小一學童實作化學實驗—有趣的泡泡蟲 / 方慧娟

星期日 , 27, 十二月 2015 Leave a comment

小一學童實作化學實驗—有趣的泡泡蟲

方慧娟

臺北市私立再興小學教師

國立臺北教育大學自然科學教育學系在職碩士班
licalles@yahoo.com.tw

n  「泡泡蟲」的教學策略

小朋友最喜歡吹泡泡了,只要有機會吹泡泡,往往都愛不釋手。生活中,許多小朋友都有經驗,無論是洗手、洗澡或洗碗,偶爾無意間會搓出一些泡泡,好奇的寶寶就會嘗試玩出不同形式的泡泡,一頭栽入化學的實驗中……。藉由一年級上學期康軒版生活課「吹泡泡真有趣」單元,分組進行有趣的泡泡蟲遊戲,讓小朋友從中學習到如何利用家裡廚房、浴室常見的清潔劑製作出泡泡水和發現吹泡泡蟲的技巧。

本教學活動「有趣的泡泡蟲」,運用數學科學科技(Mathematics-Science-Technology, MST)教學策略,將數學、科學和科技的概念互相連結,希望透過吹「泡泡蟲」的活動設計,融入數學長度測量、比例等概念以及科學的溶解概念、空氣佔有空間、泡泡的表面張力等概念,學生從活動中發現問題,進而能統整所學的概念解決問題,以培養探索的精神,並提升其科技素養的能力

MST教學強調學科整合策略,意指科技學習能從與其他跨領域學科互動關係中,幫助學生了解科技的定位游光昭,1999)。科學需要科技的發展來測試並證明多項科學的定律、理論與原則;科技也需要科學來解釋自然世界的結構與現象;而數學則提供了科學與科技間的溝通橋樑。國外有許多專家學者提出運用數學、科學和科技統整的教學模式,來解決實際的問題(黃能堂、高長志,2004)。因此,自然科教師應善用教育科技和其他領域教學相結合,使教學更多元又有效能(李隆盛,1999)。

本教學活動希望透過MST教學策略,使學生在活動中統整所學的數學科學和科技之概念,從活動過程中,引導學生主動發現問題,小組合作解決問題,以培養主動探索精神

n  有趣的「泡泡蟲」吸引學童目光

首先,教師先在講台上放一個不透明的袋子,袋裡放滿了各式清潔劑、一瓶甘油和一瓶水,然後隨意拿出一瓶洗碗精,開始調配泡泡秘方,在桌上吹出一隻的泡泡蟲,隨即又拿出一瓶洗髮精,調配泡泡秘方,也在桌上吹出一隻的泡泡蟲,接下來陸續拿出不同的清潔劑,調配比例……,小朋友在老師吹出第一個泡泡,接著連成一隻的泡泡蟲時,驚呼聲連連,不約而同的拍手叫好,個個都躍躍欲試。再來,請小朋友回家準備可以製作泡泡蟲的原料,此原料必須是家裡現有的家用物品。隔天大家再一起來玩泡泡蟲遊戲。圖1為小朋友看到桌上的泡泡蟲都很奮。圖2為小朋友很興奮的展示他手中的泡泡蟲。

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1:小朋友看到桌上的泡泡蟲都很興奮

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2:小朋友很興奮的展示他手中的泡泡蟲

n  「泡泡蟲」的原理和概念

清潔劑和肥皂都是面活性劑,它們能使目標溶液表面張力顯著下降的物質,可降低兩種液體或液體固體間的表面張力。它長得長長的,一面喜歡水,稱為親水端;另一端喜歡油,稱為親油端3右的藍色球和棒所示,球的位置代表親水端,棒的位置代表親油端

把清潔劑或肥皂與水混合後,親水端的一面會溶在水中,親油端的一面則會全部聚集在水面上。當攪拌泡泡水時,把面活性劑和空氣同時送進水中。表面活性劑」的親油端會包住空氣,可愛的泡泡就形成囉,如圖3左所示!

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3:清潔劑或肥皂遇到水時,親水端會包圍住水,而形成薄膜(左);清潔劑分子的放大示意圖(右),藍色代表清潔劑分子,紫色代表很多聚集的水份子。

(圖片取自:科學遊戲實驗室,http://scigame.ntcu.edu.tw/bubble/bubble-001.html

 

氣佔有空間:把吸管插入泡泡中,慢慢吹氣,泡泡會愈來愈大泡泡的表面張力:是一種物理效應,使得液體表面總是獲得最小的、光滑的面積,就像是一層彈性的薄膜。原因是液體的表面總是試圖達到能量最低的狀態。在數學概念方面,長度測量量出吹好的泡泡之長度比例自製泡泡水,小組討論清潔劑甘油與水的最佳的比例並測試和實作

n  學生實驗的問題

1.        什麼原料可以吹泡泡?

2.        如何吹出大泡泡蟲?

3.        吹泡泡蟲的技巧?

4.        如何吹出很多的泡泡蟲?

5.        設計最佳造型的泡泡蟲。

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5:小朋友很興奮的在幫泡泡蟲做造型。

n  家用物品

每組自由準備:洗碗精、洗衣粉、洗髮精、洗手乳、沐浴乳、醬油、食鹽、方糖、食用醋、沙拉油

每組必備物品:甘油(500毫升) 1瓶/組〔購自化工行、小吸管 12支/組〔購自超市、大吸管 12支/組〔購自超市〕、透明塑膠杯(200毫升) 10個/組〔購自超市〕、小量杯(20 毫升) 4個/組〔購自五金行〕

n  實驗過程

一、  找出什麼原料可以吹泡泡蟲?

1.        將洗碗精、洗衣粉、洗髮精、洗手乳、沐浴乳、醬油、鹽、糖、醋、甘油、沙拉油等不同的原料加入50毫升的水,配製成溶液。

2.        用吸管沾不同的溶液,看看什麼原料可以吹出泡泡蟲。

3.        1為學生實驗的結果。

1:不同原料吹泡泡蟲實驗結果

原料

洗碗精溶液

洗衣粉溶液

洗髮精溶液

洗手乳溶液

醬油

鹽水

糖水

甘油

沙拉油

能吹出泡泡蟲

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不能吹出泡泡蟲

 

 

 

 

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6:泡泡水都被小朋友倒光了

二、  如何吹出大泡泡蟲?

1.        小朋友先吹了一個泡泡蟲在桌面上後。

2.        大家再一起將吸管插入泡泡裡,慢慢吹氣,泡泡蟲就會愈來愈大。

三、  吹泡泡蟲的技巧?

1.        桌面上,可以先潑一些泡泡水。

2.        慢慢吹氣。

3.        吸管向下吹氣。(如圖7所示)

4.        先吹一個泡泡,再接龍吹第二個、第三個……

5.        利用洗髮精調製的泡泡水更容易吹。

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7:吹泡泡要吸管向下慢慢吹氣。

四、  如何吹出很多的泡泡蟲?

1.      大家同心協力一起吹。

2.      一次用多支吸管吹。

3.      稍微用點力吹,可以一次吹出又小又多的泡泡,反之,慢慢吹氣,可以吹出一個大的泡泡。

五、  設計最佳造型的泡泡蟲

1.      學生們運用自己的想像力和創造力去創作出屬於自己的泡泡蟲。

2.      剛開始大多數的學生都以誰吹的泡泡蟲最大為主,大家都想吹得比同學還大,於是紛紛拿尺出來量誰吹的泡泡蟲最大

3.      但是,直到有一位學生無意間吹出泡中泡後,大家驚呼連連,原來不只可以比誰吹得最大,還可以比誰吹的造型最引人注目,於是除了泡中泡外,也出現了泡泡疊羅漢……等各式造型。

4.      學生們分別創作出不同造型的泡泡蟲。

n  教學困難與解決方法

一、高估了一年級小朋友的能力:原本設定的教學內容是想要讓小朋友分組去調配各式原料最適合吹泡泡的比例,但實際操作起來,發現似乎高估了他們的能力,因為一年級大部分的小朋友時,仍需老師協助倒藥水。所以,清潔劑:水:甘油 = 162的黃金比例,要讓小朋友去倒,實在是有點困難,更何況是還要測試各式比例。

解決方法每組準備3個量杯利用簡單的語言,教導學生比例的概念讓學生多次嘗試倒出準確刻度的容液

二、時間不足:原本設定該活動為二節課,但實際操作起來真的很趕。

解決方法:向科任老師借了半節課收拾整理桌面。

三、不夠細心:少部分小朋友不夠細心,打翻泡泡水,老師一邊教學,行間巡視,還要一邊忙著指揮小朋友,清理打翻的泡泡水。

解決方法:請打翻泡泡水組別的全部組員一起分工協助清理,清理好,才能繼續吹泡泡。

四、學生不會吹泡泡:班上有兩位小朋友向老師反應不會吹泡泡,天啊!教書這麼多年,還第一次聽到小朋友不會吹泡泡(如圖8所示),而且還有兩個。

解決方法:指導學生吹泡泡的技巧,吸管朝下,要有耐心,慢慢吹氣。但他們還是學不會,最後,請他們把吸管插入同學吹好的泡泡裡,再吹氣,即可愈吹愈大,後來,倆人都抓到了吹泡泡的技巧了。

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8:不會吹泡泡的小男生,要加入吹泡泡的行列

n  教師的教學觀察

1.        學生有快樂的笑容和躍躍欲試的心情。

2.        當第一個學生快速(其實應該是偷跑)吹出第一隻泡泡蟲時,全班投以羨慕的眼光。

3.        很有科學家的精神,拼命的研究不同的玩法,其中有一組,先在空氣中吹,吹好再將兩個泡泡碰撞在一起,他們發現泡泡在空氣中碰撞可以合而為一,但在桌上碰撞就無法合而為一。

4.        泡泡裡還可以吹泡泡,變成泡中泡。

5.        吹泡中泡時,原來那顆泡泡並不會變大。

6.        桌墊上潑一些泡泡水,會比較好吹。

7.        把手沾滿泡泡水,也可以把手充當成吸管。

8.        使用洗髮精調製的泡泡水更容易吹。

9.        非清潔劑類的溶液,不易吹出泡泡,清潔劑類的溶液,可以吹出泡泡。

n  學生的學習回饋

1.        我好喜歡吹泡泡,吹泡泡好好玩

2.        我今天吹的最快吹泡泡蟲第一名,大家都覺得我很厲害,我好有成就感喔!

3.        我和同學一起玩吹泡泡,我們的泡泡在空氣中撞在一起後,它居然成一顆了所以,我們很好奇,再吹兩個泡泡,讓它們在桌上碰撞,但試了很多次,始終無法合而為一。

4.        原來把吸管插的肚子吹氣,還可以在泡泡裡出小泡泡,變成泡中泡。

5.        吹泡中泡時,不管吹多用力,外面那顆泡泡不會變大

6.        我不小心打翻了泡泡水,後來發現原來桌墊上一些泡泡水,好吹。

7.        我會變魔術,手沾滿泡泡水,互相搓揉,不用吸管,也可以吹出泡泡

8.        所有的清潔劑中,洗髮精的泡泡水容易吹。

9.        泡泡裡面裝有空氣。

n  教學心得

小朋友喜歡玩勝過於上課,因此本活動營造開放的空間,讓學生覺得他們是在玩泡泡,而不是老師在教他們吹泡泡。玩的過程中,他們會主動觀看其他同學吹的泡泡蟲,會去模仿、創造,若遇到了問題,也會請老師指導他解決的方法,這是,主動學習的開始,同時也在他們心中埋下一顆小小的化學種子,期待他們萌芽,茁壯。

n  教學省思

這次的「泡泡蟲」實驗,雖然小朋友玩得很開心,但仍有許多不足之處待改善,可做為下次教學的參考。

一、該活動設計的教學目標是讓小朋友實驗「調配泡泡水」之最佳比例,由於教學之中陸續有小朋友打翻甘油、水、清潔劑,有小朋友不會控制倒原料的手感,以致將原料倒到滿出來了。

省思:教師可以事先準備數個按壓式空瓶,將這些原料倒入按壓式空瓶中,請小朋友以按壓的方式,來代替傾倒的方式,並以按幾下來代替比例,這樣就能克服以上的困難。

二、本教學活動只讓小朋友設計泡泡蟲的造型,似乎還不夠,為了滿足小朋友想贏的心,還可以再設計泡泡蟲比大小的活動。

省思:本活動除了讓小朋友去設計泡泡蟲的造型外,還可以讓小朋友比大小,如何測得大小呢?可以在桌墊下放百格紙,小朋友可以去數泡泡蟲的面積,來判斷泡泡蟲的大小。

n  致謝

本文為國立臺北教育大學自然科學教育學系在職碩士班103年度第一學期化學特論(一)課程之期末作業改寫投稿,感謝授課教師周金城老師對本文的修正和班上同學的有用建議。

n  參考文獻

1.        朱耀明、莊淑芬(2009)。MST教學策略在科技教育之應用以「有趣的吹泡泡遊戲」教學活動為例。生活科技教育月刊,422),61-77

2.        李湘雯、姜秀潔、連瑞琦、陳美惠、楊匯山、鄔時雯等人(2013)。國小生活教師手冊第一冊。臺北市:康軒文教事業。

3.        李隆盛(1999),科技與職業教育的展望。台北:師大書苑。

4.        游光昭(1999)。從自然與生活科技領域看協同教學。生活科技教育月刊,3210),1

5.        黃能堂、高長志(2004)。MST教學模式運用在國中生活科技課程中之研究。生活科技教育月刊,376),60-67

6.        泡泡是什麼,科學遊戲實驗室,http://scigame.ntcu.edu.tw/bubble/bubble-001.html

7.        表面活性劑,維基百科,https://zh.wikipedia.org/wiki/表面活性劑

8.        表面張力,維基百科,https://zh.wikipedia.org/wiki/表面張力

9.          清潔劑,維基百科,https://zh.wikipedia.org/wiki/清潔劑

10.    溶解,維基百科,https://zh.wikipedia.org/wiki/溶解

 

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