认识天气_教师版DOC - 国民中学自然与生活科技主题探讨系列.doc

14國民中學自然與生活科技主題探討系列 認識天氣由於天氣與人們的生活息息相關，氣象局報導氣溫、濕度、紫外線強度、溫度變化、氣壓、雲相、風力等資料來供人們參考。本議題主要在於知道怎麼去測量這些量，探討這些量怎麼影響我們的生活。設計者：陳文典 國立台灣師範大學物理系 接受日期：2000/08/01內容：一、模組結構及使用說明(一)模組之教學概要圖(二)活動項目一覽表(三)主題探討活動(四)各活動有助於科學智能培養之一覽表(五)模組之學習成就評量(六)教學成就自評表二、模組內各項活動之教學示例(一)氣溫的測量（閱讀與實作）(二)濕度的測量（閱讀與實作）(三)紫外線指數（閱讀）(四)風力的測量（閱讀與實作）(五)雲相觀察（閱讀與實作）(六)氣壓的測量（閱讀與實作）(七)使用說明：本模組是由氣象報告中常提的一些指標性觀測量來表示天氣。藉此研討可瞭解氣象局如何運作，以及如何去設計各種度量的辦法。教師可依教學的需要去增添、刪減觀測的項目，也可更改或增加觀測的辦法。在運用於這些資料時，教師可依教學情境來決定是由學生自行設計呢，或是引導學生設計或提供己設計好的方法讓學生依樣去執行。 網址：http:/www.phy.ntnu.edw.tw/nstsc/ 或 .tw/nstsc 一、模組結構及使用說明(一)模組之教學概要圖認識天氣觀察情境察覺問題 描述及觀測天氣氣溫怎麼測量？濕度怎麼測量？風力怎麼描述？氣壓怎麼測量？紫外線指數代表甚麼意思？天氣對生物的影響為什麼櫃子會發黴？天氣對人的心情有什麼影響？紫外線對生物會有什麼作用？引導討論確定問題 分工合作進行探究 設計並自製度量的工具，將本班的天氣報告與氣象局的報告做比較。 經驗分享活動（發表成果、回答其他組的問題、回答學習單問題。 教師講評及統整結果，提出綜合性科學概念。分享經驗整合成果 作業、應用推廣待答問題的發現例如：引起天氣變化可能的原因？有關天氣還有什麼重要的量，應該被測出來？影響各地天氣的因素是些什麼？下星期的天氣怎麼預測？綜合評鑑推廣應用瞭解天氣壓力梯度與風的關係？梵風怎麼形成的？高低氣壓與天氣晴陰有什麼關係？天氣要怎麼描述？它由一些什麼量來表示的？經常天氣的情況可以由氣溫、濕度、紫外線強度、風力、氣壓、雲相來觀察，有時也談論到空氣的品質如含塵量、二氧化碳比率等等。為什麼要由這些量來表示？這些具有什麼重要性呢？它對我們有什麼影響呢？還有什麼重要的量沒被注意呢？（例如早晚溫差）這些觀測天氣的量是怎麼測出來的？它代表什麼意思？討論這些量的意義，探討它的物理上操作型定義。這些量之間有什麼關係嗎？教學成效評鑑(二)認識天氣教學模組活動項目一覽表選用項目（活動方式）器材與資源活動內容氣溫（閱讀）短文及討論提綱全班閱讀後進行討論（也即評量）氣溫的測量（實作） 溫度計一支 氣象局或相關圖書提供的資料探討氣溫的意義，知道氣象局怎麼測量氣溫及為什麼這樣測氣溫。實地設計一個裝置來測氣溫，並由所測的資料得知影響各處溫度的因素及相關氣溫的知識。濕度（閱讀）短文及討論提綱全班閱讀後進行討論（也即評量）濕度的測量（實作）天平一只(依測量方法而定)氣象局或相關圖書提供資料濕度計探討濕度的意義，知道絕對濕度和相對濕度的意義。實地設計一個可以吸收空氣中水蒸氣的裝置，在某溫度下，比較最潮濕的情況吸的量M0與當時開放情況下吸的量M，設定M/M0為相對濕度。由實物觀察知道某一種濕度計的設計原理。紫外線指數（閱讀）氣象局或相關圖書提供資料經由閱讀與討論知道紫外線指數的定義知道太陽光經大氣的散射可大量減少短波長的照射。知道紫外線引起光合作用、殺菌等等利與弊的作用。知道功率的概念。風力（閱讀）短文及討論提綱全班閱讀後進行討論（也即評量）風力的測量（實作）乒乓球一個(依測量方法而定)氣象局或相關圖書提供資料知道氣象局對風力分級的定義。能自行設計一裝置測量風力。雲相（閱讀）短文及討論提綱全班閱讀後進行討論（也即評量）雲相的觀察（實作）系列影片或圖片氣象局或相關圖書提供資料瞭解各種雲相的成因，且依此成因判斷天氣知道各種雲的約略高度，且依雲的移動快慢估計高空氣流的流速。氣壓（閱讀）短文及討論提綱全班閱讀後進行討論（也即評量）氣壓的測量（實作）保特瓶、透明細塑膠管、蠟燭、沙拉油少許溫度計氣壓計利用提供的壓力溫度關係圖，設計測量氣壓的裝置。知道空氣分子運動時碰撞器壁是產生壓力的原因。知道溫度愈高，分子運動愈快速，碰撞器壁愈猛烈，故產生的壓力也愈大。由實物觀察知道某一種氣壓計的設計原理。空氣（閱讀）短文及討論提綱全班閱讀後進行討論（也即評量）空氣的品質（實作）吸塵器(或電扇)顯微鏡相關圖書利用吸塵器(電扇)或養魚的壓縮空氣馬達，使氣流經過水，使空氣中的懸浮粒子陷入水中。再利用顯微鏡觀察水裡含有的各種雜物。閱讀知道空氣中含有微塵、花粉、菌種等雜物，是引起過敏、發霉、發酵的主要原因。知道空氣淨化的方法(三) 主題探討活動認識天氣教學活動流程說明【觀察情境察覺問題】要導引到天氣這個主題的方法很多，可以由燠熱（或酷冷）天氣談起、或從參觀氣象局（或氣象站）開始，也可以於由植物的生長、熱帶雨林、冰河時期、地方的天氣各式情境，導引到這個主題。 以下是一個示例：在我們日常生活中，大家見面總是會打招呼。在以前第一句話總是問你吃飽了沒？，接下去的對話就是聊天，談的是天氣！現代工商社會，吃穿沒問題了，見面第一句話總是問最近忙嗎？，接下去也是聊天，也就是談天氣。從習慣的問候語中也可以發現，大家最關切的問題是什麼！雖然天氣未必居於第一順位，可是，卻總是佔著很重要的成分，表示天氣影響生活是很大的！天氣是怎麼影響到我們的呢？悶熱使我們感覺到疲倦嗎？潮濕或乾燥的天氣使我們的生活習慣改變嗎？氣溫突然改變使人生病嗎？影響天氣的因素有哪些？天氣怎麼描述？怎麼測量？要瞭解天氣怎麼影響到我們的，得先認識天氣，度量天氣，然後再來探討這些天氣的量對我們的影響是些什麼？另一個示例：正如魚兒需要水一樣，我們需要空氣。水的冷暖、清濁、含氧量夠不夠、有沒有被細菌污染等等都關係著魚兒的生命，空氣的品質也影響到我們的生活。在我們生活中的整體空氣環境性質，我們以天氣來統稱。天氣是怎麼影響我們的呢？影響我們的因素有哪些呢？這些量是怎麼觀測的？若是想探討比較偏向學理方面的問題，可以由天氣怎麼能預測呢？起始。教師心中可能已想好，藉此一主題的探討讓學生建立起對天氣的概念；包括溫度、濕度、風力、氣壓的認識，以及天氣對人們生活的影響，甚至延伸到空氣品質等。也可能延伸到對天氣變化原因的探討。至於要延伸到什麼範圍才算是對天氣有所認識，則可由學生能夠反映出來的思考內容或具有多少教學時間來決定。如何由生活的事物引出天氣的話題，成為被關注、思考的焦點，就是此一段教學的重點。除了引導學生把注意力匯聚在天氣此一主題而提出相關的經 驗（可能是些雜七雜八的話題，但卻可引發學生參與的熱忱），以及開拓對天氣的可探討範圍，也是這段教學的重點。教學活動流程說明【引導討論確定問題】本來天氣的資料看電視節目之後就知道了。可是，一旦把它當成一個主題要來做科學性探討，就需要多費很多心思了。例如：原來台北氣溫32（一個命題）就變成了台北氣溫32？的問題，於是就有了氣象局怎麼知道的？氣團怎麼流動？等問題的產生。例如氣象局報導說午後有雷陣雨轉成一個科學性的問題，就會問：他又怎麼知道的？雷陣雨是怎麼形成的？等問題。以下是一個示例：天氣要怎麼描述？它應由什麼量來表示呢？例如提出氣溫、濕度、紫外線強度、風力、氣壓、雲相、早晚溫度變化，以及相關的量如空氣塵量、二氧化碳指數等等。這些量要怎麼測量呢？它量大小與單位是什麼？討論這些量的意義，知道它物理上的操作型定義、探討為什麼要這樣定義，這些量彼此之間有什麼關係呢？還是各自獨立的變因呢假如我們也要來測量，要怎麼做？於是我們擬定了一些子題，準備做進一步的探究(發展測量工具)：j氣溫的測量(影響氣溫的大域因素、地區因素、所在環境因素，氣象局的氣溫是怎麼測的、我們決定怎麼測氣溫？控制變因、記錄方法設計)k濕度的測量(氣象局濕度的定義、我們打算怎麼測濕度？控制變因、記錄)l風力的測量(壓力差和風的關係、我們打算怎麼測風力？控制變因、記錄m氣壓的測量(大氣壓力、高氣壓、低氣壓的認識、氣壓與氣流的關係、我們打算怎麼測氣壓？控制變因、記錄)n紫外線的測量(紫外線對生物的影響、化學反應與紫外線、大氣散射、我們打算怎麼測紫外線指數？)o雲相觀測(雲相的成因與雲相認識、製造雲、由雲相看天氣)為什麼要由這些量來表示？它具有什麼重要性呢？天氣會影響我們的生活嗎？會影響生物嗎？這個討論是以現成的天氣資料為基礎，量化(定性或定量)就天氣而言，學生各自有他的經驗及當時注意的話題，把這些舊有經驗和當時想法引出來，匯聚、整理、歸類之後，將發現本質上只是幾個問題而已。其次，再仔細把這幾個問題探討、修飾一番，成為一個個因果關係的或待試驗證實的問題。這段教學活動可以讓學生學習如何去評估什麼是關鍵性的、什麼是不重要的，去體會怎麼去提一個問題。有關天氣，或許還可以關連到空氣品質、天氣、氣候與植物生長的關係等問題，可由教師自行決定或看學生的興趣來做取捨。研究和生物生活的關係，可以引發出研究的問題，可依據教學目標、時間、設備，挑選出幾個子題，供學生分組進行探究，例如：j蚊子在什麼溫度下最猖獗？(影響蚊子生態可能的因素如濕度、溫度，可由氣象報告或儀器實測得之，蚊子的密度得自行下操作型定義測量之，如調查全班當日被蚊子叮的總次數或其他定義的值來作比較。當然此問題可延伸到蚊子生態的研究、蚊子生活史、滅蚊方法。不過這些再延伸的問題已偏離認識天氣議題的主流，稍加提示之後應于擱置，學生若有興趣，可自己繼續研究)。k植物生長與日曬時間、天氣溫度有什麼相關？(如以操場上的草為樣本，日曬時間可由天文日曆日出日沒的時間去折算或自訂太陽高度來作為起算的時間，作量化的觀測，記錄、歸納和解釋)【分工合作進行探究】以下是一個示例：考量整個認識天氣模組的教學時間，估計不宜超過三週（12節課）。評估本班的學生程度及人數，決定做了以下的安排：1.濕度的測量採示範方式講解及操作。2.將學生分成小組，進行氣溫的測量、二氧化碳含量、空氣的含塵量、風力計製作的觀測（各項目分配有兩組），各組負責蒐集相關的資料、設計測量的方法並實地去測量、撰寫報告及課堂上發表成果。3.全班每個人均閱讀有關紫外線強度、風力、雲相、氣壓等資料並回答相關的問答卷。4.擱置有關天氣對生物生活的影響及天氣的研究兩類的探討活動。5.每個學生都要回應各子問題的探討活動所附之評量單。6.每小組要提出研究報告，報告中應包括相關於該問題的資料、實測情形及結果。各子題的教學活動可參閱模組內各項活動之教學示例。切記，這段教學的重點不是在教學生會做風力計、會測溫度、會測濕度、會.，而是思考及瞭解風力、氣溫、濕度等的意義之後，籌思如何去把它測出來。要學習的是那個思考及解決問題的運思能力它是由思考如何處理問題的過程中學習來的，若是只重視在如何做風力計，做得更精緻更準確，或知道各項工作原理，這麼一來，做出來的成品固然好看，考試成績也亮麗，可是，卻少了那種興趣盎然、創意、與深度的體會。（這是一般做事的通病：只注意容易看得見的成品以便表功或炫耀，至於那種參與、思索、克服困難、挫折等的過程，以及創意和發現、興趣往往被忽略，平時評量也不注意，其實這種工作的能力，才是最重要的）。提供自主性的探究活動。各小組在進行探究活動時，其方法未必和模組裡所設計的一樣，教師儘可能讓學生自行決定工作方式、目的及進程。這樣才能提供學生創造思考、獨立作業的空間學生分工合作進行活動教師分別指導各組同學，如何分工合作、如何規劃實驗、如何進行資料蒐集、協助解決探究活動中遭遇的困難，指導學生如何整理資料及提出研究報告。在此階段，學生可由活動中養成處理問題的能力、由實作中成長科學過程技能，及體認到科學知識真與實的本質。教學活動流程說明【分享經驗整合成果】以下是一個示例：1.辦一個研究成果發表會2.將各小組設計的度量工具(若有缺項，則以正式儀器代理)結合起來，成立一個天氣測量小組，提出本班的天氣報告。將自己測得的天氣狀況和氣象局的天氣預報作比較，提出檢討和改進的方法。3.回應每個活動的評量表：學生可以在分組成果發表會上提出問題或私下參訪各小組成員，討論評量單上的題目。當然，也不必局限於評量表的限制，可就各相關問題相互討論，以瞭解整個主題。4.對探討工作之檢討，例如在本次研究中，你們小組感到最有成就的是什麼？體認到天氣對生物或人的影響是些什麼？你認為對天氣來說，還有什麼重要的量應該被度量出來，提供給大家？（例如水溫的測量，它跟風力、氣溫有關）你認為自製的天氣測量技術上或方法上可以怎麼改變或改進？你認為怎麼樣做可能更有效的瞭解天氣？（例如：安排參觀氣象觀測站）【綜合評鑑推廣應用】以下是一個示例：1.教學成效評鑑2.學生之學習成就檢核（可參閱評量資料）j科學與技術認知的學習可將本議題探討的內容中與課程綱要相關的科學概念列舉出來，配合各小組的探究活動，設計成試題，由學生填答、口頭回答或進行紙筆測試。將成品陳列出來，並作評量。k過程技能、思考智能與科學應用之考核。由學生在實驗或搜集資料時表現之觀察、比較與分類、組織與關連、歸納與推斷等能力來評量。由學生搜集資料、撰寫報告、討論的能力來評量。由學生在處理問題時對情境之批評、提出策略之創意及安排工作流程，整合整體工作之能力來評量。l科學態度、科學本質之體認之考核可由學生熱衷參與及細心切實的工作、求真求實的精神來評量。教師把在本主題中預期學生達成的學習成就列成評量表。由學生在發表會上觀摩別組的成品、學生間相互討論、詢問教師等的活動中去回應評量表上的問題，也因此獲得應有的學習。本階段活動在於：鑑賞別人的工作成果、獲得科學概念的認知、習得相關運作技術、提出建設性的批判和建議、激發嶄新的觀點與改進的方法。營造一個以天氣預報的意義和技術為關心焦點的討論會，對自己要報導的內容能瞭如指掌，對別人要報導的成果要充滿好奇和興趣。學習能簡單扼要、條理清楚的表達自己的報告，能對別人的報告提出問題，欣賞其成果，並由討論中獲得學習。評量工作可依需要穿插在學習活動中或結束之時。教學目標在於提升學生的科學素養，其內涵包括科學探討過程之技能、思考智能、科學應用能力以及科學概念之認知、科學態度、科學本質之體認、科技的發展、設計與製作技能等，其目標多元，故評量內容也要相應的多元。為了有效的評量，其方式也勢必多樣。例如可由實際執行狀況調查、口頭問答、報告、成品展示、測驗、筆試等方式去評量。教學活動流程說明3.對相關問題之聯想不同季節，天氣的特徵有什麼不同？怎麼會有這些的改變？不同地區的氣候各自不同，怎麼會有這些的不同？引起天氣變化的原因主要有些什麼？天氣預報是怎麼做的？怎麼才做得準呢？天氣會影響人的情緒嗎？這樣的問題要怎麼研究？人們的什麼活動會影響到天氣？可能嗎？有證據可以證實嗎？研究一個主題，當然會對此主題有進一步的瞭解，不過也因此聯想到一些更深刻的問題。因此，結束此主題的探討工作時，希望開拓出更廣闊的視野，結束在一種興趣盎然、因時間不足，尚有很多有待改進及研究的問題這種狀態。(四) 各活動有助於科學智能培養之一覽表素養要項評量指標學習活動項目過程技能觀察1-4-1-1能由不同的角度或方法做觀察1-4-1-2能依某一屬性(或規則性)去做有計畫的觀察1-4-1-3能針對變量的性質，採取合適的度量策略比較與分類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1-4-2-2知道由本量與誤差量的比較，瞭解估計的意義1-4-2-3能在執行實驗時操控變因，並評估不變量假設成立的範圍組織與關連1-4-3-1統計分析資料，獲得有意義的資訊1-4-3-2依資料推測其屬性及因果關係歸納研判與推斷1-4-4-1藉由資料、情境傳來的訊息，形成可試驗的假設1-4-4-2由實驗的結果，獲得研判的論點1-4-4-3由資料的變化趨勢，看出其蘊含的意義及形成概念1-4-4-4能執行實驗，依結果去批判或瞭解概念、理論、模型的適用性傳達1-4-5-1能選用適當的方式登錄及表達資料1-4-5-2由圖表、報告中解讀資料，瞭解資料具有的內涵性質1-4-5-3將研究的內容作有條理的、科學性的陳述1-4-5-4正確運用科學名詞、符號及常用的表達方式1-4-5-5傾聽別人的報告，並能提出意見或建議1-4-5-6善用網路資源與人分享資訊思考智能綜合思考6-4-1-1在同類事件，但由不同來源的資料中，彙整出一通性(例如認定若溫度很高，物質都會氣化。例如給一篇文章訂一個恰當的標題) 推論思考6-4-2-1依現有的理論，運用類比、轉換等推廣方式，推測可能發生的事6-4-2-2依現有理論，運用演繹推理，推斷應發生的事批判思考6-4-3-1檢核論據的可信度、因果的關連性、理論間的邏輯一致性或推論過程的嚴密性，並提出質疑創造思考6-4-4-1養成遇到問題，先行主動且自主的思考，謀求解決策略的習慣6-4-4-2在不違背科學原理的最低限制下，考量任何可能達成目的的途徑解決問題6-4-5-1能設計實驗來驗證假設6-4-5-2處理問題時，能分工執掌，做流程規畫，有計畫的進行操作素養要項評量指標學習活動項目科學本質3-4-0-1體會科學是經由探究、驗證獲得的知識3-4-0-2能判別什麼是觀察的現象，什麼是科學理論3-4-0-3察覺有些理論彼此之間邏輯上不相關連，甚至相互矛盾，表示尚不完備。好的理論應是有邏輯的、協調一致、且經過考驗的知識體系3-4-0-4察覺科學的產生過程雖然嚴謹，但是卻可能因為新的現象被發現或新的觀察角度改變而有不同的詮釋3-4-0-5察覺依據科學理論作推測，常可獲得證實3-4-0-6相信宇宙的演變，有一共同的運作規律3-4-0-7察覺科學探究的活動並不一定要遵循固定的程序，但其中通常包括蒐集相關證據、邏輯推論、及運用想像來構思假說和解釋數據。3-4-0-8認識作精確信實的紀錄、開放的心胸、與可重做實驗來證實等，是維持科學知識可信賴性的基礎。科學態度求真求實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5-4-1-2養成求真求實的處事態度，不偏頗採證，持平審視爭議5-4-1-3瞭解科學探索，就是一種心智開發的活動科學應用7-4-0-1察覺每日生活活動中運用到許多相關的科學概念7-4-0-2在處理個人生活問題(如健康、飲食)時，依科學知識來做決定7-4-0-3運用科學方法去解決日常生活的問題7-4-0-4接受一個理論或說法時，用科學知識和方法去分析判斷7-4-0-5對於科學相關的社會議題，作科學性的理解與研判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.科技的發展科技的本質4-4-1-1了解科學、技術與數學的關係4-4-1-2了解技術與科學的關係.4-4-1-3了解科學、技術與工程的關係科技的演進4-4-2-1從日常產品中了解台灣的科技發展.4-4-2-2認識科技發展的趨勢4-4-2-3對科技發展的趨勢提出自己的看法.科技與社會4-4-3-1認識和科技有關的職業.4-4-3-2認識和科技有關的教育訓練管道.4-4-3-3認識個人生涯發展和科技的關係.4-4-3-4認識各種科技產業4-4-3-5認識產業發展與科技的互動關係.設計與製作8-4-0-1閱讀組合圖及產品說明書8-4-0-2利用口語、影像(如攝影、錄影)、文字與圖案、繪圖或實物表達創意與構想. .8-4-0-3了解設計的可用資源與分析工作.8-4-0-4設計解決問題的步驟.8-4-0-5模擬大量生產過程.8-4-0-6執行製作過程中及完成後的機能測試與調整 (五)模組之學習成就評量 1.紙筆測驗（可用問答、選擇、填充等方式行之）（列出學生在做完認識天氣活動之後你期望他學到的科學與技術認知方面的知識）。2.報告及成品評鑑3.觀察學生的學習活動過程4.其他各種適當的方式（本欄尚未發展）(六)教學成就自評表教師教學之自我評量評量指標學習活動項目(一) (二) (三) (四)(五)1. 你的教學目標是否涵蓋科學素養整個的提昇？還是只在知識的講授？2. 你的教學是否能使全體學生受惠？還是只能使少數學生受益？3. 你覺得在進行探討本議題的活動之初，提供了足夠的理由，描繪了相當廣闊的學習空間，使學生樂於投入本議題的研究嗎？4. 在各小組進行探討活動時，都能對正進行的活動懷有濃烈的好奇心及清楚知道正要去解決的問題嗎？5. 每一個小組進行探討活動的過程中，你有藉著評量、諮商、進行實值有效的指引、支持他們，使他們得以持續的、積極的進行下去嗎？6. 你的評量方式是否能促進小組合作、培養共同解決問題的袍澤感情？還是反而引起相互排擠、猜忌的情勢？7. 你的教學活動是否以學生為主體？是否完全利用各教學資源？8. 你的教學活動的設計是否能促進學生過程技能及思考智能的增進？9. 你的教學學生否能使學生在面臨問題時，持以一種好奇探究與改進的心意，並願意以科學的方式，切實著手進行探究？10. 你的教學方式是否能使學生增廣見聞、閱讀及瞭解更多的事務，達到相關科學概念的認知學習？11. 你的教學使否能使學生感受到心智成長的喜悅？比以前更具信心，更為熱愛探討、理解事務？學生很投注他們的工作嗎？12. 你的評量方式是否具有彈性不拘一定的規格？評量的內容是否針對教學目標，不限於單一學習項目？13. 學生也注意到別組的工作嗎？學生在經驗分享時，有沒有認真的紀錄別組的報告內容？14. 學生搜集資料、選擇資料的能力如何？15. 學生能夠撰寫一份完整的報告或做一次明白的簡報嗎？ 二、模組內各項活動之教學示例（一）氣溫的測量教學要點、教學資源、教學示例。附錄：閱讀資料、相關資料、活動記錄、評量單。（二）濕度的測量教學要點、教學資源、教學示例。附錄：閱讀資料、相關資料、活動記錄、評量單。（三）紫外線指數閱讀資料、相關資料。（四）風力的測量教學重點、教學資源、教學示例。附錄：閱讀資料、相關資料、活動記錄。（五）雲相觀察教學重點、教學資源、教學示例。附錄：閱讀資料、相關資料、雲相集錦。（六）氣壓的測量教學重點、教學資源、教學示例。附錄：閱讀資料、相關資料、活動記錄。(一)氣溫的測量活動指導1. 教學要點：本活動重點有二：藉蒐集有關氣溫的定義及測法，瞭解氣象測量的工作及其意義。藉由測量的工作，體驗如何由實務去獲得資料，不僅增長其解決問題的能力，也真正瞭解資料代表的意義。2. 教學資源器材：溫度計。時間：做地點不同、時間不同的比較，則一日之間（間歇性）可完成。若做穩定性的考驗，則一週的時間完成。資料：相關圖書及網站資料、專家訪問。3. 使用說明本活動有四個附錄：j附錄1.1相關資料 教師持有，並可藉每次教學不斷地充實。當學生在探究此子問題，蒐集資料。 發生困難時，可據此加以支助。k附錄1.2閱讀資料 提供給全班閱讀，並包括讀後的評量氣溫是什麼？。l附錄1.3氣溫的測量活動(a或b及c或d) 選a研討式的活動紀錄或b指導式的活動紀錄。 書寫報告則可選c或空白。m附錄1.4學習單 提供給全班填答。氣溫教學示例說明【協助學生確定問題】本組負責測量每天的氣溫，並且要在研討會上說明為什麼要這樣測，這樣測是否可以代表當天天氣的冷熱程度。經過討論之後我們選擇酒精溫度計，不過要記錄資料時，我們發現必須先確定以下的疑問：j 溫度一直在改變，早上、中午、晚上都不一樣，要取什麼時刻的溫度來代表當天的氣溫呢？k 溫度到處都不同，池塘邊、大樹下、球場上溫度差異很大，要取什麼地方的溫度來代表學校的氣溫呢？l學校的氣溫能代表本鎮或本縣的氣溫嗎？m影響溫度高低的因素好多項，在測量氣溫時我們必須把這些因素固定下來，我們不知道氣象局是怎麼做到的，或許他們的經驗可以提供給我們作參考。我們得詢問一下氣象局的作法。【協助學生獲取資料】1.閱讀資料（附錄1.1）2.進行資料蒐集：我們由坊間書籍、圖書館、專家、行家、網站去蒐集相關的資料，例如：資料一：參閱中央氣象局網站.tw/index.html氣象學中氣溫的定義：氣溫係以溫度計量測之，在距地面1.25到2.00公尺間流動，而不受太陽直達輻射影響之空氣溫度而言。提供相關資料（附錄1.2）3.規劃測量工作：活動紀錄（附錄1.3a或b）及報告（1.3c或空白）j為了比較地點不同對測得的氣溫有什麼影響，我們打算同時在走廊、籃球場、大樹下測氣溫。 以晴天，分別在早上7：00，下午1：00、4：30不同的時間測量。k參照氣象局對氣溫的定義，我們知道溫度測量要怎麼做。因此：為了避免陽光直接照射和風吹，選擇樹蔭、背風處懸掛溫度計。為了避免地面或牆壁的熱輻射，選擇草地並距地面1.5公尺處。日照會影響氣溫，我們計畫記錄早上7：00午後1：00和放學前4：30三個時刻的溫度，看看日照的影響。l至於取什麼數值來代表當日氣溫，則等到測一個星期，資料累積之後，再來分析作決定。若只是丟一個氣溫的測量給學生，學生除了用溫度計往空中量一量外，也不會想到要再做些什麼事。因此需要教師的引導，將可探索的空間開拓出來。其實氣溫概念的基礎是氣團與氣流。我們知道某氣團以某一速度移過來（氣流），加上日晒因素的修正，可預測一兩天後的氣溫。可是，真正測得的氣溫卻又受到當地的地形、輻射等的影響而改變，本活動主要的目的就是要引發出這些問題，並思考如何處理。經過這一段的活動，學生才知道要探討什麼？、怎麼去進行探討？。學生想出來的方法，未必和本模組預先所想的辦法相同（獲取資料的方式可以很多，如閱讀、實驗、參觀氣象站、專家訪問等等），教師若能對學生的獨創性加以尊重，依著學生的想法去協助他們實現，則將更能鼓舞其學習的熱忱。協助學生規劃工程：a式活動單具有引導學生思考的作用，但不限制學生採用什麼策略，故是比較有創造空間的教學方式。有時，教師把附錄1.3的b式活動單印給學生，要學生完全照著那個過程去做，則事情會進行得很快。不過，這樣一來，學生的自主性、創意空間都沒有了，學習熱忱也降低了，所以並不鼓勵這樣做。該b式活動單是提供給教師在指導學生時參考用的，不是宣示用的。若是活動由學生自己來規劃，可能做法會不同，這也是我們應該鼓勵的。氣溫教學示例說明4.執行觀測我們選擇用酒精溫度計測量一：由傑、瑛與瑋負責走廊、籃球場、大樹下三個地方的測量。89年7月20日於國中，晴天，整天的天氣很平穩，風小。地點離地面高度早上7:00下午1:00下午4:30走廊（通風，沒有日照）328.534.533.3150大樹下（四周為草地，明亮）327.733.532.115027.733.532.1球架下（水泥地，日照）3cm25.835.234.5150cm28.034.534.1測量二：由瑋負責氣溫記錄表（大樹下，四周為草地，離地150公分）時間7:001:004:30氣溫t晴、陰、雨 7月20日（一）27.733.532.133P 7月21日（二）26.032.730.830P 7月22日（三）29P 7月23日（四）26.130.728.229P 7月24日（五）31Pt：當天氣象局報導的本地區氣溫5.整理分析資料由以上測量資料，我們做一番比較（註：有時用方格圖或表格來呈現資料的變化趨勢），得知：j由測量一發現：中午時間在水泥地上測量的氣溫會比草地上測量的氣溫高。而且在水泥地上測量的氣溫會受離地高度的影響，離地面較近則所受地面熱輻射的影響較大，溫度較高。k同一地點，早上測得的氣溫比下午低，表示太陽的照射會影響氣溫。l依氣象局的氣溫測法，以草地上空1.5公尺較接近規定的情境m依據測量一的資料可發現：晴天時中午的溫度比早上高出約4。n由測量二五天裡測得的資料可知：溫度的升降變化和氣象局報導的氣溫升降變化一致。協助學生執行觀測這階段的工作主要是分配工作、安置儀器、處理執行中所發生的各種阻礙、獲取資料、運用圖表登錄資料。左邊所示的資料是依b式活動單實作所測的資料。目的是用來當分析工作用的示例，它雖然是實際測得的值，但是沒有任何代表性，只能當成教學活動談話的材料而已。協助整理分析資料這階段的活動主要在於分析及歸納資料。如何由紛雜的數據中，利用圖或表整理出一條條的規則或看出整體的變化趨勢來。注意，分析結果未必如實驗前預想的結果，預想只是用來使我們工作有個方向，它也可能使我們誤入歧途呢！我們要學生認識此一事實：和預想的結果不同，不是實驗失敗，它可能是更有趣的事情正要發生呢！。認定與預期不合的實驗結果是失敗的是普遍的迷思，成功的註釋何以不合，才是思想突破。氣溫教學示例說明【鼓勵學生提出想法】結論與心得：1.由於本縣有山地和平原，而氣象局提供的氣溫是以地區來代表（例如以縣的大小來說的）。本校在海邊，故本校不宜採用氣象局提供的氣溫值，氣象局的氣溫僅能供參考2.午後1：00的溫度最高，不宜做為代表，因為反過來想，在午夜1：00時的溫度也很低，因此應捨去偏差太大的值。本組決定以早晨7：00的溫度來代表當日的氣溫。3. 本小組決定以國中，年班門外榕樹下，距離地面1.5公尺處之酒精溫度計在每天早上7：00測得的溫度為本校當日的氣溫，以上氣溫的操作型定義明確，且選擇測量的地點空氣流通，又不受大量熱輻射的影響，測量方式也很簡便。【激勵學生推廣應用】檢討與改進：1.有人建議最好挑選本校三個地點來測，再將三個地點的溫度平均起來。這樣比較能代表本校地區的氣溫，不過我們真的這樣去做，發現若三處都在日照不到的地方測，則相差不到1，比當天早晚的溫度變化還小，故未採納。2.有人建議應以早上9：00的時刻為準，因為它是日出 （5：00）到到午後（1：00）的中點，此一建議似乎亦可行。3.我們發現同時同地三支溫度計的高度竟然不一樣，表示有的溫度計本身不準確，我們用冰水共存平衡時為0來當基準做校正。我們也發現水銀溫度計比酒精溫度計來得準確。4.我們的聯想： 氣溫指的應是籠罩在當地的氣團溫度，測量時要避免受到當地地區性，如日照、冷風吹拂的影響。 我們很好奇，人造衛星怎麼測出當地的雲層和氣溫的？鼓勵學生研判資料意義：研判的結論應以分析所得的資料為根據，若是有些資料與結論不符，也要能找出理由來解釋才行。鼓勵學生依資料提出結論：本階段工作在於提出成品或建構理論，依據歸納出來的一些特徵、性質、規則性，給予一個詮釋或理論、看法。並且對於依此理論所偏離的、不符合的各項資料做了解釋。利用提出報告、作業、練習等來使新近獲得的概念或技術融納入已有的經驗中，即純熟化。激勵學生把新近獲得的概念作延伸的、聯想的思考，一則培養推理、綜合、創造的思考智能，二則也穩固化新學到的知識和技能。可以鼓勵學生思考類似的問題：這次研究有些什麼地方可以改進的？還有什麼別的方法似乎也可以做的？這些發現可以應用到其他方面嗎？怎麼用？這些結果讓我聯想到什麼？這些結果可以用來解釋生活裡的什麼現象等問題？氣溫教學示例說明【適當時機進行評量】本活動之評量採以下幾種方式進行：1.經驗分享情形：聽取別組的報告，提出問題，記載別組獲得的資料和結果，回答別組對本組工作的問題。2.小組報告：負責氣溫測量小組將整個設計活動摘要記錄下來，其內容包括活動名稱、目的、方法、資料、資料分析與研判、結論。3.有關氣溫的測量要全體學生學習到的，依其內容設計成學習單。學習單（附錄1.4）教師可為各小組的工作設計記錄單供聽講的同學記錄，並以記錄單上的問題來設計試卷。（參閱附錄一）教師評分時，可依據：報告撰寫之完備、研究方法之創新、資料的處理及分析能力、分工合作情形等各面向來評分評量內容考量到整個科學素養所包含的各項能力。附錄1.1：閱讀資料： 氣溫在某一個地帶（例如西伯利亞陸地、赤道上空）的大氣，在相同的陽光照射、湖海水份蒸發（或乾燥沙漠）的環境下，一段時間之後，使這一地帶的大氣具有相同的（或相近的）溫度、氣壓和濕度，我們稱之為氣團。氣團與氣團之間由於氣壓的不同，產生流動，就成了氣流。台灣的冬天常因北方冷氣團南下而有寒流，夏季常有由西南熱帶海面來的暖濕氣流，就是氣團移動所造成的。靠近北極的西伯利亞大陸上空的空氣溫度低，含的水蒸氣量少。在赤道附近的太平洋上空的空氣溫度高，含的水蒸氣量多。假如我們知道一股冷氣團將要南下，且知道每小時10公里，那麼就可以推測多久時間之後會到達台灣上空，氣象局若事先知道這個冷氣團的溫度，就可以預測多久時間後台灣的氣溫了。雖然氣流的溫度可以用這樣推測，可是，若當地的海拔高度高，氣流遇陸地而上升，其溫度會稍微降低。另外，由此一路往南的冷氣流，受到充足的陽光照射，溫度也會逐漸上升，也就是說氣團的溫度會因為抵達的當地緯度和地形（關係到日照）而有些改變。氣流遇到了高山往上昇，上空壓力低空氣膨脹，溫度下降，使空氣中的水蒸氣冷凝成小水滴，遠望成雲，落下即是雨。越過山脈之後的氣流因為水蒸氣已大量析出，就比較乾燥了。我們在測空氣的溫度時，太陽照射以及地面輻射都會影響到溫度計。在某地區的人來說，若有兩個氣團在他們的上空遭遇，就會形成天氣劇烈的變化，這時候的氣溫就很不穩定了。我們量氣溫，主要的是測量在當地上空空氣的溫度，因為我們要量的是空氣的溫度所以，在度量時要注意避免溫度計受到陽光直照或四週環境熱輻射等其他因素的影響。同樣是氣溫30，在草場、海灘、教室內量到的溫度都不一樣，感覺冷熱也不同，就是因為環境的影響所致。你知道今天本地的氣溫是幾度嗎？你想度量它，要怎麼量呢？想一想，怎麼做才能真正的度量到它！氣溫討論提綱讀完氣溫這篇報導之後，讓我門來討論以下的問題：（以下答案是參考用的，教師可依當時情況來研判甚麼答案最合理）1.氣團是甚麼意思？它是怎麼形成的？答：某一地區上空，空氣停在那兒久了，由於日照及地面的乾濕環境一空，使得大氣具有相近的溫度，氣壓和濕度，我們稱為氣團。2.為甚麼由西南而來的氣流，總是給台灣帶來了溫熱的天氣？答：台灣南方和西方為熱帶地區且為海洋，故西南氣流又濕又熱。3.為甚麼寒流總是由北方南下？答：台灣地方為大陸及更北為西伯利亞，北極，那地方陽光斜照，冬天溫度很低，故北方來的氣流溫度低。4.為甚麼量氣溫時，溫度計要避免受到陽光直照或四周環境的熱輻射？答：氣溫要量的是當地空氣的溫度，所以不要受不是空氣因素的影響。5.人的體溫約攝氏多少度？令人感到不冷也不熱的溫度約在甚麼範圍的溫度？答：人體溫度約37C，若外界溫度在1525C左右，人體散熱快慢適當，感覺不冷也不熱。6.在同一個氣團籠罩之下，為甚麼山上比各地涼爽呢？答：氣流遇到山，往上昇，一則空氣膨脹會降溫，二則地面熱輻射較少，所以涼爽。7.為甚麼氣流遇到了山脈，總是在迎風面的山頂產生大量的雲或下成雨呢？答：氣流上昇，溫度下降，空氣中所含的水蒸氣達