玩出創意：120個創新科學遊戲?
活動訊息
內容簡介
「遊戲」不僅是兒童的天性，也是開發創造力的有效策略。本書是主編許良榮教授執行國科會大眾科學教育研究計畫的產物（NSC96-2515-S-142-001-MY2），編輯群包括13位現職國小教師。內容涵蓋了以日常生活為主的科學遊戲，分為力、水、空氣、聲音、電磁、熱、光與化學八大主題。每一項科學遊戲都是經過編輯群的實際操作與討論，確認其可行性、趣味性與教育價值後編寫，著重於提供親師指導中小學生進一步思考解題並玩出創意。
雖然坊間已經有不少科學遊戲的相關書籍，但是每一項內容都經過嚴謹的小組討論、專家審查與實際試驗的，相當罕見。本書附錄並提供了主編的「從科學遊戲到科學教學」、「科普活動設計：以「泡泡世界」為例」以及「如何由科學遊戲設計科學展覽」等三篇論述文章，值得對科學遊戲有興趣的讀者參考。
目錄
第１篇 力的科學遊戲
第２篇 水的科學遊戲
第３篇 空氣的科學遊戲
第４篇 聲音的科學遊戲
第５篇 電與磁的科學遊戲
第６篇 熱的科學遊戲
第７篇 光的科學遊戲
第８篇 化學的科學遊戲
附錄一：從科學遊戲到科學教學
附錄二：科普活動設計：以「泡泡世界」為例
附錄三：如何由科學遊戲設計科學展覽
試閱
66.酷炫紙飛機
怎麼摺出又酷又會飛的紙飛機呢？
器材
A4影印紙、剪刀
操作步驟
紙飛機的摺法有很多種，以下二種紙飛機的飛行效果相當好喔！用A4影印紙，照著圖形就可以摺出酷炫的紙飛機了。
(一)、紙飛機一
(二)、紙飛機二
給親師的話
1.紙飛機要飛行的好，最重要的是平衡，摺的時候要仔細保持兩側（尤其是機翼）良好的對稱，因此請叮嚀小朋友要有耐心，不要急躁。其次是由機尾看過去，機翼要呈Y形（機翼略上翹），避免Ｔ形或是機翼下垂。
2.如果沒有影印紙，避免使用太輕的紙張（例如報紙），因為紙飛機太輕，不容易保持穩定（如同重物比較穩定，不容易翻倒的道理）。
3.紙飛機的摺法可以說無窮無盡，如果對其他摺法還有興趣，可以上網搜尋，用「紙飛機」或「paper airplane」當關鍵字，就可以找到很多了。而本書編輯試過的幾種紙飛機，就屬以上兩種的效果最好。紙飛機（一）甚至可以保持直線的飛行，而紙飛機（二）的特色是丟擲出去後，有時還會翻轉過來飛呢。
4.玩紙飛機的時候，可以比賽飛得遠；或是飛得久。也可以讓小朋友自己蒐集各種摺法，再自己動腦筋，設計創意造型。
5.自行設計紙飛機時，除了對稱平衡之外，飛機的重心儘量保持在中央略靠近頭部的地方，飛行效果會比較好。測量紙飛機的重心，可以將紙飛機懸空放在食指與中指，移動紙飛機直到能夠平衡，這時手指的位置就是紙飛機的重心位置。
原理
紙飛機本身沒有動力，主要是靠機翼提供了空氣阻力，而減緩下降速度。因此只要保持平衡，就可以一邊前進，一邊緩緩下降，此現象就稱為「滑翔」。而紙飛機的機翼經常要稍微朝上，是因為可以增加左右偏動的阻力，提高側面的穩定性，進而減少紙飛機的偏轉。@
叮嚀的話
1.整體軌道的傾斜角度不能太大（不要墊太高），以避免輪子的滾動速度過快，使得因為慣性造成所有輪子都會出軌。另一方面，軌道可嘗試製作為S形，以增加趣味性。
2.教學時，如果學生是國中以上程度，可以指導學生討論以下問題：(1)輪子減少摩擦力（例如輪子貼上光滑的膠帶），對於防止輪子出軌，是有利因素還是不利因素？又有何優缺點？參考解答：輪子越光滑，摩擦力越低，可以讓丙輪子在轉彎時，傾斜的輪子更容易回到軌道，有利於避免出軌。但是輪子如果太光滑，與軌道的摩擦力太小，又容易造成抓地力降低，輪子容易空轉的缺點。(2)軌道與輪子的摩擦力與f1或f2有關呢？參考解答：f2提供了摩擦力的正向力（正向力越大摩擦力越大）。
2.以杯取珠
動動腦，如何讓玻璃珠跑到杯子裡？
器材：窄口玻璃杯（或塑膠杯）、玻璃珠
操作過程與現象
桌上畫一直徑約十公分的圓圈圈，中央有一玻璃珠（直徑0.5～1.5公分皆可），以及一窄口玻璃杯（杯口小於杯身），如圖一。向學生或觀眾提出問題：不可以使用其他工具（例如吸塵器、吹風機…等），如何讓玻璃珠跑到玻璃杯內（如圖二）？
規則1. 雙手只可接觸玻璃杯，身體任何部位都不可以碰觸到玻璃珠。
規則2. 玻璃珠不可以離開圓圈圈。
規則3. 玻璃杯不可以有破裂、損壞的可能性。
對著玻璃珠吹氣？用玻璃杯撞玻璃珠，讓玻璃珠彈起來？前者無法成功，後者可能讓玻璃杯破掉，違反規則喔！
聰明的讀者動手、動腦試看看。
解答
秘訣在於利用旋轉！操作時，將玻璃杯杯口蓋住玻璃珠之後，開始旋轉，讓玻璃珠在玻璃杯內旋轉。旋轉得越快，玻璃珠就會沿著杯緣上升。
持續旋轉玻璃杯，讓玻璃珠在杯子內旋轉，再慢慢的將玻璃杯杯口朝上（注意：過程中必須持續旋轉玻璃杯），玻璃珠會保持在玻璃杯內旋轉，不會掉出來。在杯口朝上後，停止旋轉，就能成功的將玻璃珠放在玻璃杯裡了。
原理
為什麼杯子旋轉玻璃珠時，玻璃珠會往上跑？原理如下圖，當玻璃珠在杯子內旋轉時，杯壁給予玻璃珠一作用力F（紅色箭頭），方向為垂直於杯壁並略朝上（因為杯壁是斜的）。作用力F可分解為二作用力（綠色箭頭），一為指向玻璃杯中心（圓周運動中心）的f1，一為略為朝上的f2（f1與f2互相垂直）。f１為使玻璃珠進行圓周運動的向心力；而分力f2方向朝上，可以抵抗朝下的重力（玻璃杯的重量）。
如果旋轉速度增加，會使向心力f1增加（旋轉半徑會增加），同時f2也增加，玻璃珠就會往杯子上緣爬升了。如果杯子是垂直而不是斜的（例如平整的平口杯），則沒有f2分力，玻璃珠只會沿著杯壁旋轉而不會上升，因此這個科學玩具必須用窄口杯（杯口小於杯肚）才能成功喔。
叮嚀的話
1.在使用於教學時，建議使用塑膠杯，不要使用玻璃杯。因為學生在試驗時，經常會敲破玻璃杯。
2.有時學生會以杯子快速輕敲玻璃珠，讓玻璃珠彈進杯子，這也是一種解題方法，可以給予肯定。但是提醒說明這個方法不能使用於玻璃杯，有沒有更安全的方法呢？
3.指導國小學生時，建議不必提到「向心力」，以作用力來說明即可。國中以上學生可以說明向心力，而且可以討論：玻璃珠施於杯壁的作用力與旋轉速度的關係。
怎麼摺出又酷又會飛的紙飛機呢？
器材
A4影印紙、剪刀
操作步驟
紙飛機的摺法有很多種，以下二種紙飛機的飛行效果相當好喔！用A4影印紙，照著圖形就可以摺出酷炫的紙飛機了。
(一)、紙飛機一
(二)、紙飛機二
給親師的話
1.紙飛機要飛行的好，最重要的是平衡，摺的時候要仔細保持兩側（尤其是機翼）良好的對稱，因此請叮嚀小朋友要有耐心，不要急躁。其次是由機尾看過去，機翼要呈Y形（機翼略上翹），避免Ｔ形或是機翼下垂。
2.如果沒有影印紙，避免使用太輕的紙張（例如報紙），因為紙飛機太輕，不容易保持穩定（如同重物比較穩定，不容易翻倒的道理）。
3.紙飛機的摺法可以說無窮無盡，如果對其他摺法還有興趣，可以上網搜尋，用「紙飛機」或「paper airplane」當關鍵字，就可以找到很多了。而本書編輯試過的幾種紙飛機，就屬以上兩種的效果最好。紙飛機（一）甚至可以保持直線的飛行，而紙飛機（二）的特色是丟擲出去後，有時還會翻轉過來飛呢。
4.玩紙飛機的時候，可以比賽飛得遠；或是飛得久。也可以讓小朋友自己蒐集各種摺法，再自己動腦筋，設計創意造型。
5.自行設計紙飛機時，除了對稱平衡之外，飛機的重心儘量保持在中央略靠近頭部的地方，飛行效果會比較好。測量紙飛機的重心，可以將紙飛機懸空放在食指與中指，移動紙飛機直到能夠平衡，這時手指的位置就是紙飛機的重心位置。
原理
紙飛機本身沒有動力，主要是靠機翼提供了空氣阻力，而減緩下降速度。因此只要保持平衡，就可以一邊前進，一邊緩緩下降，此現象就稱為「滑翔」。而紙飛機的機翼經常要稍微朝上，是因為可以增加左右偏動的阻力，提高側面的穩定性，進而減少紙飛機的偏轉。@
叮嚀的話
1.整體軌道的傾斜角度不能太大（不要墊太高），以避免輪子的滾動速度過快，使得因為慣性造成所有輪子都會出軌。另一方面，軌道可嘗試製作為S形，以增加趣味性。
2.教學時，如果學生是國中以上程度，可以指導學生討論以下問題：(1)輪子減少摩擦力（例如輪子貼上光滑的膠帶），對於防止輪子出軌，是有利因素還是不利因素？又有何優缺點？參考解答：輪子越光滑，摩擦力越低，可以讓丙輪子在轉彎時，傾斜的輪子更容易回到軌道，有利於避免出軌。但是輪子如果太光滑，與軌道的摩擦力太小，又容易造成抓地力降低，輪子容易空轉的缺點。(2)軌道與輪子的摩擦力與f1或f2有關呢？參考解答：f2提供了摩擦力的正向力（正向力越大摩擦力越大）。
2.以杯取珠
動動腦，如何讓玻璃珠跑到杯子裡？
器材：窄口玻璃杯（或塑膠杯）、玻璃珠
操作過程與現象
桌上畫一直徑約十公分的圓圈圈，中央有一玻璃珠（直徑0.5～1.5公分皆可），以及一窄口玻璃杯（杯口小於杯身），如圖一。向學生或觀眾提出問題：不可以使用其他工具（例如吸塵器、吹風機…等），如何讓玻璃珠跑到玻璃杯內（如圖二）？
規則1. 雙手只可接觸玻璃杯，身體任何部位都不可以碰觸到玻璃珠。
規則2. 玻璃珠不可以離開圓圈圈。
規則3. 玻璃杯不可以有破裂、損壞的可能性。
對著玻璃珠吹氣？用玻璃杯撞玻璃珠，讓玻璃珠彈起來？前者無法成功，後者可能讓玻璃杯破掉，違反規則喔！
聰明的讀者動手、動腦試看看。
解答
秘訣在於利用旋轉！操作時，將玻璃杯杯口蓋住玻璃珠之後，開始旋轉，讓玻璃珠在玻璃杯內旋轉。旋轉得越快，玻璃珠就會沿著杯緣上升。
持續旋轉玻璃杯，讓玻璃珠在杯子內旋轉，再慢慢的將玻璃杯杯口朝上（注意：過程中必須持續旋轉玻璃杯），玻璃珠會保持在玻璃杯內旋轉，不會掉出來。在杯口朝上後，停止旋轉，就能成功的將玻璃珠放在玻璃杯裡了。
原理
為什麼杯子旋轉玻璃珠時，玻璃珠會往上跑？原理如下圖，當玻璃珠在杯子內旋轉時，杯壁給予玻璃珠一作用力F（紅色箭頭），方向為垂直於杯壁並略朝上（因為杯壁是斜的）。作用力F可分解為二作用力（綠色箭頭），一為指向玻璃杯中心（圓周運動中心）的f1，一為略為朝上的f2（f1與f2互相垂直）。f１為使玻璃珠進行圓周運動的向心力；而分力f2方向朝上，可以抵抗朝下的重力（玻璃杯的重量）。
如果旋轉速度增加，會使向心力f1增加（旋轉半徑會增加），同時f2也增加，玻璃珠就會往杯子上緣爬升了。如果杯子是垂直而不是斜的（例如平整的平口杯），則沒有f2分力，玻璃珠只會沿著杯壁旋轉而不會上升，因此這個科學玩具必須用窄口杯（杯口小於杯肚）才能成功喔。
叮嚀的話
1.在使用於教學時，建議使用塑膠杯，不要使用玻璃杯。因為學生在試驗時，經常會敲破玻璃杯。
2.有時學生會以杯子快速輕敲玻璃珠，讓玻璃珠彈進杯子，這也是一種解題方法，可以給予肯定。但是提醒說明這個方法不能使用於玻璃杯，有沒有更安全的方法呢？
3.指導國小學生時，建議不必提到「向心力」，以作用力來說明即可。國中以上學生可以說明向心力，而且可以討論：玻璃珠施於杯壁的作用力與旋轉速度的關係。
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