系統;讓即使不具備自動控制程式語言編寫之專業背景的人都易學。此Arduino控制卡好用、價廉、軟硬體擴充性皆強,並兼具open-source electronics prototyping platform。引導國、高中師生及大學生以具開源性的Arduino數位控制平台系統自製具自動控制的實驗裝置,並進一步協助設計實驗教材。

另亦針對學生對手機無可抵擋的熱愛,鼓勵學生探究智慧型手機內建的各式感測器,並運用於物理實驗的開發和教材研發,以期能大幅提升學生學習物理知識和深入探究科學實驗的熱情。並期望研發成果也能有助於中學教師自行開發實用且價廉的實驗教具、教案,以使實驗教學及激發學生自發學習的意願能夠實質地向上提升! 經過一年的努力, 己順利應用Arduino 進行下列四項物理實驗:

  1. 運動軌跡與相關物理量測量
  2. 向心力實驗
  3. 簡諧運動
  4. 亥姆侖茲磁場實驗

並且己將上述實驗順利導入清華大學普通物理實驗課程中正式採用! 清華普物實驗課程一年有1200位以上的大一學生必修此課程,另有週末高中物理資優班(每年約80位來自全國各高中生參加此課程)的物理實驗課程採用。此外,亦在過去一年中於北區,中區,南區,共4縣市,辦理了5場次,超過200人次的教學研習活動。其中三場次為自然科K12教師研習活動。

 

 
 
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