[段落一] 乾冰體驗

1. 展示手上的保麗龍盒,說明裡面放有乾冰。(因為有小孩上課前先偷看破梗了,要不然我想說讓他們聽搖晃的聲音以及摸盒子的溫度來猜猜看。)

2. 詢問學生:有聽過乾冰嗎?知道乾冰常用在哪裡嗎?乾冰的成分是什麼呢?介紹乾冰其實是固態的二氧化碳。接著說明我們將用乾冰玩三個小活動。

3. 可以參考影片<躺著玩坐著玩趴著玩,還是乾冰好玩>,或是老師直接進行活動。

4. 活動一:空杯滅火術。一人發一個空杯、一小塊乾冰、裡面裝一些溫水,此時杯中會產生大量的白煙。請學生輕輕將杯口往點火的蠟燭傾斜,會觀察到蠟燭的燭火熄滅。

5. 請學生描述一次空杯滅火術的流程與現象,並嘗試說明從實驗中可以觀察到乾冰(或二氧化碳)具有什麼特性?學生說:二氧化碳不助燃。

6. 活動二:飄浮泡泡。各桌放一個深盆子,裡面放入乾冰與一些溫水,製造煙霧。學生往盆中吹入泡泡,會發現泡泡可以浮在白煙上,不會落下。從這個活動中討論出二氧化碳比空氣還要重,所以空氣泡泡可以浮在二氧化碳上方。

7. (番外篇)乾冰泡泡。因為活動二給的乾冰太多了,就順勢將剩餘的泡泡水直接加入盆中,此時會看到盆中冒出白色的泡泡,搓破泡泡時,二氧化碳會冒出來,很療癒。

8. 活動三:乾冰鬧鐘。發給每人一塊乾冰,並將鐵湯匙放上去,會聽到「喀喀喀喀」的聲音;將木頭湯匙放在乾冰上,卻不會發出聲音。

9. 因為前一個體驗,有些人沒有成功產生聲音,我再發下一人一塊錢,說明將錢幣卡在哇有槽溝的乾冰中,也會有相同的效果,請大家嘗試做出「乾冰鬧鐘」。

10. 完成後,一同討論為什麼乾冰鬧鐘可以製造出聲音?有學生說因為硬幣在震動,我追問,為什麼硬幣會震動,她猜跟乾冰的氣體有關,我說是,但只有乾冰的氣體就有效果嗎?有人又說可能與硬幣的熱有關,我說沒錯,但還不完整。有學生提問木頭湯匙也感覺溫溫的(相對於乾冰),為什麼就沒效果?有人很聰明地想到可能是鐵湯匙傳導熱的效果比木頭好,我說對,但有沒有人能把所有線索串連起來,給我一個完整的答覆?

11. 最後有學生說出(我稍微優化):因為硬幣是金屬做的,導熱的效果好。硬幣的熱給溝槽一邊的乾冰時,乾冰就產生出氣體(二氧化碳),把硬幣推到溝槽另一側,另一側也發生了相同的現象,把硬幣又推到另一側,如此擺動產生聲音。

12. 拉回乾冰的性質,整理出乾冰容易遇熱汽化成二氧化碳。

                                     圖、進行「空杯滅火」活動。

                                             圖、飄浮泡泡活動。

                                            圖、乾冰泡泡活動。

                                   圖、乾冰泡泡撈起來也很好玩。

                                             圖、乾冰鬧鐘活動。

         圖、整理各個乾冰活動凸顯出乾冰(或二氧化碳)的哪些特性?


[段落二] 最小粒子

1. 重新回顧剛剛的乾冰活動中觀察到的幾個現象:乾冰冒白煙、乾冰會越來越小...簡單介紹白煙其實不是二氧化碳,而是水氣遇冷凝結形成的超小水滴(這裡要認真講水的變化會花時間,所以我只簡單敘述過去,然後強調二氧化碳氣體是無色無味的)。接下來討論乾冰為什麼會變小?學生說乾冰變成二氧化碳了。那二氧化碳跑去哪了?學生說與空氣混合了。

2. 拆解上述兩個步驟來討論。先給學生一人一個透明氣球,裡面裝入一小塊乾冰後綁緊,會發現氣球漸漸膨脹。討論為什麼氣球膨脹了?學生說裡面產生了二氧化碳。繼續引導,並結合之前討論過的「質量守恆」概念,膨脹後的氣球看起來要變種,但實際上不會,是因為這個系統裡的物質並沒有改變,只是固態的乾冰變成氣態的二氧化碳。

3. 針對剛鋼提到的「混合」繼續追問:剛剛說二氧化碳跟空氣混合了,可是乾冰本來就是二氧化碳組成的,乾冰能與空氣混合嗎?或是兩塊乾冰可以混合均勻嗎?學生回答不行。問:要如何做才能讓兩塊乾冰混合均勻?有學生說要讓乾冰變得很小。

4. 展示兩塊不同口味餅乾(學生表示異常激動),問兩塊餅乾放在一起可以混合成新口味嗎?學生說得把餅乾敲碎。我問:要敲成多碎?

5. (瘋狂時間)給予學生一人一個小夾鏈袋,以及兩種口味的餅乾,請學生想辦法將兩種餅乾混合均勻。學生都極盡所能的壓碎袋中的餅乾(同時也肖想著要吃它XD)。

6. 再回到剛剛的問題:乾冰要變多小才能混合?餅乾要碎成多小才能混合?學生從「很小」、「非常小」這些詞彙變成「比原來小百分之一」、「比原來小千分之一」這樣有數字的答案。但學生屆討論知道了,物質要切割成非常非常小,才能非常均勻的混合。

                                     圖、放有乾冰的氣球膨脹了!

                                  圖、兩塊餅乾要如何混合均勻?

                                         圖、學生混合的結果。


[段落三] 原子說

1. 回顧元素的概念,當初提到元素是構成物質的最小單位。可是元素在現實中,也常以巨觀可見的物質型態存在。例如一塊碳是一種元素,但是把碳切成更小會是什麼?

2. 以剛剛的餅乾實驗做比喻,一塊起司口味的餅乾若是一種元素,那麼組成這塊起司口味餅乾的東西應該是很小很小的起司粒子。

3. 請學生想想看這個小小粒子可能長什麼樣子呢?以氣球裡的乾冰為例,讓學生畫畫看氣球裡面的「乾冰粒子」或是「二氧化碳粒子」會長什麼樣子呢?有些人畫出線條(通常表示流體的畫法?)、多數人則是畫成一顆顆像沙一般的顆粒。

4. 說明這些一個個構成元素的顆粒,我們稱之為「原子」。

5. 播放影片<原子說>,歸納道耳吞的原子理論。知道有不同種類原子的存在,他們分別構成不同的元素。

6. 最後複習一次上週學到的元素週期表,說明當時利用元素的重量與元素的特性做排列,但實際上那個重量其實是「原子量」。

                       圖、學生在筆記本上畫出乾冰消失後的樣子。

                                     圖、道耳吞原子說內容整理。


#大反思

1. 這次的進行流程我自己還算喜歡,先藉由科學實驗或活動啟發感官,再往現象裡鑽、詢問「為什麼是這樣?」、最後帶到一個科學觀念。想起以前在學校帶科學社團時,常常只提在活動,但都沒有趁機往現象裡去探索,所以學生雖然有提升學習動機,但是能力的部分,我沒有太多著墨。這種先實作再探索的形式,可以的話以連續兩節到三節的方式進行,應能較完整的體驗整個科學研究過程。

2. 另外很喜歡的橋段是討論「乾冰鬧鐘為什麼會叫?」,我覺得自己有成功的將學生各種回答做串連,引導出學生能自己完整地說出乾冰鬧鐘的運作原理。

3. 在討論原子觀念時,餅乾活動的吸睛效果滿不錯的,學生很享受壓碎餅乾的過程,也可以很具象的觀察到物質變小的過程。只是最後壓碎的結果學生還是很想吃,讓我無言啊!XD(是有多餓!?)

4. 下一個單元理論上會接「分子說」,但是因為分子的觀念真的難很多,我應該會先跳過這部分。但就本週這單元,我覺得若國小老師想先幫學生建立「小粒子」的概念的話,乾冰或餅乾活動應該都不錯,在六年級介紹大氣的水的變化時,「水蒸氣」與「小水滴」應該比較容易分辨?