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當國防戰機遇上物理微波

國立興大附中周昇鴻教官 04/10/2019 395 點閱

       106年度首次與本校物理科黃詩翔老師攜手合作參與科展,以「探究匿蹤戰機模型的微波反射」這個跨領域題目得到了臺中市中小學科展物理組第三名的佳績,對辛苦耕耘國防教育的我是莫大的鼓勵。108課綱強調素養的教學,即是以打破傳統學科疆界的跨領域學習並強調應用為目標,培養孩子因應全球化的能力。擔任全民國防教育學科中心種子教官的我,同時也扮演兩個孩子的父親,對於新課綱的教學理念非常認同。這股強大的內在動機帶著我自發地往跨領域教學以及引導學生探究學習的方向前進,不但能在教官角色上提高工作成就,也能將帶領學生探究過程經驗運用在自己的孩子身上,讓下一代具備因應社會快速變遷的能力。

與本校物理科黃詩翔老師攜手合作

      「教官也帶科展?」這是很多老師及學生常有的問題。在專題討論室的小組會議中,穿著軍服的教官在各類組參賽的師生群體裡格外顯眼。「沒錯!因應新課綱所強調的跨領域授課概念,讓國防有了與其他科目連結的機會,藉此打開全民國防教育的大門,讓大家更認識國防。」這是我始終如一的回答。其實國防這個科目無論是與社會學科或自然學科都是很容易進行結合的,例如國防科技就是與自然科息息相關,許多武器原理都是以物理為基礎概念進行設計,比如說拋物線與砲彈、電磁脈衝彈與電磁原理等;而社會科所介紹的臺灣戰史、國家認同等也是與國防相關的主題。

       此次的科展以自身理工背景,與物理科黃老師進行合作,以物理實驗室的微波量測儀器對匿蹤戰機的教具模型進行微波反射的數值量測。實施步驟如下:

第一階段:先測量各種材質對微波反射強度,以木板、紙板、塑膠及金屬鋁板等不同材質進行測試,了解到金屬鋁板、鋁箔

                 等金屬材質最容易反射微波。

第二階段:利用鋁箔紙包覆各種受測物體,菱形、四方形、圓弧形……等來驗證匿蹤戰機的各部位外型是否能有效降低微波

                 接收數值。實驗結果得知:匿蹤戰機機頭形狀、機翼形狀、進氣口形狀、機身與機翼的夾角……等,其原理皆以

                 鈍角及平面來進行設計,有效讓微波反射至其他地方,如此在雷達上便無法接收反射波,達到不被偵測的效

                果。

第三階段:將匿蹤戰機與傳統戰機合金模型進行機身整體微波數值的測量比較,驗證了匿蹤戰機的平行及鈍角設計確實比傳

                 統戰機複雜的多邊形與圓弧外型得到更佳的匿蹤效果。這實驗驗證物理學所提到的電磁波對金屬物體會產生反

                 射,入射角等於反射角等理論,同時也說明了現代武器的設計與物理原理是脫離不了關係的。

帶領學生進行實驗研究

       在跨科的合作下,無論是指導老師或是參賽同學皆得到無比的成就感。深深感受教師須以學生感興趣的題目進行引導,同時動手做實驗讓學生發現問題、尋找解答,透過探究與實作的過程培養學生「系統思考與解決問題能力」,讓知識轉化為帶著走的能力,並建立終身學習的核心素養。經過此次的科展經驗,未來希望能朝向專題導向的教學邁進。把國防與其他科目連結來創造國防教學的價值,使國防這個科目不再是傳統科版印象中的枯燥乏味。僅以此歷程分享,希望能激盪起教官與教師們的教學動機,為下一代的教育盡一份心力。

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