類比教學－熱的類比

溫度這個章節的概念對學生而言應該算是不困難的，最困難的概念非「比熱」莫屬了，若是學生數學能力不錯，大概將公式背下來就可以解題，然而是不是真正了解概念就不可知了。而自己開始教學之後，才發現原來自己以前並不是真的了解比熱，而且從「比熱」的英文Specific heat capacity(特定的熱容量)才更理解原來比熱是指單位質量物質要上升溫度時所需要的熱量。不過也因為自我發現的過程，想到一個自己覺得很有趣的類比，用RPG遊戲的設計來類比熱的概念。


　　一般的RPG遊戲都會有各種的職業角色，這些人物要獲得經驗值才能升級，而每一種職業升級所需要的經驗值會不相同，就好比是物質要獲得熱量才能升溫，而不同物質要上升溫度所需要的熱量不同，這就比熱的概念了！
　　從這樣的類比中，發現熱量計算的公式也可以被推導出來，假設「1個戰士要升1級需要10的經驗值，1個法師要升1級需要20的經驗值，則1個戰士升2級需要多少經驗值？」，如果學生可以順利算出答案，就可以類推至「若1公克水上升1度需要1卡，1公克物質Ａ上升1度需要2卡，則1公克水上升2度需要多少熱量？」透過類比推理出熱量計算的公式，在角色升級的計算中「角色數量*角色升1級所需要的經驗值*上升的級數=經驗值」，類推至「質量*比熱*上升溫度=熱量」。
　　不只熱量的計算公式可以類推，熱傳遞的方式也可以進行類比。熱傳遞的方式分成熱傳導、熱對流以及熱輻射三種，熱傳導是兩個物質接觸時發生熱量傳遞，熱對流是物質流動時發生熱量傳遞，熱輻射則是不透過介質發生熱量傳遞。遊戲設計讓兩個角色可以分享經驗值，然而只能等級高的角色給等級低的角色，若「兩個角色當面分享經驗值」對應的就是「熱傳導」；若「角色移動過去分享經驗值」對應的就是「熱對流」；若「角色丟出經驗值另外一個角色」對應的就是「熱輻射」。不過這樣的類比中，沒有適合解釋冷熱對流發生的原因。
　　除了熱量公式和熱傳遞的方式可以類比之外，物質的三態變化也可以進行類比，然而這個類比不能解釋「物質三態的粒子觀」，以及不能解釋「溫度無法解釋物質的能量多寡」等概念。

熱的概念

類比物	目標物
經驗	熱能
經驗值	____________
角色	物質
角色數量	____________
等級	溫度
是否容易升級	____________

熱量的計算

類比物	目標物
1個戰士要升1級需要10的經驗值 1個法師要升1級需要20的經驗值	若1公克水上升1度需要1卡 若1公克物質Ａ上升1度需要2卡
有1個戰士升2級需要多少經驗值？ ________________________________________	1公克水上升2度需要多少熱量？ ________________________________________
有2個法師升3級需要多少經驗值？ ________________________________________	2公克物質A上升3度需要多少熱量？ ________________________________________
該怎麼計算？ ________________________________________	熱量公式： ________________________________________
哪種職業比較容易升級？戰士和法師升1級所需要的經驗值差幾倍？ ________________________________________	哪種物質比較容易上升溫度？兩者上升1度所需要的熱量差幾倍？ ________________________________________

熱傳遞的方式

類比物	目標物
兩個人物可以交換經驗值。	____________。
兩個人物雖然可以交換經驗值，但是不能等級低的交給等級高的人物，所以最終兩個人物等級相同。	熱可以傳遞，但是從溫度高的傳給溫度低的，最後兩個物質溫度相同。(____________)
兩個人物間當面交換經驗值，等級高的給等級低的人物。	____________。兩物質接觸時傳遞熱能。
人物跑過去將經驗值給另外一個人。	____________。物質間移動時傳遞熱能。
人物丟出經驗值給另外一個人。	____________。不透過介質(物質)直接傳遞熱能。