課程評鑑

一、 評鑑學生學習成效 

1.模組一:光譜入門

2.模組二:觀測工具

3.模組三:恆星演化

4.模組四:宇宙論

 

二、探究式教學與實作課程的評鑑

 


 

一、評鑑學生學習成效

 

「光譜在天文學上的應用」發展四個模組,共16個課程。設計教案的教師依據各課程教學目標,選擇適當的評量工具以檢驗學生是否達到教學目標,主要使用的評量工具如下:   

 1.學習單觀察記錄 
 2.實驗報告及數據資料處理 
 3.完成實作成品 
 4.儀器操作能力 
 5.資訊應用軟體實作 
 6.評量卷 
 7.學生答問或口語報告察 

授課教師依照學生學習表現,評鑑學生學習成效整理如下表:

 

1.模組一:光譜入門

                                                                                                                                                                                                                                             

 

實施節次

 

課程名稱

 
 

教學目標

 
 

評鑑工具

 
 

學生表現

 
 

優良

 
 

普通

 
 

待改進

 
 

1-2

 

探索光譜

 
 

1.探索光譜現象、學習操作新儀器、及透過教師主導的實驗來引介光譜的概念

 
 

2.實驗報告及數據資料處理

 
 

學生動手來探索光譜(教師提供器材及不同光源)

 
 

 
   
 

學生完成實驗報告

 
 

 
   
 

2.會操作三稜鏡觀察不同光源的色散現象

 
 

4.儀器操作能力

 

3.完成實作成品:光譜照片

 
 

學生能夠使用三稜鏡來觀察不同光源 

 
 

 
   
 

學生將肉眼所見之光譜,能用照相呈現出來

 
 

 
   
 

學生能夠將光譜照片做成簡報檔並加以說明

 
 

 
   
 

3.了解不同色光在同一介質中的折射角度不同而造成色散。

 

4.認識氫原子光譜, 理解連續光譜與不連續光譜的差異。

 
 

1.上課學習單及回家作業

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

由回家作業中,了解學生是否理解光在同一介質中的折射角度不同而造成色散。

 
 

 
   
 

由回家作業中,了解學生是否理解連續光譜與不連續光譜的差異

 
   

 
 
 

3-4

 

干涉與分光

 
 

1.知道波除了反射、折射之外還有干涉現象。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

學生能夠舉例說明干涉的現象

 
   

 
 
 

2.能以波的疊加說明干涉現象。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

學生能夠圖示說明波的疊加

 
 

 
   
 

3.知道雙狹縫干涉條紋位置與波長有關。

   
 

1.學習單觀察記錄

 

2.實驗報告及數據資料處理

 

3.儀器操作能力

 
 

學生完成學習單並記錄相關實驗數據

 
   

 
 
 

學生動手操作雙狹縫干涉實驗

 
 

 
   
 

學生能正確架設實驗器材、讀取數據

 
 

 
   
 

學生能在討論中指出實驗誤差並歸納出干涉條紋位置與波長的關係

 
   

 
 
 

4.知道可以利用光柵將不同波長的光分開。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

學生能說明狹縫數目越多分光效果越好。

 
 

 
   
 

5.會操作光柵觀察光譜。

 
 

1.學習單觀察記錄

 

2.完成實作成品

 

4.儀器操作能力

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

學生能以照片呈現觀察到的光譜

 
 

 
   
 

6.比較並知道不同光源會有不同的光譜。(回家作業)

 
 

1.學習單觀察記錄

 

3.完成實作成品

 

4.儀器操作能力

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

學生能以照片呈現觀察到的光譜。

 
 

 
   
 

5-6

 

自製光譜儀

 
 

1.了解光是電磁波,一般光源常混合各種波長的光波。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

學生能了解光是一種電磁場的波動

 
 

 
   
 

2.了解光碟繞射使各波長的光波有不同的繞射角,如此可將混合各波長的光分成各色光。

 
 

1.學習單觀察記錄

 

2.實驗報告及數據資料處理

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

學生了解繞射角與波長的關係

 
 

 
   
 

3.自製光碟光譜儀。

 
 

3.完成實作成品

 
 

正確完成狹縫的製作

 
   

 
 
 

正確完成觀察窗的製作

 
 

 
   
 

正確完成DVD光柵基座製作與安裝

 
   

 
 
 

使用自製光譜儀拍攝各種光源的光譜

 
   

 
 
 

4.學會使用數位相機、軟體TrackerExcel

 
 

5.資訊應用軟體實作

 
 

會使用tracker擷取光源光譜圖片檔的資訊成為數據檔

 
   

 
 
 

會使用EXCELL將數據檔繪製光譜圖表

 
   

 
 
 

綜合陳述:(就前面勾選結果提供簡短文字補充說明)

 

3-4干涉與分光:本次課程提供學生筆記的學習單為空白的,因此直接觀察學生的筆記重點以檢視學生的學習狀況。大部分同學均能圖示說明波的疊加,但在實驗部分幾乎都未能將實驗數據附上而僅寫下討論的結果,更進一步的部分學生認為由大家共同討論的實驗結論,並不是教師講述出來的知識,因此完全未記錄下重點相當可惜。

 

 

2.模組二:觀測工具

 

                                                                                                                                                            

 

實施節次

 

課程名稱

 
 

教學目標

 
 

評鑑工具

 
 

學生表現

 
 

優良

 
 

普通

 
 

待改進

 
 

1

 

多波段

 

觀測的宇宙

 
 

1.知道為什麼在天文研究上需要應用不同波段影像觀測結果。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

根據分組書面活動單問題之回答結果

 
 

 
   
 

2.認識宇宙微波背景輻射所對應的黑體溫度。

 
 

7.分享或口語報告

 
 

根據課堂上與學生的問答

 
 

 
   
 

3.了解與比較不同波段觀測影像的差異,具備論述的能力。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

根據分組書面活動單問題之回答結果

 
 

 
   
 

4.知道數位相機可以拍得不同色彩影像的基本原理。

 
 

5.評量卷

 
 

根據課後評量卷的回答結果

 
   

 
 
 

5.能以數位相機類推利用濾鏡拍攝不同波段天文影像的原理。

 
 

6.評量卷

 
 

根據課後評量卷的回答結果

 
   

 
 
 

2

 

Colors of Stars in the SDSS活動

 
 

1.了解線上天文資料庫的部分資料內容與取得方式。

 
 

5.資訊應用軟體實作

 
 

學生能正確操作電腦擷取所需數據資料

 
 

 
   
 

2.知道如何使用Excel進行散佈圖的繪製。

 
 

5.資訊應用軟體實作

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

3.能使用天文資料庫數據進行各星體初步的分析與比較。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學生完成學習單

 
 

 
   
 

3

 

恆星的

 

Color Index

 
 

1.了解星體溫度不同,其不同波段輻射強度也不同。

 
 

7.學生答問或口語報告

 
 

教師講述引導,利用學生的分析觀察歸納再進一步介紹、說明,由與學生的問答來知道其理解情況。

 
 

 
   
 

2.知道色指數在天文上的應用。

 
 

6.評量卷

 
     

 
 
 

3.學會如何上網下載某一星體各段影像的方法。

 
 

3.完成實作成品

 
 

學生下次上課是否都順利下載成功影像判斷

 
 

 
   
 

4

 

Ds9軟體簡介

 
 

1.知道如何透過網路取得免費天文處理軟體ds9的方法,並且知道ds9軟體的基本操作方式。

 
 

5.資訊應用軟體實作 

 
 

根據『影像三色合成』活動單學生是否完成影像合成與星表疊加。

 
 

 
   
 

2.能應用ds9將各波段之天文影像進行色彩合成,以及如何將星表載入並疊加在圖像上。

 
 

5.資訊應用軟體實作 

 
 

根據『影像三色合成』活動單學生是否完成影像合成與星表疊加。

 
 

 
   
 

5

 

天文望遠鏡

 

的觀測原理

 
 

1.知道天文望遠鏡觀測星空的原理與功效

 
 

7.學生答問或口語報告察

 
 

課程中進行問題提問,由課堂學生回覆了解學生學習情況。

 
 

 
   
 

6.評量卷

 
 

於課程最後,進行一評量單,由學生以小組為單位討論作答。

 
   

 
 
 

6

 

天文觀測

 

的限制

 
 

1.知道觀測宇宙的方法與限制。

 
 

3.完成實作成品

 
 

學生透過小組的合作完成學習單上的問題討論。

 
 

 
   
 

2.能統整與歸納意見,並分析研究目標的相關觀測議題。

 
 

3.完成實作成品

 
 

學生透過小組的合作完成學習單上的問題討論。

 
 

 
   
 

綜合陳述:(就前面勾選結果提供簡短文字補充說明)

 

2-2 Colors of Stars in the SDSS_1.了解線上天文資料庫的部分資料內容與取得方式』,在學生們的第一次線上天文資料庫嘗試過程中,皆能完成資料蒐集並搭配Microsoft Excel軟體進行資料處理與作圖表。

 

2-6天文觀測的限制_1.知道觀測宇宙的方法與限制』,學生在以小組答覆學習單『天文望遠鏡的觀測原理 - 以光學望遠鏡為例』討論題目時,皆能將近全班100%正確回覆提問;且在『2.能統整與歸納意見,並分析研究目標的相關觀測議題』中,能比較討論不同太空望遠鏡的各項差異之處。

 

 

 

3.模組三:恆星演化

 

                                                                                                                                                                         

 

實施節次

 

課程名稱

 
 

教學目標

 
 

評鑑工具

 
 

學生表現

 
 

優良

 
 

普通

 
 

待改進

 
 

1-2

 

太陽光譜

 

再探索

 
 

1.探索陽光暗線現象、學習操作新儀器及透過教師主導的實驗來引介吸收光譜的概念

 
 

1.學習單觀察記錄

 

   

 
 

學生當場紀錄並完成觀察紀錄單

 
 

 
   
 

2.會操作光譜儀觀察不同光源的光譜

 
 

3.儀器操作能力

 
 

光譜儀雖然由老師操作(因為只有一台)但整個過程同學皆親眼目睹,而自製光譜儀來觀察太陽暗線,則全班都完成

 
   

 
 
 

3.知道發射光譜(亮線)與吸收光譜(暗線)的差異。

 
 

2.數據資料處理

 

   

 
 

學生可以從諸多光譜中發現陽光的吸收線與原子的放光線是可以對應的, 進而完成學習單

 
 

 
   
 

4.認識不同的原子,有特定的吸收譜線,稱為該原子的化學指紋。

 
 

2.數據資料處理

 

   

 
 

學生可以從諸多光譜中發現不同的原子會呈現不同的亮線組合

 
 

 
   
 

5.陽光光譜與原子焰色的光譜做比對,找出陽光的光譜裡,可能含有的化學指紋

 
 

2.完成實作成品

 
 

真正將太陽暗線對應至原子光譜, 各組完成不同原子的對照線

 
 

 
   
 

4.資訊應用軟體實作

 
 

學生會操作Excel處理光譜資料, 並貼至簡報檔畫對照圖

 
 

 
   
 

3-4

 

星口普查-

 

赫羅圖的繪製與分析

 
 

1.了解將恆星進行分類的方法可由比較其不同特性是否有明顯之相關性著手。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

根據活動單第一部分13題之回答結果。

 
 

 
   
 

2.學習如何根據不同特性之資料使用Topcat軟體進行圖形繪製,並將座標軸進行適當的調整。

 
 

5.資訊應用軟體實作

 
 

根據活動單第一部分2題所貼上的圖。

 
 

 
   
 

3.會使用軟體與星表進行赫羅圖的繪製,並進行初步的分析。

 
 

5.資訊應用軟體實作

 
 

根據活動單第一部分2題所貼上的圖。

 
 

 
   
 

1.學習單觀察記錄

 
 

根據活動單第一部份1題之回答結果。

 
 

 
   
 

4.能從赫羅圖中判別出各恆星之分類及其基本物理特性。

 
 

6.評量卷

 
   

 
   
 

5.能比較不同性質恆星樣本所繪製之赫羅圖的異同。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

根據活動單第二部分13題之回答結果。

 
 

 
   
 

5-6

 

核融合

 

與恆星的演化

 
 

1.知道週期表中許多元素都是利用核融合製造出來的。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學習單上設計有各階段問題,讓學生於課堂講解時逐步完成,最後還有重點回顧補學生聽課遺漏。

 
 

 
   
 

2.了解核融合反應有其質量限制,並無法一直融合下去。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學習單上設計有各階段問題,讓學生於課堂講解時逐步完成,最後還有重點回顧補學生聽課遺漏。

 
 

 
   
 

3.知道赫羅圖可以反映恆星演化的各個階段。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學習單上設計有各階段問題,讓學生於課堂講解時逐步完成,最後還有重點回顧補學生聽課遺漏。

 
 

 
   
 

4.了解核融合與恆星演化的關聯。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學習單上設計有各階段問題,讓學生於課堂講解時逐步完成,最後還有重點回顧補學生聽課遺漏

 
 

 
   
 

5-6

 

核融合

 

與恆星的演化

 
 

5.知道恆星在演化不同階段進行核融合反應的是哪一個元素。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學習單上設計有各階段問題,讓學生於課堂講解時逐步完成,最後還有重點回顧補學生聽課遺漏。

 
 

 
   
 

6.知道恆星在演化不同階段是用何種機制抵抗重力塌縮。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學習單上設計有各階段問題,讓學生於課堂講解時逐步完成,最後還有重點回顧補學生聽課遺漏。

 
 

 
   
 

7. 知道恆星在演化不同階段會演變成哪些種類的星體。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

學習單上設計有各階段問題,讓學生於課堂講解時逐步完成,最後還有重點回顧補學生聽課遺漏。

 
 

 
   
 

綜合陳述:(就前面勾選結果提供簡短文字補充說明)

 

5-6核融合與恆星的演化:本次課程提供學生筆記的學習單為簡答題式的,並且在課程最後還有重點回顧,因此大部分學生的學習重點整理都相當不錯。

 

   

 

4.模組四:宇宙論

                                                                                                                                                                             

 

實施節次

 

課程名稱

 
 

教學目標

 
 

評鑑工具

 
 

學生表現

 
 

優良

 
 

普通

 
 

待改進

 
 

1-2

 

宇宙距離的測量

 
 

1.認識天文常見的距離單位:天文單位、光年、秒差距。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

認識各種天文距離單位的定義與適用範圍

 
 

 
   
 

2.知道何謂「視差法」。

 
 

2.實驗報告及數據資料處理

 
 

應用視差法計算帶測物的距離

 
 

 
   
 

1.學習單觀察記錄

 
 

了解視差法的原理

 
 

 
   
 

3.儀器操作能力

 
 

會使用特製的量角器

 
   

 
 
 

3.知道何謂「光度法」。

 
 

4.資訊應用軟體實作

 
 

會使用自由軟體Tracker

 
   

 
 
 

2.實驗報告及數據資料處理

 
 

應用Tracker驗證照度與距離平方成反比

 
   

 
 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

了解光度法的計算

 
 

 
   
 

3.儀器操作能力

 
 

會使用數位相機拍攝

 
   

 
 
 

4.知道何謂「光譜視差法」

 
 

4.資訊應用軟體實作

 
 

利用Excel計算距離模數公式

 
   

 
 
 

2.實驗報告及數據資料處理

 
 

由視星等與絕對星等計算恆星距離

 
 

 
   
 

1.學習單觀察記錄

 
 

了解距離模數公式與光譜種類的關係

 
 

 
   
 

5.認識各種宇宙距離測量方法的適用範圍。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
   

 
   
 

3

 

模擬天文台

 
 

1.知道操作望遠鏡進行觀測的流程與方法

 
 

4.儀器操作能力

 
 

會操作虛擬天文台軟體

 
 

 
   
 

2.會操作軟體並收集目標天體光譜

 
 

2.實驗報告及數據資料處理

 
 

學生完成學習單

 
   

 
 
 

3.會操作軟體並量測目標天體視星等值

 
 

2.實驗報告及數據資料處理

 
 

學生完成學習單

 
   

 
 
 

4

 

宇宙·Size

 
 

1.能解讀哈伯定律圖

 
 

7.學生答問或口語報告察

 
 

由同學進行口頭討論結果分享

 
   

 
 
 

5-6

 

現代宇宙論簡介

 
 

1.能閱讀英文科普文章,並理解其內容梗概。並能夠用繪圖的方式,表達自己對他人論及空間觀點後的理解。

 
 

2.實驗報告及數據資料處理

 
 

1.Different Views On Cosmology活動單:實作繪圖作品

 
 

 
   
 

2.能理解目標字彙,並回答相關問題。能掌握不同領域對同一議題認知上所產生的主要差異。

 
 

6.評量卷

 
 

2.Different Views On Cosmology活動單:配合題評量

 
 

 
   
 

3.能在課程之後,持平而嚴謹地修改自己的觀點。

 
 

1.學習單觀察記錄

 
 

3.『現代宇宙論簡介』學習單:第一部分的問答題

 
 

 
   
 

5.能藉由文章閱讀,增進對宇宙論的理解。明白科學家如何認定我們處在加速膨脹的宇宙。

 
 

1.學習單觀察記錄

 

6.評量卷

 
 

5.Different Views On Cosmology

 

甲、活動單:選擇題評量

 
   

 
 
 

綜合陳述:(就前面勾選結果提供簡短文字補充說明)

 

5-6現代宇宙論簡介_3.能在課程之後,持平而嚴謹地修改自己的觀點。以下為同學在學習單中的部分文字摘錄。

 

A組:了解宇宙理論的起源與變遷,每個有關宇宙狀態敘述的逐字增刪,都來自無數辛苦的科學家及研究人員處理龐雜數據。

 

B組:我們先前並不知道宇宙正在加速膨脹,現在知道這是觀察超新星發現的。

 

C組:了解哈伯定律,也知道宇宙加速膨脹的原理。

 

D組:知道宇宙在加速膨脹,原本僅知它是在膨脹。

 

E組:多知道一些科學家的理論,原本只覺得星星很美,原來背後有這麼深奧的學問。

 

F組:科學的發展很崎嶇,原來我們今日的理解是由過去的錯誤堆積來成。
G
組:了解亞里斯多德的宇宙觀很新鮮事,一直以為是和托勒密一樣(因為他們是師徒關係),後來明白他們倆者的看法是有所差異的。

 

H組:笛卡爾的觀點很少人提,有一堆漩渦卻不會相撞的是一種奇特的思考。

 

I組:愛因斯坦宇宙常數是為了要說明宇宙呈靜態穩定。

 

 

 

二、探究式教學與實作課程的評鑑

   

依據課程進行方式,就課程模組的「探究式教學」與「實作課程」,填寫評鑑查核,結果如下表:                                                                                                                                                                                

 

教案

 

大綱

 
 

實施

 

節次

 
 

課程

 

名稱

 
 

探究式教學

 
 

實作課程

 
 

1.學生從事科學性問題的探究

 
 

2.學生根據問題來蒐集有關的證據

 
 

3.學生由證據形成解釋

 
 

4.學生將解釋連結到科學知識

 
 

5.學生為他們的解釋做交流及辯護

 
 

學生操作儀器或資訊應用軟體進行實作課程

 
 

模組一

 

基礎

 

入門

 
 

1-2

 
 

探索光譜

 
 

2

 
 

4

 
 

3

 
 

3

 
 

2

 
 

4

 
 

3-4

 
 

色散與干涉

 
 

2

 
 

3

 
 

4

 
 

3

 
 

2

 
 

3

 
 

5-6

 
 

自製光譜儀

 
 

2

 
 

3

 
 

3

 
 

2

 
 

1

 
 

2

 
 

模組二

 

觀測

 

工具

 
 

1

 
 

多波段觀測的宇宙

 
 

2

 
 

2

 
 

4

 
 

3

 
 

3

 
 
 

2

 
 

Colors of Stars in the SDSS」活動

 
 

2

 
 

3

 
 

3

 
 

3

 
 

1

 
 

3

 
 

3

 
 

恆星的Color Index

 
 

1

 
 

3

 
 

3

 
 

3

 
 

1

 
 

3

 
 

4

 
 

Ds9軟體簡介

 
 

1

 
 

3

 
 

3

 
 

3

 
 

1

 
 

3

 
 

5

 
 

天文望遠鏡的觀測原理

 
 

1

 
 

1

 
 

1

 
 

2

 
 

1

 
 
 

6

 
 

天文觀測的限制

 
 

2

 
 

4

 
 

4

 
 

3

 
 

2

 
 

 
 

模組三

 

恆星形成演化

 
 

1-2

 
 

太陽光譜

 
 

2

 
 

3

 
 

3

 
 

3

 
 

3

 
 

3

 
 

3-4

 
 

星口普查-赫羅圖的繪製與分析

 
 

2

 
 

4

 
 

4

 
 

2

 
 

2

 
 

3

 
 

5-6

 
 

核融合與恆星的演化

 
 

2

 
 

1

 
 

4

 
 

3

 
 

2

 
 

 
 

模組四

 

宇宙論

 
 

1-2

 
 

距離的測量

 
 

2

 
 

3

 
 

3

 
 

2

 
 

1

 
 

2

 
 

3

 
 

模擬天文台

 
 

2

 
 

3

 
 

1

 
 

2

 
 

1

 
 

4

 
 

4

 
 

宇宙的全景

 
 

2

 
 

2

 
 

3

 
 

3

 
 

3

 
 

4

 
 

5-6

 
 

現代宇宙論簡介

 
 

1

 
 

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附註:「探究式教學」與「實作課程」的評鑑規準

                      

 基本特徵   

面向

 
             較多ßßßßß學生導向程度  àààààà較少 

較少ßßßßß教師或教材導向程度 àààààà較多

 
 

學生操作儀器或資訊應用軟體進行實作課程

 
 

Q提出問題與假設

 

A實驗與資料蒐集分析

 

I詮釋與解釋

 

R表達

 
 

學生設計或改變實作步驟,並完成實作課程及知識探究。

 
 

教師設計實作步驟,學生完成實作步驟及知識探究。

 
 

教師設計並操作實作步驟,學生能觀察並應證科學知識。

 
 

教師設計並操作實作步驟,學生完成觀察及記錄。

 
 

查核方式

 
   

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Comments  

 
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