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國立清華大學 跨領域科學教育中心
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106年度科教實作計畫 成果影片 Achievement of Science Education Implementation, 2017

計畫名稱:
Arduino在物理實驗與跨領域科學教育的實務應用開發 (2/2)





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。

目前已陸續完成多種Arduino跨領與科學教育實做教具以及DIY實驗的設計,另亦已完成運用(1)智慧型手機的照相功能,(2)手機內的加速度感測功能,及(3) Arduino搭配超音波測距的測距功能等三種測量方式,同時進行於一般課堂內之教學實驗中,如:物體之運動軌跡測量、物體與彈簧系統之簡諧與阻尼運動的即時攝影與運動物理量的即時測量;並探討三種測量方式之優缺點的比較。另亦探討赫姆倫斯線圈亥姆霍茲線圈對(Helmholtz coil pair)的磁場分佈測量。
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