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Mar.08.2024

用Vernier探索南極:物理教師之探險,啟發課堂科學

分類主題:研究報告適用範圍:

Grosvenor Teacher Fellowship (GTF) 是由國家地理學會和林布拉德探險公司提供的體驗式專業發展機會。這個計畫讓老師們到偏遠地區的探險,啟發他們去激勵學生。

當我得知我被選為2023年GTF團隊的一員時,我立刻開始思考在探險中如何收集資料。我被選中去南極,我知道這將是一個令人興奮的機會進行科學研究。作為一名物理老師,我有很多方法可以獲取我可以與學生一起使用的數據,我很快意識到我應該像我的學生一樣收集數據──使用Vernier感應器。

我聯繫了Vernier,並與他們的兩位科學家──Robyn和John Gastineau──取得聯繫,因為他們過去曾前往南極。我們透過Zoom線上會議,他們給了我許多關於我應該攜帶的感應器和使用方法的建議。最後,我帶了以下感應器:Go Direct®力和加速度Go Direct溫度Go Direct 3軸磁場Go Direct天氣系統感應器。除了Vernier感應器外,我還攜帶了一台熱相機和幾個宇宙射線探測器──這些足夠讓我在探險期間忙碌起來。

 

 

在我的探險中,我決心參與船上和岸上的所有機會,盡可能收集更多資料。早期,我們有機會在亞德麥爾蒂聲浪中划獨木舟。陽光明媚,水面呈現出美妙的藍色。一旦我們進入水中,我可以感覺到它的溫度接近冰點。水面上形成了薄薄的幾乎看不見的冰層,當我們的槳划過時,發出咯吱聲。這是檢測溫度並說明溶解鹽降低冰點的絕佳機會。水應該在0°C以下,但仍然是液體。

果然如預料,水溫只有寒冷的-1.2°C,這在不久後證明是相當重要的,因為我們有機會跳入南大洋中進行極地跳水。

沿途的幾個點,我拿出Go Direct天氣系統來監測當地狀況。在最初幾天,天空要麼陰沉,要麼陽光明媚,但在探險的第五天,事情變得更具南極特色。當我們訪問夏科港時,我們在這片冰封大陸上首次遭遇了持續的降雪。當我們登陸時,我注意到風比起我們其他登陸點要強,而且明顯更冷。我趁機收集了一些進一步的天氣資料。

John 和 Robyn 提出的一個建議是攜帶一個加速度計來測量船隻的搖晃。德雷克海峽是南美洲南端和南極半島之間著名的航線,被認為是世界上最波濤洶湧的海域之一。我們很幸運地過了一次相當平順的海上航行──只有3米高的浪,但我還是得到了一些有趣的加速度資料,可以在課堂上使用。我幾乎希望我們遇到更狂暴的海洋!

攜帶Vernier感應器給了我一個很好的方式,讓我把我的學生和我的南極探險連結在一起。透過使用他們在課堂上使用的同樣感應器,他們看到了他們在實驗室中所做的工作得到了驗證。我收集的資料將在未來數年的課程中使用,並希望能幫助學生看到他們可以在課堂之外進行科學的方式。

 


Joe Muise是加拿大不列顛哥倫比亞省本拿比的聖托馬斯摩爾學院的高中物理老師。他是2021年美國國家科學教師協會Vernier Software & Technology獎的獲獎者。有關他南極之旅的更多細節,請查閱他的部落格

Grosvenor教師獎學金是由國家地理學會和林布拉德探險公司合作提供的體驗式專業發展機會。通常於秋末開放申請,並在一月初截止。

 

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