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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:許善展
研究生(外文):San-Chan Hsu
論文名稱:國民小學自然與生活科技創新教學—使用邏輯閘學習簡單電路與邏輯概念
論文名稱(外文):Innovations in the Teaching of Science and Technology in Elementary SchoolCurriculum—Learning of Both Simple Electrical Circuits and Concepts of Logic through the Use of Logic Gates
指導教授:張自立博士
指導教授(外文):Advisor:Tzyh-Lee Chang, Ph. D.
口試委員:陳義勳洪茂盛
口試日期:2012-06-08
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北教育大學
系所名稱:自然科學教育學系碩士班
學門:教育學門
學類:普通科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:161
中文關鍵詞:正向閘模組、反向閘模組、太陽能板、風扇發電機、變速發電機
外文關鍵詞:FORWARD gate module, INVERSIVE gate module,solar energy board, electric fan generator rotation,variable speed rgenerator, electricity
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摘 要

本研究旨在發展邏輯閘實驗教學,以加深、加廣國小學生在電路方面的學習。研究者所設計出之電路教具模組包括正閘、及閘、或閘、反閘、反及閘、反或閘、電池、蜂鳴器、數位式邏輯閘、及結合型邏輯切換與多階段串接控制構造。目前此一實驗內涵尚未被國小自然與生活科技課程所涵蓋,而藉由本實驗可使國小學生對電路連接的瞭解更為深入,亦可使他們對邏輯相關概念獲得初步的理解。
本研究亦針對利用太陽能板、風扇發電機、及變速發電機對電池充電進行探究。充電電池為正向閘模組、反向閘模組、及輸出區各種特定功能電路元件組合之電源。其充電過程是藉由太陽能板經由太陽光照射使其由光能轉化為電能、藉由風扇發電機受風力轉動使其由動能轉化為電能、及變速發電機變速發電用以供應電源。太陽能板與風扇發電機所產生的電能係為綠色電能,用來供應充電電池,可以達到節能減碳之環保目的。

Innovations in the Teaching of Science and Technology in Elementary School Curriculum—Learning of Both Simple Electrical Circuits and Concepts of Logic through the Use of Logic Gates

ABSTRACT
The purpose of this study was on developing a logic gates experimental module for enhancing elementary school students the learning of electric circuits. The module includes a POSITIVE gate, an AND gate, an OR gate, a NOT gate, a NAND gate, a NOR gate, a battery, digital logic gate, a buzzer and a connected module with switch logical gates and multiple serial controller. So far, this experiment has not yet been included in elementary science and technology curriculum. Elementary school students may have a deeper and better understanding of electric circuits and gain preliminary concepts of logic through the logic gates experiments.
The exploration of this study could supply recharged battery with the energy sources that a solar energy board, an electric fan generator and a variable speed generator generated electricity. The recharged battery with the energy sources could be provided a FORWARD gate module, an INVERSIVE gate module, every specific function of electric circuit element combination at output. The processes were light switched into electric energy with solar energy board, kinetic energy into electrical energy with the electrical fan generator and electric energy for energy sources with the variable speed rotation generator. The solar energy board will supply power source with rechargeable battery and achieved the purpose of energy conservation and carbon decrease for our environmental protection.

目 錄
中文摘要----------------------------------------------------- i
英文摘要---------------------------------------------------- ii
目錄------------------------------------------------------- iii
表次--------------------------------------------------- vi
圖次------------------------------------------------ vii

第一章 緒論-------------------------------------------------1
第一節 研究背景與動機--------------------------------------1
第二節 研究目的與問題--------------------------------------4
第三節 解釋名詞--------------------------------------5
第四節 研究限制--------------------------------------6
第二章 文獻探討-------------------------------------------------7
第一節串並聯電路與綠色能源製作---------------------7
第二節 現行課程相關實驗儀器之改良--------------------------11
第三節 學生對電池(或燈泡)的串聯電路迷思--------------------14
第四節 學生對電池(或燈泡)的並聯電路迷思--------------------26
第五節 學生對學習邏輯概念的迷思--------------------------32
第六節 綠色能源探討----------------------------------------33
第三章 研究方法------------------------------------------------37
第一節 研究方法與流程--------------------------------------37
第二節 實驗策略--------------------------------------------40
第三節 邏輯閘模組操作--------------------------------------50
第四節 實驗分析------------------------------------------57
第四章 結果與討論------------------------------------------59
第一節 基本邏輯閘模組製作--------------------------------59
第二節 結合型邏輯閘切換與多階段串接控制實驗----------------65
第三節 數位式I C邏輯閘實驗--------------------------------74
第四節 變速發電機供應電實驗--------------------------------83
第五節 討論------------------------------------------------93
第六節 研究者的專業成長與收穫--------------------------99
第五章 結論與建議---------------------------------------------103
第一節 結論---------------------------------------------103
第二節 建議----------------------------------------------106
參考文獻------------------------------------------------115
中文部分------------------------------------------------115
英文部分------------------------------------------------118
附錄一:電路元件組合介紹---------------------------------------119
附錄二:綠色電能實驗心得---------------------------------------121
附錄三:師生討論記錄(太陽能板)--------------------------------123
附錄四:師生討論記錄(風扇發電)--------------------------------125
附錄五:電腦軟體動畫介紹與說明---------------------------------127

參考文獻

中文部分
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英文部分
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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