國
民小學「自然與生活科技」主題探討系列3612
我的捕鼠器動力車
學童對於「好玩的玩具」都持有極高的興趣。本課程旨在藉由使命式的專題探究過程，讓學童透過對捕鼠器的觀察、拆解、安裝、改裝製作與探究等活動，體認簡單機械的運用，並瞭解「力」可由槓桿、皮帶、齒輪、液體（壓力）等方法來傳動。
設計者：余俊樑 台北縣沙崙國民小學 接受日期：2003/11/17
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)各活動科學智能培養一覽表
(五)學習成就評量
二、模組內各項活動之教學示例
(一)小心！有陷阱（閱讀與實作）
(二)捕鼠器大解剖（閱讀與實作）
(三)自製簡易捕鼠器（閱讀與實作）
(四)我的捕鼠器動力車（閱讀與實作）
(五)叫我第一名----捕鼠器動力車競賽（閱讀與實作）
三、學習手冊
使用說明：
本模組旨在透過對「捕鼠器」的觀察、拆解、安裝、改裝、製作與探究等活動，探討捕鼠器的運作機制（活動一、二、三），接著延伸探討如何運用彈簧的回復力，製作捕鼠器動力車（活動四）並加以評鑑推廣（活動五）。在本模組中，附加多個輔助鷹架（請參見附錄二、三），教師可依教學需要增添、刪減、更改教學的項目與流程。在運用這些資料時，教師可依情境來決定是由學童自行設計探究，或是引導學童設計或提供模組內已設計好的方法讓學童依樣執行。
網址：http://www.phy.ntnu.edu.tw/nstsc/或 http://www.naer.edu.tw/nstsc
(一)模組之教學概要圖
我的捕鼠器動力車
觀察情境察覺問題 教師發下捕鼠器讓學童進行活動一「小心！有陷阱」的活動，同時引導學童察覺問題（擴散性思考活動）： ‧當初是誰發明的？發明的目的是什麼？
‧捕鼠器的運作機制是什麼？為什麼它的動作會那麼快？我們可以自己作一個捕鼠器嗎？要製作一個捕鼠器需要注意哪些地方？
‧捕鼠器還有沒有其他功用？可不可以改裝成其他裝置呢？可以用捕鼠器做一台動力車嗎？有哪些問題必須注意呢？這些變因之間有什麼關係？……
引導討論 確定問題 將零碎博雜的談話歸出幾個可探究的問題，例如： 捕鼠器運作的原理 「力」的傳遞與轉換 捕鼠器動力車大競賽
分工合作 進行討論
‧小心！有陷阱：營造一個觀察情境，讓學童自主察覺和捕鼠器有關的情境問題。
‧捕鼠器大解剖：藉實物拆解與拼裝復原的過程，讓學童體認捕鼠器的構造與其運作機制。
‧自製簡易捕鼠器：藉設計、繪圖、製作、組裝測試以及修正，展示其自製的捕鼠器。 ‧我的捕鼠器動力車：學童利用捕鼠器，製作捕鼠器動力車。
‧叫我第一名--捕鼠器動力車競賽：藉由教師所設計的三項競賽：「看誰走的快？」、「看誰走的遠？」以及「看誰爬的高？」讓學童進行專題探究，並藉此讓學童體認變因對物理現象的影響。 ‧教師講評及統整結果，提出綜合性的科學概念。
分享經驗 整合成果
綜合評鑑 推廣運用 作業、應用推廣 教學成效評鑑 發現開拓性的問題：
‧捕鼠器這類的械具陷阱，是怎麼來的？有相關資料文獻嗎？
‧還能將捕鼠器改裝成什麼裝置？……
(二)活動項目一覽表
選用打V | 活動項目 （活動方式） | 器材與資源 | 活動內容 |
1.小心！有陷阱 （實作） |
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小心！有陷阱 （閱讀） |
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2.捕鼠器大解剖 （實作） |
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自製簡易捕鼠器 （閱讀） |
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3.自製簡易捕鼠器 （實作） |
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我的捕鼠器動力車 （閱讀） |
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4.我的捕鼠器動力車（實作） |
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叫我第一名 ---- 捕鼠器動力車競賽（閱讀） |
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5.叫我第一名 ----捕鼠器動力車競賽（實作） |
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力的傳動（一） （閱讀） |
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6.誰是奧運高手----利用捕鼠器製作投石裝置（實作） |
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力的傳動（二） （閱讀） |
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7.飛上青天 ---- 利用捕鼠器製作竹蜻蜓發射裝置（實作） |
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主題探討活動略述
「我的捕鼠器動力車」教學活動流程 | 說 明 |
【觀察情境，察覺問題】 會「動」的玩意對學童而言，是一項極具吸引力的玩具。而學童在自己的巧手操弄下，更可以從中培養學習的興趣、習得豐富的科學概念、認知科學的本質。因此，教師可以發下「捕鼠器」和「學習探究單」給學童，讓學童一邊操弄活動一「小心！有陷阱」的活動，並藉由「學習探究單」上的提示，引導學童察覺他們在操弄活動中所發現或所遭遇到的問題。 在本階段的教學活動中，希望學童可以經由操弄察覺以下問題：
【引導討論，確定問題】 依據上述學童所察覺的問題，學童將會發現各組所察覺的問題有相同的部分，也有不同的部分。這個時候，教師可以藉由概念圖（Concept Map）的方式引導學童逐步歸納問題，並確定課程探究的方向（聚斂性思考活動），換句話說，就是引導學童發現「製作捕鼠器動力車」這個我們預先設定的主題。 底下是「製作捕鼠器動力車」這個主題所涉及的相關子問題，供各位老師參考：
【分工合作，進行探究】 底下針對本階段主題活動的教學重點作說明：
教師提供捕鼠器、各式起子、鉗子、手套、護目鏡、學習探究單，讓學童經歷實物拆解與拼裝復原的過程後，繪製「捕鼠器細部解析圖」，讓學童體認捕鼠器各部分零件的功能並驗證其相互搭配起來所運用到的科學原理。
教師提供學習探究單，要求學童經由小組討論，實際將自己概念中的捕鼠器繪製出草圖，小組自行選材購買（也可以由教師視教學現場狀況統一協助學童購買）、製作組裝、測試以及修正，最後將之展示。
教師提供相關短文、文獻、討論題綱、參考繪圖、捕鼠器以及學習探究單，以小組合作學習的方式，藉由教師設計的使命式任務，讓學童利用捕鼠器，製作捕鼠器動力車。而學童經由捕鼠器動力車的製作過程可以學到槓桿、力矩、能量轉移等統整性科學概念。 【分享經驗，整合成果】
教師提供相關短文、學習探究單，讓學童以小組合作學習的方式，藉由教師所設計的三項競賽：「看誰走的快？」、「看誰走的遠？」以及「看誰爬的高？」讓學童針對不同需求的使命式任務去進行專題探究，並藉此讓學童體認變因對物理現象的影響，分享其他學童所提出來的方法與策略。
【綜合評鑑，推廣應用】
經過本模組教學後，希望學童對以下科學與技術認知及過程技能有所瞭解：
待答問題的引導：
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………
（四）各主題活動有助於科學智能培養之評量細目表
素養要項 | 評量指標 | 學習活動項目 | |
1234567 | |||
過程技能 | 觀察 | 1-3-1-1能依裝置圖或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辨別本量與變動量之不同(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依差異之層次，作二級以上分類 | □□□□□□□ | ||
組織與 關連 | 1-3-3-1實驗時確認相關的變因，作操控運作 | □□□□□□ | |
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，構想成一個整體性的胚圖 | □□□□ | |
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，並作適當的回應 | □ | ||
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 | □□ | ||
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 | □ | ||
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 | □□□□□□□ | |
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 | □□ | ||
（五）學習成就評量
（待開發）
二、模組內各項活動之教學示例
（一）「小心！有陷阱」教學活動示例
教學重點：
營造一個觀察情境，鼓勵學童自行或是以小組的方式經由操弄捕鼠器來發現問題。
指導學童在進行本活動時應注意的實驗安全手則。
教學資源：
捕鼠器數個。
捕鼠器繪圖。
陷阱繪圖。
學習探究單（一）。
使用說明：
本活動建議安排10-20分鐘，讓學童藉由捕鼠器的操弄來引發動機、察覺問題。
本活動備有以下附錄，供教學時採用：
附錄一：捕鼠器安全改造建議
附錄二：學習探究單（一）
附錄三：學習探究概念圖
「小心！有陷阱」教學活動示例
活動流程 | 說明 |
【協助學童確定問題】
【協助學童獲取資料】
【鼓勵學童提出想法】
【激勵學童推廣應用】
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（二）「捕鼠器大解剖」教學活動示例
教學重點：
對捕鼠器進行實物拆解，建構捕鼠器細部運作模型。
將拆解過後的捕鼠器進行組裝復原工作，瞭解各部相互搭配下的功能。
繪製「捕鼠器細部解析解說圖」
教學資源：
捕鼠器數個。
工具箱數個，外加手套、護目鏡……等裝備。
學習探究單（二）。
使用說明：
本活動為實作課程，建議安排60-80分鐘，讓學童有充足的時間可以對捕鼠器進行拆解、組裝、繪圖等學習歷程。
活動進行中，務必指導學童工具的正確使用方法以及安全的維護手則。
本活動備有以下附錄，供教學時採用：
附錄四：學習探究單（二）
「捕鼠器大解剖」教學活動示例
活動流程 | 說明 |
【協助學童確定問題】
【協助學童獲取資料】
【鼓勵學童提出想法】
【激勵學童推廣應用】
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（三）「自製簡易捕鼠器」教學活動示例
教學重點：
藉由繪製草圖、選材購買、製作組裝、測試以及修正的過程，察覺力的大小可由形變或運動狀態改變的程度來度量；察覺物體受數個力的作用，仍可保持平衡；察覺利用簡單機械做事和傳送動力。
實際設計一個裝置來改善捕鼠器的觸動機制；或設計一個裝置來測量「力」與「位移」，並從中發現其關係。
探討影響捕鼠器功能的變因。
教學資源：
學童自備器材。
工具箱數個，外加手套、護目鏡……等裝備。
學習探究單（三）。
使用說明：
本活動為實作課程，建議安排80-120分鐘，而且上課時程應有所間隔，讓學童有充足的時間可以將心中的作品藉由繪製草圖、選材購買、製作組裝、測試以及修正等學習歷程來學習。
在本活動中應鼓勵學童留下他製作與設計的學習歷程。
活動進行中，務必指導學童工具的正確使用方法以及安全的維護手則。
本活動備有以下附錄，供教學時採用：
附錄五：學習探究單（三）（內含設計草圖、工作分配表、工作計畫流程）
附錄六：同儕自評表（一）
「自製簡易捕鼠器」教學活動示例
活動流程 | 說明 |
【協助學童確定問題】
【協助學童獲取資料】
【鼓勵學童提出想法】
【激勵學童推廣應用】
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可參考附錄五之學習探究單。 |
（四）「我的捕鼠器動力車」教學活動示例
教學重點：
實際將自己概念中的捕鼠器動力車繪製成草圖，再選材購買、製作組裝、測試以及修正，最後將之展示。
藉由捕鼠器動力車的製作，讓學童確實瞭解「力」可由簡單機械加以傳動的概念。
藉由捕鼠器動力車的製作，建構「力」的傳動模型。。
教學資源：
捕鼠器數個。
學童自備器材。
工具箱數個，外加手套、護目鏡……等裝備。
學習探究單（四）。
使用說明：
本活動為實作課程，建議安排120-160分鐘，而且上課時程應有所間隔，讓學童有充足的時間可以將心中的作品藉由繪製草圖、選材購買、製作組裝、測試以及修正等學習歷程來學習。
在本活動中應鼓勵學童留下他製作與設計的學習歷程。
活動進行中，務必指導學童工具的正確使用方法以及安全的維護手則。
本活動備有以下附錄，供教學時採用：
附錄七：學習探究單（四）（內含設計草圖、工作分配表、工作計畫流程）
附錄八：同儕自評表（二）
附錄九：捕鼠器動力車製作方法
「我的捕鼠器動力車」教學活動示例
活動流程 | 說明 |
【協助學童確定問題】
【協助學童獲取資料】
【鼓勵學童提出想法】
【激勵學童推廣應用】
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可參考附錄七之學習探究單。
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（五）「叫我第一名--捕鼠器動力車競賽」教學活動示例
教學重點：
利用自製的捕鼠器動力車進行競速、續航、爬坡三方面的競賽展示。
知道影響捕鼠器動力車速度、續航力、爬坡力的變因。
藉由上述三項競賽，讓學童瞭解變因對物理現象的影響及其關連性。
知道如何運用先備概念及所學概念，製作符合需求的捕鼠器動力車。
教學資源：
學童自製的捕鼠器動力車數輛。
學童自備器材。
工具箱數個，外加手套、護目鏡……等裝備。
學習探究單（五）。
使用說明：
本活動為實作課程，建議安排80-120分鐘，而且上課時程應有所間隔（間隔時程可以長一些，教師可先進行其他單元，再回頭進行此一活動），讓學童有充足的時間可以將心中的作品藉由繪製草圖、選材購買、製作組裝、測試以及修正等學習歷程來學習。
在本活動中應鼓勵學童留下他製作與設計的學習歷程。
活動進行中，務必指導學童工具的正確使用方法以及安全的維護手則。
本活動備有以下附錄，供教學時採用：
附錄十：學習探究單（五）（內含設計草圖、工作分配表、工作計畫流程）
附錄十一：同儕自評表（三）
附錄十二：捕鼠器動力車競賽手冊
「叫我第一名--捕鼠器動力車競賽」教學活動示例
活動流程 | 說明 |
【協助學童確定問題】
【協助學童獲取資料】
【鼓勵學童提出想法】
【激勵學童推廣應用】
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可參考附錄十之學習探究單。
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三、學習手冊
（待開發）
四、附錄
（待開發）