食物發電
壹、活動目標 Goal
均衡飲食是健康教育中重要的一環，學校利用許多時間進行飲食金字塔的教學；而電池在學生的生活中也是不可或缺的，如手電筒、遙控器等，因此對電池並不陌生。然而食物竟然也能和電池產生連結，這可能是孩子料想不到的！
電池如何產生電力？為什麼某些類型的食物可以產生微量的電力？是本活動主要探討之學習內涵。
本活動希望先連結學生先備知識，引導學生理解電解質，如酸鹼水溶液的特性，以了解基本的發電原理。此外藉由生活中容易取得的物品，發現生活中有許多東西可以作為正負極，啟發小朋友的興趣與想像。
大概念 Big Idea
化學電池發電原理
核心問題(探究問題) Essential Question
※如何利用各類食物、筆芯/銅幣、迴紋針/鋁箔等易取得之物品讓裝置發亮(如電子小時鐘、發光二極體）？
教學對象
國小生 5-6年級
教學時間
80分鐘 （約2 節課）
作者(服務單位)
柯凱珮、沈敬堯
通訊作者e-mail
柯凱珮 chchch68@gmail.com
貳、課程綱要對照 Course Outline
※以十二年國教素養導向綱要呈現
【自然科-學習內容】
INa-Ⅲ-6能量可藉由電流傳遞、轉換而後為人類所應用。利用電池等設備可以儲存電能再轉換成其它能量。
【自然科-學習表現】
ti-Ⅲ-1
能運用好奇心察覺日常生活現象的規律性會因為某些改變而產生差異，並能依據已知的科學知識科學方法想像可能發生的事情，以察覺不同的方法，也常能做出不同的成品。
ai-Ⅲ-3
參與合作學習並與同儕有良好的互動經驗，享受學習科學的樂趣。
參、活動原理 Theory
一、學校課程裡指導學生健康飲食加上適當運動，對成長發育有正向的幫助。其中飲食方面，運用食物金字塔來了解如何攝取營養。因此本活動就依照金字塔這幾類重點食物，選擇以下食物來作為食物發電的來源。（以下供參考，可自行替換，如奇異果可換成柳丁，紅蘿蔔可換成番茄……）
【五穀根莖類】地瓜、馬鈴薯
【蔬果類】紅蘿蔔、奇異果
【蛋白質類】牛奶
【油鹽類】醬油
【圖一】
二、化學電池的基本要素：
（一）電解質（可溶於水的酸性、鹼性、鹽類物質）
（二）兩種活性不同的金屬
三、化學電池是利用兩種活性不同的金屬作為正極與負極，它們之間還需要電解質。當兩種不同的金屬碰觸到電解質，會形成氧化還原反應，產生電子的轉移。化學電池即是將化學能轉換成電能的一種裝置。
四、食物發電如右圖(以奇異果為例)
以銅幣為正極，鋁箔紙為負極，奇異果的汁液為電解質(酸性汁液)，汁液可用石蕊試紙
測試。
本活動實驗以生活中易取得的物質為正負極：
【正極】1元銅幣或筆芯
【負極】迴紋針或鋁箔紙
【圖二】
【圖一】
【圖二】
肆、活動材料 Material
器材
食物類(可視情形替換)：地瓜、柑橘、牛奶、醬油、紅蘿蔔、奇異果
器材類：1元銅幣、筆芯、迴紋針、鋁箔紙、電子小時鐘、發光二極體、水果刀、抹布、電線、膠帶、剪刀
【圖三】
藥品
無
【圖三】
伍、活動步驟 Step
第一部分
影片情境引導：自均一教育平台下載影片「伏打電池」，約2分36秒，講述1800年義大利人伏特製作伏打電池的過程，並根據影片內容提出問題，引發學生思考正、負極金屬與電解液的關係：
Q1：伏特利用何種物品作為正負極？
Q2：伏打電池的電解質溶液是哪一種液體？
第二部分
一、分組：視人數將全班學生分成4-5組，異質能力分組。
二、回顧健康課程裡飲食金字塔將食物分為「五穀根莖類」、「蔬菜水果類」、「奶蛋豆魚肉類」、「油脂糖鹽類」。由各組學生攜帶或由班費統一購買這四類型食物(以便宜、常見、易取得之食物為主)。
三、教師示範操作：
配合黑板上的電路圖，講解正極、負極與電解質三者
之間的關係(如【圖四】) 。
四、學生分組實作：(本活動不使用銅棒鋅棒，讓學生取用其他物質代替)
（一）各組鋪好報紙，組員依教師講解與黑板上的電
路圖，正確插上正負極金屬與電線。
確認正負極都接好之後，組長至講台前切開食物。
1.各組食物：奇異果、馬鈴薯、牛奶等。
2.正極金屬：一元銅幣或2B鉛筆筆芯；負極金屬：迴紋針或鋁箔紙。
3.發電物：電子小時鐘或發光二極體。
（二）各組同學依教師指示，分階段更換正負極與食物。如果小時鐘或二極體燈泡亮了，代表發電成功。
(提示：實驗時不可以偷吃果肉，因為金屬表面會被食物汁液溶出。)
【圖五】馬鈴薯(五穀類)
【圖六】牛奶(蛋白質類)
【圖七】柳丁(水果類)
第三部分
一、教師行間巡視，查看各組實驗的結果。若沒亮，協助檢查電線及正負極是否接好。
二、可使用石蕊試紙測試食物汁液的酸鹼性。
三、教師提出問題進行歸納與討論：
(問題1)說一說，你們選用的食物是什麼？為什麼電子小時鐘或發光二極體會發亮？
(問題2)簡要敘述食物電池產生電力的原理：並將電路圖畫下來。
請各組同學歸納師生討論後的答案，並將討論結果記錄在筆記本上。
【圖五】馬鈴薯(五穀類)
【圖六】牛奶(蛋白質類)
【圖七】柳丁(水果類)
教案學習單
（待調整）
1.電解質是指在溶液狀態中可以 的物質。
2.你們這一組所使用的正極（＋）物品為 ，負極（－）物品為
。
3.( )筆芯的成分除了黏土之外，主要成分為何？（1）石膏（2）石墨（3）滑石。
【答案】
1.導電 2.銅幣/2B筆芯，迴紋針/鋁箔 3.(2)
實作注意事項
實驗安全事項
一、 實驗時不可以偷吃果肉、不可以偷喝牛奶，因為金屬表面會被電解質汁液溶出，產生毒素。
二、 使用水果刀切開食物，務必要小心，建議由老師執刀或老師指定一位值得信任的學生來切食物，不可一組發一把刀子，太過危險。
實驗廢棄物處理
實驗過的食物不可再食用，請廚餘處置。
教學心得
一、 就教師觀察，操作過程中學生玩得不亦樂乎，也習得知識，雖然食物的發電量極小，但是小朋友可以知道，許多能源當初就是從沒人注意的物質中被發現的。因此人類發揮智慧，也許未來可以開發出更環保無汙染的發電方式。
二、 有些學生會主動提出要進行串聯發電，不同組別之間可以利用不同的食物進行串聯，
教師只要提供連接線給孩子，鼓勵學生延伸學習廣度。
三、 事前情境布置很重要：有些學生在課前觀看相關資料，會連結到四年級時的學習經驗(通路、斷路)，有時甚至會提出像電壓、 電流等自己不太理解的概念語詞，而教師就視情形加入概念解說，如時間允許的話，授課老師可使用三用電錶，實際測量電流與電壓。
參考資料
蕭俊傑(2017)。孩子的科學遊戲：53個在家就能玩的科學實驗全圖解。台北：電腦人文化。
山姆．巴爾等(2019)。小小科學人：100食物大發現。台北：小天下。
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：
紙卡：內容為「五穀根莖類」、「蔬果類」、「蛋白質類」、「油脂鹽類」共四張。
食物類(可視情形替換)：地瓜、柑橘、牛奶、醬油、紅蘿蔔、奇異果。
器材類：1元銅幣、筆芯、迴紋針、鋁箔、電子小時鐘、發光二極體、水果刀、抹布、電線、膠帶、剪刀。
3.張貼操作說明海報。
4.印製闖關卡：闖關卡為雙面，正面是闖關順序蓋章處，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：
1.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。
2.各組推派1位細心的同學負責切食物，或直接由老師指定。
貳、闖關之前
1.關主及學生就位，關主負責解說闖關步驟、說明器材，副關主則指導學
生進行操作。
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。
参、進入關卡
1.關主請小組列隊，小組向關主問好。
(1分鐘)2.關主介紹關名「食物發電」，利用海報說明操作過程。
(2分鐘)3.關主拿出紙卡讓組長抽籤，視抽出的紙卡內容，由關主拿取食物交由闖關學生進行發電實驗。
(2分鐘)4.副關主指導闖關學生組裝電路，連接好線路後，由關主監督切食物的過程。
5.進行測試，電子小時鐘亮了即過關。
(5分鐘)6.關主掌握時間及隨時給予指導，闖關結束，小組離開前往下一關。
肆、闖關結束
指導闖關學生書寫3題學習單問題。
預算表
每人次／每組的材料及預算（*以一組為單位）