电动机模组.docx

电动机模组.docx

《电动机模组.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电动机模组.docx（40页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电动机模组

九年一貫課程國民小學

自然與生活科技領域

「電動機」在現在的生活中已是不可或缺的，舉凡食衣住行的每項活動均可發現有「電動機」在其中扮演重要的角色，本「議題」主要是藉由研究「電動機」來了解馬達轉動的原理以及其生活上的實際應用。

主要內容

模組之教學架構圖

模組之教學示例及流程、教學目標與策略

實作活動及閱讀資料：

1.馬達拆解

2.馬達與電流方向

3.線圈的數目與轉速

4.電流強弱與轉速

5.自製馬達

6.修理馬達

7.馬達故障如何檢查

8.利用馬達的工具大集合

9.學習單資料

10.學生、教師參考資料

網址：

http:

//210.70.37.5/teacher/w53270/home.htm

壹、設計理念與構想

1.本模組設計將「電動機」的科技實際應用在生活當中。

2.在九年一貫課程第三階段（國小五、六年級）學生，對於生活科技已有基本的認知能力，經由實際的操作，讓學生能進一步的熟悉電動機的應用方式。

3.課程的內容雖然是單一的實體－電動機，但學習者可依探索活動中，自行建構整個學習歷程，並從事延伸性的探究活動，進行與生活主題相關的研究。

4.本模組示例內容，無論是課程架構或活動的內容，乃是依據九年一貫課程，以一個生活中電器用品的故障事件為出發點，融合了相關的議題而編成的一個教學模組。

學習者在學習中，由於對馬達的實際認識，學習到電動科技中的相關知識，也由於所從事的實際操作進而對於其他家電用品有更進一步的興趣與了解。

5.本模組教學設計並非只能以「電動機」為主要議題，凡與生活上的各種家電用品相關之知識與技術，皆可利用本模組架構來完成課程設計。

貳、模組架構：

模組名稱：

電動機模組教學

●馬達為什麼會動？

●為什麼有的馬達馬力比較強？

●馬達一定要插電嗎？

●馬達可以幫我們做什麼事呢？

●馬達的構造

●馬達不動了怎麼辦？

●如何修理馬達？

教學時數：

１２節

適用年級：

國小5.6年級

可分為

可分為

可分為

可分為

馬達在日常生活的應用

馬達不動了怎麼辦？

馬達轉速

馬達的構造與

轉動的問題

分組討論

電流強弱與轉速有關嗎？

自製馬達

如何修理馬達？

漆包線的數目與轉速有關嗎？

馬達故障如何處理？

利用馬達的工具大集合

馬達與電流方向的關係？

馬達可以拆解嗎？

綜合活動

自製馬達、設計風船大競賽

還可以研究

達成

完成

教學成效評鑑

學習成就評量

延伸活動

●四驅車馬達的探討

●發電機的構造

參、模組架構說明

架　構　說　明

教學目標

●動機與情境

　　本模組教學可利用學生流行的四驅車引入教學活動，由於學生在操作四驅車（軌道車）時，即對於電池、電線、漆包線、齒輪轉動及馬達有一定的了解與興趣。

　　教學者可利用軌道車比賽或展示，提起學生的學習興趣，在藉由同學或教學者（也可以是學者）的解釋，引發學生自行設計馬達的原動力，讓學生想要設計一個自行設計的”車輛”或”玩具”，達到寓教於樂的目的。

●發現問題

當學生從四驅車的比賽活動中引發興趣之後，提出他們對於馬達的問題，由於對馬達及會動的機器仍是一知半解，故而將會提出一些對馬達的迷失概念或對馬達的”期許”。

教學者可以板書或以分組的方式加以紀錄整理，由學生提出對馬達或本模組的疑惑，教學者可利用此一問題的提出，帶領學生走入探索的世界，動手做用實際的經驗來驗證或證明他們的問題及答案。

學生所提出的問題可能是有關馬達與電的問題，也可能是基本構造及拆卸的問題，也可能是馬達改良的問題。

●確定問題（分類問題）

本活動在學生提出一些問題後，教師可針對學生提出的問題，引導學生作問題分類的工作，將相似的問題分類在一起。

如馬達為什麼會動與馬達能拆卸嗎？

歸類成同一類別，即馬達的構造，而修理馬達與自製馬達則同一類…等。

●解決問題的方法及活動

學生針對他們所提出的問題，想出解決的辦法，教師引導學生作探究式的學習，並針對學生的反應給予回饋。

在修理馬達與故障檢查這兩個活動中，應以學生問題解決的方式為主，再進行修正，才能使學生之後可以類化到其他方面，產生自我問題解決的方式。

在行動方面，影響馬達轉速的各種變因控制是本活動的重點，讓學生充分了解到操縱變因與控制變因的關係，並要培養細心的實驗操作態度。

●探究活動

由馬達的應用來統整學生的知識概念，並利用「設計風船大競賽」激發學生創意及評量學生所學。

在探究活動中，藉由自製馬達的操作，讓學生充分動手製作，並從製作過程中了解到解決問題的步驟及科學概念。

●成果發表及檢討

教學者可利用學生設計風船的過程中，歸納本單元所欲教導學生的概念，例如：

影響馬達轉速的因素，如何檢查故障情形…等。

學生依序報告其風船的設計原理及構想，並可接受其他同學的建議。

7-3-0-2把學習到的科學知識和技能應用於生活中

7-3-0-1察覺運用實驗或科學的知識，可推測「可能發生的事」。

6-3-1-1對他人的資訊或報告提出合理的求證和質疑。

6-3-2-2相信自己常能想出好主意來完成一件事。

1-3-4-3由資料顯示的相關，推測其背後可能的因果

5-3-1-1能依據自己所理解的知識，做最佳抉擇關係

7-3-0-2把學習到的科學知識和技能應用於生活中

1-3-3-3由系列的相關活動，綜合說出活動的主要特徵。

肆、「電動機教學」教學模組活動項目一覽表

選用

項目

活動方式及時間

內容

A馬達的構造與轉動的問題

分組討論

拆解馬達、討論馬達與電磁鐵的關係

B馬達轉速

實驗研究

纏繞漆包線與轉速的關係

C馬達不動了怎麼辦？

實際操作

找出馬達或玩具故障的原因

D馬達在日常生活的應用

創意製作及成果發表

各組發表、創意馬達應用製作比賽

伍、科學智能評量細目表

素養要項

評量指標

達到目標

過程技能

觀察

1-3-1-1能依規畫的實驗步驟來執行操作

1-3-1-2察覺一個問題或事件常可由不同的角度來觀察而看出不同的特徵

1-3-1-3辨別本量與改變量之不同（例如溫度與溫度的變化）

□

□

□

比較與

分類

1-3-2-1實驗前，估量「變量」可能的大小及變化範圍

1-3-2-2由改變量與本量之比例，評估變化程度

1-3-2-3依差異的程度，作第二層次以上的分類

□

□

□

組織與

關連

1-3-3-1實驗時確認相關的變因，做操控運作

1-3-3-2由主變數與應變數，找出相關關係

1-3-3-3由系列的相關活動，綜合說出活動的主要特徵

□

□

□

歸納

研判

與

推斷

1-3-4-1能由各不同來源的資料，整理出一個整體性的看法

1-3-4-2辨識出資料的特徵及通性並作詮釋

1-3-4-3由資料顯示的相關，推測其背後可能的因果關係

1-3-4-4由實驗的結果，獲得研判的論點

□

□

□

□

傳達

1-3-5-1將資料用合適的圖表來表達

1-3-5-2用適當的方式表述資料（例如數線、表格、曲線圖）

1-3-5-3清楚的傳述科學探究的過程和結果

1-3-5-4願意與同儕相互溝通，共享活動的樂趣

1-3-5-5傾聽別人的報告，並做適當的回應

□

□

□

□

□

科學與技術認知

認知層次

2-3-1-1提出問題、研商處理問題的策略、「學習」操控變因、觀察事象的變化並推測可能的因果關係。

學習資料整理、設計表格、圖表來表示資料。

學習由變量與應變量之間相應的情形，提出假設或做出合理的解釋

□

認識植物、動物的生態

2-3-2-1察覺植物根、莖、葉、花、果、種子各具功能。

照光、溫度、溼度、土壤影響植物的生活，不同棲息地適應下來的植物也各不相同。

發現植物繁殖的方法有許多種

2-3-2-2觀察動物形態及運動方式之特殊性及共通性。

觀察動物如何保持體溫、覓食、生殖、傳遞訊息、從事社會性的行為及在棲息地調適生活等生態

2-3-2-3知道動物卵生、胎生、育幼等繁殖行為，發現動物、植物它們的子代與親代之間有相似性，但也有些不同

2-3-2-4藉著對動物及植物的認識，自訂一些標準把動物、植物分類

□

□

□

□

認識物質

2-3-3-1認識物質的性質，探討光、溫度、和空氣對物質性質變化的影響

2-3-3-2探討氧及二氧化碳；氧的製造、燃燒之瞭解、氧化（生銹等），二氧化碳的製造、溶於水的特性、空氣污染等現象

2-3-3-3探討物質的溶解性質、水溶液的導電性、酸鹼性、蒸發、擴散、脹縮、軟硬等。

2-3-3-4認識促進氧化反應的環境

□

□

□

□

認識環境

2-3-4-1長期觀測，發現太陽升落方位（或最大高度角）在改變，夜晚同一時間四季的星象也不同，但它們有年度的變化規則

2-3-4-2認識天氣圖上的高、低氣壓線、鋒面。

觀察（資料搜集）一個颱風的興衰

2-3-4-3知道溫度高低不同，使水的存在形態改變，是形成霜、露、雲、雨、雪的原因

2-3-4-4知道生活環境中的大氣、大地與水，及它們間的交互作用

□

□

□

□

交互作用的認識

2-3-5-1知道熱由高溫往低溫傳播，傳播的方式有傳導、對流、輻射。

傳播時會因材料、空間形狀而不同。

此一知識可應用於保溫或散熱上

2-3-5-2藉製作樂器瞭解影響聲音高低的因素、音量大小、音色好壞等，知道樂音和噪音之不同

2-3-5-3瞭解力的大小可由形變或運動狀態改變的程度來度量

2-3-5-4藉簡單機械的運用知道力可由槓桿、皮帶、齒輪、流體（壓力）等方法來傳動

2-3-5-5知道電流可產生磁場，製作電磁鐵，瞭解地磁、指北針。

發現有些「力」可不接觸仍能作用，如重力、磁力

□

□

□

□

□

認識常見的科技

2-3-6-1認識日常用品的製造材料（如木材、金屬、塑膠）。

2-3-6-2認識房屋的結構與材料。

2-3-6-3認識資訊設備（如電腦主機及周邊設備）和其材料（如半導體......等）。

□

□

□

科學本質

3-3-0-1能由科學性的探究活動中，瞭解科學知識是經過考驗的。

3-3-0-2知道有些事件（如飛碟）因採證困難，無法做科學性實驗。

3-3-0-3發現運用科學知識來作推論，可推測一些事並獲得證實。

3-3-0-4察覺在「以新觀點看舊資料」或「以新資料檢視舊理論」時，常可發現出新問題。

3-3-0-5察覺有時實驗情況雖然相同，也可能因存在著未能控制的因素之影響，使得產生的結果有差異。

□

□

□

□

□

科技的發展

科技的

本質

4-3-1-1認識科技的分類。

4-3-1-2了解機具、材料、能源。

□

□

科技的

演進

4-3-2-1認識農業時代的科技。

4-3-2-2認識工業時代的科技。

4-3-2-3認識資訊時代的科技。

4-3-2-4認識國內、外的科技發明與創新。

□

□

□

□

科技與

社會

4-3-3-1了解社區常見的交通設施、休閒設施等科技。

□

科學態度

細心切實

5-3-1-1能依據自己所理解的知識，做最佳抉擇。

5-3-1-2知道細心、切實的探討，獲得的資料才可信。

5-3-1-3相信現象的變化有其原因，要獲得什麼結果，需營造什麼變因。

□

□

□

思考智能

批判思考

6-3-1-1對他人的資訊或報告提出合理的求證和質疑。

□

創造思考

6-3-2-1察覺不同的辦法，常也能做出相同的結果。

6-3-2-2相信自己常能想出好主意來完成一件事。

6-3-2-3面對問題時，能做多方思考，提出解決方法。

□

□

□

解決問題

6-3-3-1能規畫、組織探討的活動。

6-3-3-2體會在執行的環節中，有許多關鍵性的因素需要考量。

□

□

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。

□

科學應用

7-3-0-1察覺運用實驗或科學的知識，可推測「可能發生的事」。

7-3-0-2把學習到的科學知識和技能應用於生活中。

7-3-0-3能規劃、組織探討的活動。

7-3-0-4察覺許多巧妙的工具常是簡單科學原理的應用。

□

□

□

□

設計與製作

8-3-0-1能運用聯想、腦力激盪、概念圖等程序發展創意及表現自己對產品改變的想法。

8-3-0-2利用多種思考的方法，思索變化事物的機能和形式。

8-3-0-3認識並設計基本的造形。

8-3-0-4了解製作原型的流程。

□

□

□

□

陸、模組教學活動設計一覽表

模組名稱

電動機

實施年級

國小五、六年級

總教學時間

約12節

活動名稱

A馬達的構造與轉動的問題

B馬達轉速

C馬達不動了怎麼辦？

D馬達在日常生活的應用

教學時間

12節

能力指標

Ａ馬達的構造與轉動的問題

1-3-5-4願意與同儕相互溝通，共享活動的樂趣

1-3-5-5傾聽別人的報告，並做適當的回應

2-3-5-4藉簡單機械的運用知道力可由槓桿、皮帶、齒輪、流體（壓力）等方法來傳動

6-3-1-1對他人的資訊或報告提出合理的求證和質疑。

Ｂ馬達轉速

1-3-1-1能依規畫的實驗步驟來執行操作

1-3-3-2由主變數與應變數，找出相關關係

2-3-5-5知道電流可產生磁場，製作電磁鐵，瞭解地磁、指北針。

發現有些「力」可不接觸仍能作用，如重力、磁力

3-3-0-5察覺有時實驗情況雖然相同，也可能因存在著未能控制的因素之影響，使得產生的結果有差異。

Ｃ馬達不動了怎麼辦？

1-3-4-3由資料顯示的相關，推測其背後可能的因果關係

5-3-1-1能依據自己所理解的知識，做最佳抉擇

7-3-0-2把學習到的科學知識和技能應用於生活中

Ｄ馬達在日常生活的應用

1-3-3-3由系列的相關活動，綜合說出活動的主要特徵。

6-3-2-2相信自己常能想出好主意來完成一件事。

7-3-0-1察覺運用實驗或科學的知識，可推測「可能發生的事」。

8-3-0-2利用多種思考的方法，思索變化事物的機能和形式。

陸、活動說明

A馬達的構造與轉動

1、器材：

馬達、電池、漆包線、螺絲起子等拆解工具。

2、時間：

80分

3、能力指標：

1-3-5-4願意與同儕相互溝通，共享活動的樂趣

1-3-5-5傾聽別人的報告，並做適當的回應

2-3-5-4藉簡單機械的運用知道力可由槓桿、皮帶、齒輪、流體（壓力）等方法來傳動

6-3-1-1對他人的資訊或報告提出合理的求證和質疑。

4、教學目標：

●知道馬達的基本構造。

●能與他人溝通共同合作。

●知道簡單的動力原理。

●發現馬達的拆解與組裝需要詳細的紀錄與正確的步驟。

●知道電流方向可以影響馬達的轉動。

●知道馬達與電磁鐵的關係。

5、教學內容要點：

●拆解馬達

●分組討論（與電磁鐵的關係）

●組裝馬達

●馬達轉動與電流方向

「A馬達的構造與轉動」教學活動

學習活動

說明

●拆解馬達

　　教師分發小馬達及拆解工具，讓學生實地拆解馬達，並逐次紀錄所拆解下來的零件順序，以便組裝後可以順利完成組裝，同時請學生補充紀錄零件的功能。

●分組討論

　　請學生經由之前的紀錄針對「馬達與電磁鐵有什麼關係？

」進行分組討論，並分組發表、全班討論。

●組裝馬達

　　請同學經由之前的紀錄與討論，進行馬達重新組裝並進行分組心得討論及成品欣賞？

●馬達轉動與電流方向

　　請學生分組討論「電流方向是否與馬達轉動有關係？

」，經由將電池反裝觀察馬達轉動情形了解其中的關係，並完成學習單。

教師亦可提供馬達圖片或零件凸面，加強學生印象。

本活動希望藉由討論中凝聚共識，了解馬達的轉動原理。

讓學生經由實地組裝了解馬達的構造及製作方式。

引導學生尊重別人不同的感受，並勇於表現自我意見。

B馬達轉速

一、器材：

粗漆包線、細漆包線、磁鐵、鐵丁或鐵片、電池、馬達。

二、時間：

１６０分

三、能力指標：

1-3-1-1能依規畫的實驗步驟來執行操作

1-3-3-2由主變數與應變數，找出相關關係

2-3-5-5知道電流可產生磁場，製作電磁鐵，瞭解地磁、指北針。

發現有些「力」可不接觸仍能作用，如重力、磁力

3-3-0-5察覺有時實驗情況雖然相同，也可能因存在著未能控制的因素之影響，使得產生的結果有差異。

五、教學目標：

●比較不同線圈數的轉速關係。

●比較不同粗細線圈的轉速關係。

●知道漆包線纏繞的規則性。

●比較是否加上鐵心的漆包線的轉速關係。

●知道場磁鐵磁性與轉速的關係。

●比較電流強弱與轉速的關係。

六、教學內容要點：

●不同數目漆包線與轉速關係

●不同粗細漆包線與轉速關係

●漆包線纏繞規則與否與轉速關係

●有無鐵心之線圈轉速關係

●場磁鐵磁性與轉速關係

●電流強弱與轉速關係

B「馬達轉速」教學活動

學習活動

說明

●不同數目漆包線與轉速關係

教師分發漆包線，請學生纏繞不同數量漆包線進行轉動，討論其轉動情形。

●不同粗細漆包線與轉動關係

教師分發不同粗細漆包線，請學生纏繞不同粗細漆包線進行轉動，討論其轉動情形。

●漆包線纏繞規則與否與轉速關係

教師分發漆包線，請學生纏繞規則與不規則漆包線進行轉動，討論其轉動情形。

●有無鐵心之線圈轉速關係

　　教師分發漆包線及鐵心，請學生纏繞漆包線，並分別將有無加入鐵心之漆包線進行轉動活動，討論其轉動情形。

●場磁鐵磁性與轉速關係

　教師分發漆包線及磁鐵，請學生進行有無場磁鐵之漆包線之轉動活動，討論其轉動情形。

●電流強弱與轉速關係

教師分發漆包線及電池，請學生進行電流強弱不同漆包線之轉動活動，討論其轉動情形。

指導學生依規劃之實驗步驟進行時地操作。

在每一項實驗中應注重學生對於操縱變因、控制變因的觀念，建立正確研究方法。

使電動機轉動的速度變快的方法，包括電力加強,可以增加電池數、電磁鐵上的漆包線圈數增加、兩片磁鐵的距離縮短、增強磁鐵的磁力…等，提供教師參考。

引導學生進行綜合討論並討論影響轉速關係之因素。

C馬達不動了怎麼辦？

一、器材：

準備一樣附有電池的玩具。

二、時間：

80分

三、節令：

不拘

四、能力指標：

1-3-4-3由資料顯示的相關，推測其背後可能的因果關係

5-3-1-1能依據自己所理解的知識，做最佳抉擇

7-3-0-2把學習到的科學知識和技能應用於生活中

五、教學目標：

●瞭解問題解決時應有順序、方法及步驟。

●能利用檢核表找出問題所在。

●能熟悉馬達的構造，並瞭解原理。

●能設法在問題中找出造成的可能原因。

●能自行處理簡單的馬達故障問題。

六、教學內容要點：

●馬達的故障排除檢查表

●排除故障的步驟

●修理玩具

「C馬達不動了怎麼辦？

」教學活動

學習活動

說明

●馬達的故障排除檢查表

教師可以日常生活中汽車修理問題引導學生思考如何徹底找出問題所在。

再針對馬達的各構造提出具體的問題，填寫學習單三（見附錄）。

●排除故障的步驟

學生討論並提出可能造成故障的原因，以問題的方式引導學生如何檢查故障方式，例如：

需要用電池或插電的玩具或器具，應先檢查電池是否有電。

●修理玩具

教師可準備一項附有馬達的玩具，實際讓學生操作檢查如何確認此玩具哪裡有問題，如何處理。

　　請每位學生在下次上課時帶一樣插電或有電池會動的玩具。

以問答的方式詢問學生問題解決的方式，使學生可以自行發現錯誤方式，並設法找出理由與方法。

教師可由學生日常生活中面對物品故障情況時的處理方式開始引導學生正確處理，教導學生如何自行處理較簡易之故障情況。

藉由實際物品引起學生主動應用排除故障方式，並藉此確認學生概念正確與否。

為下次上課作準備。

D馬達的應用

一、器材：

各種電器製品或玩具。

二、時間：

80分

三、節令：

不拘

四、能力指標：

1-3-3-3由系列的相關活動，綜合說出活動的主要特徵。

6-3-2-2相信自己常能想出好主意來完成一件事。

7-3-0-1察覺運用實驗或科學的知識，可推測「可能發生的事」。

8-3-0-2利用多種思考的方法，思索變化事物的機能和形式。

五、教學目標：

●能說出馬達應用的範圍及實例。

●能利用馬達的原理自己設計創意馬達。

●能說出應用馬達時應有的考量因素。

●能設計具體可行的創意馬達。

六、教學內容要點：

●通電會動的機器

●創意的馬達應用

「D馬達的應用」教學活動

學習活動

說明

●通電會動的機器

將學生帶來的玩具作歸納，找出馬達運用的原理，並引導學生利用自己所設計的檢核表發現如何修理有馬達的玩具。

由學生提出馬達在日常生活中其他的應用。

●創意馬達應用

讓學生畫出自創的應用馬達器具，或以發表的方式說明自己的想法，例如：

打蛋機。

在設計過程中，要讓學生考量可行性，例如：

馬力是否足夠，如何增加馬力（增加線圈數）。

亦可由教學者設定主題，例如：

以帆船為主題將馬達應用在風船上，由學生依據所學到馬達轉速的因素進行比賽，也就是在綜合活動中的「設計風船大競賽」。

將馬達的原理與生活結合，使學生能將所學應用於生活中。

教師舉例說明，例如：

電扇、冰箱、果汁機、電鑽、排油煙機、吹風機、洗衣機。

可板書或繪圖，但應避免過度理想化。

除了要注意學生的創意，應注意學生對馬達的應用原理是否有正確的概念。

附錄

附件

（一）學習單

電動機教學模組學習單

（一）

組別：

組員：

各位同學，當你拆解完馬達後，請你完成下列各部位的名稱及功用：

功用：

１電樞：

２電刷：

３整流器：

４場磁鐵：

５電池組：

電動機教學模組學習單

（二）

組別：

組員：

一、在操作完電動機的製作後，你認為有什麼因素可以改變馬達的轉速？

我認為：

1.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

4.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

5.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

二、有什麼因素可以改變馬達轉動的方向？

我認為：

1.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

3.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

電動機教學模組學習單（三）

組別：

組員：

一、馬達不動了，可能是什麼因素呢？

我認為：

1.

6.

2.

7.

3.

8.

4.

9.

5.

10.