夢幻彩色食鹽水
壹、活動目標 Goal
學生能調製出不同密度(比重)的彩色食鹽水,並且利用滴管堆疊出夢幻的色彩。透過親手操作,學生能察覺實驗的操作變因為「鹽巴分量的多寡」,其餘如溫度、氣壓、水量、水質等皆為控制變因,經由此過程,了解相關的科學原理。
大概念 Big Idea
無
核心問題(探究問題) Essential Question
無
教學對象
國小生6年級
教學時間
80分鐘/2節課
作者(服務單位)
柯凱珮(花蓮縣北埔國民小學)
通訊作者e-mail
chchch68@gmail.com
貳、課程綱要對照 Course Outline
(這是素養的?)
【自然與生活科技】1-3-1-1能依規劃的實驗步驟來執行操作。
【自然與生活科技】1-3-3-1實驗時,確認相關的變因,做操控運作。
【自然與生活科技】1-3-3-2由主變數與應變數,找出相關關係。
【自然與生活科技】2-3-1-1提出問題、研商處理問題的策略、學習操控變因、觀察事象的變化並推測可能的因果關係。學習資料整理、設計表格、圖表來表示資料。學習由變量與應變量之間相應的情形,提出假設或做出合理的解釋。
【自然與生活科技】3-3-0-1能由科學性的探究活動中,瞭解科學知識是經過考驗的。
【自然與生活科技】5-3-1-3相信現象的變化有其原因,要獲得什麼結果,須營造什麼變因。
參、活動原理 Theory
許多孩子在電視節目上看過「死海漂浮」的神奇景象,其原理在於液體的密度,這也是海水與生活中使用的淡水最明顯的差異,我們運用不同顏色來呈現出不同密度食鹽水之間的界線,且本實驗器材易取得,操縱變因容易理解,很適合六年級小朋友動手實驗。
【原理介紹】
一、以【圖一】為例,最底層的綠色密度最大,鹽巴的分量最多;越上層的顏色,密度越小,鹽巴的分量就越少:
0-紫(沒有鹽巴,密度最小)
1-紅
2-白
3-淺藍
4-橘
5-綠(5匙鹽巴,密度最大)
二、物體的密度與沉浮的關係:若物體密度大於液體密度,則物體必沉於液面下;若物體的密度小於液體密度,則物體浮於液面。
【圖一】
肆、活動材料 Material
器材
滴管、試管、鹽巴、水彩、塑膠量杯、塑膠小湯匙、攪拌棒
藥品
無
伍、活動步驟 Step
第一部分
1. 以死海漂浮的照片作為本課程的開場,引起學生的好奇心與學習動機。
介紹本次實驗的目的與使用器材。
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第二部分
1. 準備6個塑膠量杯,均裝入200毫升的水,杯子寫上編號0、1、2、3、4、5,分別代表「沒有鹽巴」、「1匙鹽巴」、「2匙鹽巴」、「3匙鹽巴」、「4匙鹽巴」和「5匙鹽巴」。
2. 各組指派一位學生依編號加入鹽巴,教師強調每一匙均為「平匙」。
3. 其餘同學利用攪拌棒均勻攪拌至鹽巴溶解。
學生選擇6種顏色將食鹽水進行染色。
【圖二】
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第三部分
1.教師示範彩色食鹽水堆疊:使用滴管吸取鹽水,鹽水緩緩沿著管壁流入試管,建議學生先堆疊兩色(例如:5→1),比較容易成功,再練習四色(例如:5→3→1→0)或更多。
2.學生分組練習,教師強調此實驗需有耐心及穩定的手。
3.學生成功堆疊後,拿著成品找老師拍照。
【圖三】
【圖二】
【圖三】
教案學習單
(待調整)
1. 越底層的鹽水密度越( ),越上層的鹽水密度越( )。
2. 請問本實驗的操作變因是什麼?
3. 為什麼要將不同密度的食鹽水染色?
彩色食鹽水的成功因素(操作變因)是甚麼?
A. 水的溫度
B. 加入鹽巴的分量
C. 鹽巴的品牌
D. 顏色的種類
答:B
(待調整)
實作注意事項
實驗安全事項
清洗試管時不要用力甩水,以免摔破試管割傷手。
實驗廢棄物處理
請學生將染色後的鹽水倒掉。
教學心得
筆者這幾年來教導六年級學生進行本項實驗已經有13次的經驗,確認在兩節課之內可以完成教學,並且學生在鹽水調製正確的情形下可以成功地堆疊出6層彩色食鹽水。
筆者在講解原理與示範過後,就立即將學生分組進行實驗,小朋友從最簡單的兩層顏色開始堆疊,慢慢進入較高難度的六色堆疊,學生們從中會發現此實驗成功的祕訣是「正確無誤的鹽水比例」和「一雙穩定的手」,因此當小朋友在滴入鹽水時,是相當專心與安靜的。
這是一項安全而有趣的實驗,學生在實驗過程中除了獲得成就感,也理解了密度的基本原理。當然,實驗後最重要的是歸納與統整,老師請學生說明原理,從材料取得、操作細節、過程中所遇到的困難等來歸納,請學生做筆記或延伸想像寫下心得。
參考資料
王美芬、熊召弟(1998)。國民小學自然科教材教法。台北:心理出版社。
生態奈米與環境工作坊(2016, January, 4)。全民x仿生x環境。取自
闖關活動(十分鐘)
壹、準備活動
★教師準備:
1.闖關地點預先放置長桌子。
2.準備材料:滴管、試管、鹽巴、水彩、塑膠量杯、塑膠小湯匙、攪拌棒、
水桶。
3.張貼實驗說明海報。
4.印製闖關卡:闖關卡為雙面,正面是闖關順序蓋印章處,背面則是學習單。闖關卡請用較厚的紙張印製。
5.準備過關印章。
★學生準備:
異質分組,每一組約4人。教師在闖關前先發下闖關卡交由組長保管。
貳、闖關之前
1.關主(2-3人)及學生就位,關主負責解說實驗步驟與示範,副關主指
導學生操作與判斷是否過關。
2.宣導學生不要在場內奔跑,闖關時需站立於長桌外側面向關主。
3.關主先在桌上擺好六杯200毫升的水(編號0、1、2、3、4、5),並將
顏料的蓋子打開。
4.水桶擺放在地上。
参、進入關卡
1.關主請小組列隊,小組向關主問好。
2.關主介紹關名,利用海報說明食鹽水堆疊的原理。
3.關主利用海報說明彩色食鹽水堆疊的步驟:關主可指定某位小組成員加鹽巴或攪拌至溶解。
4.小組學生實作(每位學生皆發一支滴管及試管,進行堆疊),關主掌握時
間及隨時給予指導。
(實際闖關的設計不必讓學生堆疊6色,可由關主決定堆疊3色或4色即可過關!)
1. 闖關結束,將鹽水倒入水桶。
2. 小組離開前往下一關。
伍、闖關結束
1.書寫三題學習單問題。
2.收回闖關卡。
預算表
每人次/每組的材料及預算(*以一組為單位)
項目.材料 / 數量/金額 (元)
1.鹽巴/2包(全部闖關學生輪流共用)/36
2.滴管/4支(全部闖關學生輪流共用)/12
3.試管/4支(全部闖關學生輪流共用)/40
4.廣告顏料/6小瓶(全部闖關學生輪流共用)/150
5.攪拌棒竹筷子/自備
總計 / 每人次(或每組)/若以100位闖關學生來計算,每人23.8元。
*滴管、試管與鹽巴為常見的自然科教具,學校可準備,可再降低成本。