化學教室活動:透過密室逃脫遊戲精熟學習常見的化學元素 / 顧展兆

星期二 , 8, 五月 2018 Leave a comment

化學教室活動:
透過密室逃脫遊戲精熟學習常見的化學元素

顧展兆

宜蘭縣立國華國民中學
a890015@gmail.com

n  前言

在國中階段學生學習生活中常見的化學元素時,大部分的學生以背誦的方式學習。本文介紹最近有名的解謎遊戲,透過提供的線索解開密碼,學生進入設定的多重關卡,逐步解開密碼,最終找尋到謎底。透過這種遊戲式的合作學習,學生在闖關和解謎的過程中,互相討論和溝通,並且記錄學習的經過,認識每個元素的特徵,進而達到學習科學的效果。

在國中自然與生活科技二年級上學期的課程中,介紹常見元素中的金屬元素和非金屬元素。本次的教學係以生活中常見的化學元素為主,讓學生認識金屬元素和非金屬元素。

n  密室逃脫遊戲與學習

密室逃脫一般泛指玩家需要發現和利用身邊的物品來完成指定任務(通常是解開特定謎題的方式),最終達到逃離該區的目的。

密室逃脫的核心精神,在於參與者經由小組中與他人交流、討論、互動,發揮集體智慧精神解答出關卡謎題,這樣的情境與課堂中,著重學生彼此間合作討論、如此營造給學生一個自主思考、推理討論、高度參與及觀察統整的空間,當課堂中學生主導權多了一些,願意嘗試遊戲得到的挫折與愉悅,都是學習與成長的一部分。

設計老師不但要從學科知識中汲取可以運用的內容之外,也要包裝知識成為足以引起興趣的內容,吸引學生的注意,引發學生解謎的興趣;除此之外,設計者也必須知道,並非所有的謎題都會如自己所預想的一樣發展,必須在操作中觀察並不斷進行調整。

n  解鎖遊戲的設計和說明

在活動開始,教師提示解鎖遊戲的工具,主要有拉鍊袋密碼鎖及關卡提示單(見圖一),並且搭配「密碼總表」(見圖一和表一)所對應的數字,進而解開密碼鎖,並取得下一層的「關卡」。在教師選擇密碼鎖種類的方面,依照教學設計的密碼數而定,可以為三位數或四位數。每一個「關卡」使用拉鍊袋包住(見圖一),因此可以購買不同大小的拉鍊袋,大的拉鍊袋包住小的拉鍊袋,作為區分不同的「關卡」。而拉鍊袋與密碼鎖的數量取決於教學者設計「關卡」數量而定。

本遊戲所需的道具在一般的文具店即可購得,而且價格算是平易近人,而密碼鎖因為需要數量較多,可以透過網路購買較為方便,購買的密碼鎖也要選擇可以自行設定密碼,盡量選擇不同顏色以區別每組不同的密碼。

n  道具和器材的準備

筆者設計三個關卡,學生需要解開三組密碼鎖的密碼。

每組所需道具和器材:密碼鎖(三種顏色)各1拉鍊袋(三種不同大小)各1個、密碼總表1張、關卡提示單(見圖一)。全班五組所需道具和器材(見圖二)。

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圖一:每一組所需的材料(密碼鎖拉鍊袋、關卡提示單及密碼總表)

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圖二:全班五組教具發放前準備妥當的狀態(左為密碼包和右為密碼總表)

n  事前準備

1.        教師事先製作密碼總表,寫出各元素的特色在對應的表格中。可先寫出各元素的密碼,並對照數字與順序放入,每一個元素在一個密碼的編碼中僅能出現一次,例如:銀的密碼為1485,而其他元素的密碼不可在同一位數出現相同數字。

2.        教師事先規劃謎語提示,編排每一組的解謎路徑,並依照不同的路徑設定好密碼鎖(可在密碼鎖上註記上編號,以免混淆),路徑上盡量讓各組錯開。

3.        註記每一組拉鍊袋的編號,以免混淆。

4.        在拉鍊袋適當的位置上打洞,讓密碼鎖可以扣上,

5.        依照謎語第二步設計的路徑(關卡提示單),放在各個拉鍊袋中,而最小的拉鍊袋裡面擺入謎腳,例如:五組分別放入「我」、「愛」、「自」、「然」、「課」等字,最後依序鎖入最小的拉鍊袋,在遊戲結束後,教師集合這五字成字串,。

n  教學流程

一、  準備活動

1.        教師引導學生複習生活中常見的元素,由於屬於複習,因此可快速瀏覽過。

2.        在快速複習完後,要求學生收起課本,然後發下學習單(見圖三)。

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圖三:發下「密室逃脫遊戲」學習單

二、  發展活動

(一)活動過程

1.        教師介紹密室逃脫解鎖遊戲的規則,並且發下各組的拉鍊袋(密碼鎖、拉鍊袋及關卡提示單)和密碼總表(見圖四)。

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圖四:發下整組的拉鍊袋和密碼總表

2.        在遊戲進行中,教師巡視課堂並且給予學生適當的提示,但不明確說出答案。

3.        以分組討論的方式,要求學生在學習單上仔細記錄找尋密碼的過程。

4.        在活動最後階段,請各組學生張貼最後一層的謎底在黑板上。

(二)密室逃脫解鎖遊戲的規則

一開始在最外層(第一層)的大型拉鍊袋外面有第一個謎語提示(見表一),學生使用密碼總表(見表二)可以找到符合這謎語提示而得到第一層的第一碼、第二碼、第三碼及第四碼(例如:找到5046,元素為硫),這四碼就可以解開的第一層的鎖,並獲得第二個謎語提示和第二層的拉鍊袋。使用相同的過程,第二層的中型拉鍊袋外面有第二個謎語提示(見表一),學生使用密碼總表(見表二)可以找到符合這謎語提示而得到第二層的四碼(例如:找到0213,元素為金),這四碼就可以解開的第二層的鎖,並獲得第三個謎語提示和第三層的拉鍊袋。同樣地,第三層的小型拉鍊袋外面有第三個謎語提示(見表一),學生使用密碼總表(見表二)可以找到符合這謎語提示而得到第三層的四碼(例如:找到7361,元素為磷),這四碼就可以解開的第三層的鎖,並獲得第四個謎語提示,此謎語提示有一張特別的「謎底」。最後,教師請各組學生張貼最後一層的謎底在黑板上。

表一:謎語提示

以下謎語提示為筆者所設計,提供給教師的教學參考。謎語提示以教師自己設計為佳。

1.      謎語提示:阿根廷別為我哭泣他們沒有在你們身上找到我如今我儼然成為了貴金屬科學讓我變微小而我從銀白轉變成亮黃。

對應到開鎖密碼:1485 (我)(最後一關「我愛自然課」的一字)

2.      謎語提示:上善若水,若上天賜我這柔軟的身軀,卻為何要讓我成為不擅與他人親近的角色?

對應到開鎖密碼:3509 (愛)(最後一關「我愛自然課」的一字)

3.      謎語提示:曾經人們瘋狂地想得到我,但愚蠢的人們就是我的稀少才證明我的價值

對應到開鎖密碼:0213(自)(最後一關「我愛自然課」的一字)

4.      謎語提示:多以化合物存在半導體

對應到開鎖密碼:2627(然)(最後一關「我愛自然課」的一字)

5.      謎語提示:黑火藥

對應到開鎖密碼:5046(課)(最後一關「我愛自然課」的一字)

6.      謎語提示:有許多型態,其中一種型態可以作為燃料

對應到開鎖密碼:4950

7.      謎語提示:電線

對應到開鎖密碼:6174

8.      謎語提示:可製成肥料和煙霧彈

對應到開鎖密碼:7361

9.      謎語提示:來罐飲料吧

對應到開鎖密碼:8892

10.  謎語提示:泰坦

對應到開鎖密碼:9738

表二:密碼總表

號碼

第一碼

第二碼

第三碼

第四碼

0

黃黃的閃亮亮。

陽明山上的火山噴發口可以很常看到。

溫度計裡上上下下的可以用它。

C

1

具有導電性,而且又是最好的導體。

紅色,有光澤。

我超安定,不容易跟其他物質反應。

P

2

地殼中含量第二名。

延展性最好。

積體電路需要我。

Al

3

唯一的液態金屬元素。

作為炸彈具有極大殺傷力且慘忍。

立可白的成分之一。

Au

4

硬度最高,而且是高價飾品。

昔日是高貴的象徵,擺飾跟餐具用這個做很威。

酸雨的成分之一。

Cu

5

黃黃的,臭臭的。

小心!有毒,灑出來可以撒硫粉降低毒性再處理。

可以導電的非金屬。

Ag

6

導電性次強,因為價格低廉,所以被廣為使用。

我是非金屬但是我有金屬光澤。

火柴盒側面的原料。

S

7

鬼火的成因與此元素的化合物有關。

硬度高且輕巧,可以做為眼鏡的鏡架。

和鋅做出的合金可用來製作樂器。

Si

8

與氧氣可以形成緻密的氧化層阻擋外界的空氣。

適合做飛機的材料。

其化合物可以人工增雨。

Ti

9

宇宙金屬之稱。

可用來作為吸附雜質的功用。

地殼中最豐富的金屬元素。

Hg

三、  綜合活動

1.        讓學生撰寫學習單,並分享心得感想(見圖五)。

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圖五:學生撰寫學習單,分享心得感想

n  學生回饋

問題一:在討論的過程中,你的組員是如何互相討論的?請寫出讓你覺得愉快或是不高興的事情。

l  學生A:我們這組在中間的那個題目當中有一題不會,我們就一直試,結果我們就終於解出來了,幸好我們動作還算是蠻快的,因此我們並沒有最後一名,但我們還是很高興,也很喜歡這一堂課!

l  學生B:組員看到提示單就超快知道密碼,超厲害的,雖然只在旁邊轉密碼,但聽他們在討論的過程還是聽了很多元素的特徵和特質,超棒!

l  學生C:我們靠著那張密碼總表很快地就找出答案,雖然差一點就可以第一名,至少我們有著團結的心沒有責怪也沒有不高興,大家都很團結又很快速的找到答案了

l  學生D:在解密的過程中,有遇到元素的屬性,先依照提示猜出元素,從中找到元素符號,再找出它的性質,結果就卡關了,但最後還是把密碼解開了,接著密碼就更好找了。

問題二:在這個活動中,你有什麼心得與感想?

l  學生A:這一次的課程我很喜歡業學習到很多東西,一般來說,我們只會看看而已,但我們這一次並不一樣,老師用了不同的方式讓我們體驗不同的學習方式,這堂課超級好玩的,我們還可以學習團結,我們這組有卡題,但經過討論之後我們又一直的嘗試,最後我們終於結束了這困難的題目。

l  學生B:轉密碼的過程中,組長和另一位隊員以最快的速度解開了,佩服隊長的神力把許多的元素特徵都背了起來,太厲害了,這次的遊戲讓我們學習到元素的特徵和特質。

l  學生C:玩這個小組遊戲,不但可以讓我們對元素進一步的了解,而且不會算是很無聊,可能是最有精神的一節理化課吧!而且玩這個超像密室逃脫有刺激感。

l  學生D:透過這次的活動,除了有趣,好玩,其實最主要的目的便是幫助我們記憶這些元素和特性,只依靠提示是否能一眼就了解是什麼元素,一個元素可能覺得不是很熟悉,但接下來就會很順手了,因為我已經了解他的規則了。

n  教學建議與回饋

本密室逃脫遊戲的教學策略,可使用在預習後正式講課或運用於上課後複習,教師可讓學生在預習後進行本活動以精熟學習課程內容,亦可先行上課後透過本活動複習該課程。學生需要在各關卡中透過有限的提示,與同組同學進行討論和溝通,嘗試出自己對化學元素的認識。在學習的過程中,學生可以試著表達自己的想法與立場,教師可在旁協助但不說出答案。

由於參加了彰化縣綜合科輔導團的研習,才有了此課程設計的靈感。在準備的過程中,提示的難易度是最需要調控的,必須具公平並且所有組別的所花時間也需要接近。在教學的過程中,不難發現每個組別討論時都可以輕易抓出重點,並且提出不同的答案,雖然學生熱鬧,但是討論的聲音沒有停止過。在經過本次活動後,許多同學可以記住相關的化學概念。

n  誌謝

作者感謝在教育實習期間得到彰化縣立線西國民中學指導教師吳華書老師和國立彰化師範大學化學系指導教授楊水平教授的細心指導,使本人在教學觀摩裡得以順利完成,並在楊水平教授的鼓勵下,完成這篇文章的撰寫與分享。

n  參考資料

1.        密室逃脫 X 翻轉課堂,https://flipedu.parenting.com.tw/article/2197

2.        自佐藤學的「從學習中逃走」,發想用「密室逃脫遊戲」讓孩子逃出教室!https://flipedu.parenting.com.tw/article/1885

3.          維基百科:密室逃脫,https://zh.wikipedia.org/wiki/密室逃脫

n  附錄:學習單和教學簡案

一、  學習單

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首先,先記錄你的組別與組員吧……..

l 我是第      ,組員座號有                        

l 我拿到的文件編號是     

太好了,你們已經完成了資料登入,身為一個密碼破解專家,一定要把破解的過程妥善的記錄下來,完成下方的表格吧!

1.      第一層你們找出的密碼是多少呢?

密碼是               ,它所代表的元素是(     

你們在總表中如何找出那些資訊呢?(請完整寫出)

 

 

 

2.      第二層你找出的密碼是多少呢?

密碼是               ,他所代表的元素是(    

你們在總表中如何找出那些資訊呢?(請完整寫出)

 

 

 

3.      第三層你找出的密碼是多少呢?

密碼是               ,它所代表的元素是(    

你們在總表中如何找出那些資訊呢?(請完整寫出)

 

 

 

4.      最後,我們班五組破解的密語是什麼呢?

 

5.      在討論的過程中,你的組員間是如何討論的?請寫出讓你覺得愉快或不高興的事情。

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6.      在這個活動中,你有什麼心得與感想?

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二、  教學活動設計

單元名稱:密室逃脫元素的黃金密碼

教材來源:翰林二上自然與生活科技課本

教學日期:2016/12/30

教學地點:彰化縣立線西國民中學

教學時間:45

教學班級:206

教學設計者:顧展兆

學生人數:26

能力指標

1-4-5-3將研究的內容做有條理的、科學性的陳述。

1-4-5-4正確運用科學名詞、符號及常用的表達方式。

3-4-0-1體會「科學」是經由探究、驗證獲得的知識。

3-4-0-5察覺依據科學理論做推測,常可獲得證實。

5-4-1-1知道細心的觀察以及嚴謹的思辨,才能獲得可信的知識。

5-4-1-2養成求真求實的處事態度,不偏頗採證,持平審視爭議。

5-4-1-3了解科學探索,就是一種心智開發的活動。

6-4-4-1養成遇到問題,先行主動且自主的思考,謀求解決策略的習慣。

6-4-5-2處理問題時,能分工執掌,做流程規劃,有計畫的進行操作。

7-4-0-1察覺每日生活活動中運用到許多相關的科學概念。

7-4-0-3運用科學方法去解決日常生活的問題。

教學內容分析

透過遊戲的設計,讓學生可以在既定的資料中選取所需的資訊,透過小組合作學習,完成遊戲活動的任務。

學習者分析

學生在前一次上課教師已經將各常見元素的性質做詳細介紹,透過快速的回憶之後,立刻進行遊戲評量。

教學目標

教學目標(認知、技能、情意)

行為目標

1.     了解生活中常見金屬和非金屬的性質

2.     培養小組討論與傾聽各組員的分享

3.     體驗遊戲活動學習化學的樂趣

1-1 學生能夠透過遊戲說出常見金屬的性質

1-2 學生能夠藉由記憶將特定金屬的性質推測出來

1-3 學生能夠透過遊戲說出常見非金屬的性質

1-4 學生能夠藉由記憶將特定非金屬的性質推測出來

2-1 學生可以踴躍進行討論與發表看法

3-1 學生能依照規則進行活動並聽從教師指令

目標代號

教學活動

教學媒體

時間

教學評量

 

 

 

 

 

 

 

1-1

1-2

1-3

1-4

2-1

2-2

3-1

一、準備活動

1.  教師先複習6-2提到的金屬元素與非金屬元素通性。

2.  教師使用投影片快速複習常見的金屬與非金屬的性質。

3.  教師要求學生將課本收起,並且在位置上坐好。

二、發展活動

1.  教師公布今日要進行的活動密室逃脫的活動規則。

2.  教師進行各組的編號抽籤並發下各組的密室逃脫遊戲教具包。

3.  教師開始說明故事的遊戲背景。

4.  教師讓學生互動討論將任務包的三個密碼鎖解開並且讓五組將結果貼出並要求學生一邊紀錄密碼結果。

三、綜合活動

1.  教師統計最快的兩組提供特殊禮物。

2.  教師規定回家作業並且預告下次上課的內容。

 

 

 

 

課本

投影片

 

 

 

 

 

密室逃脫遊戲教具包*5

密碼總表*5

學習單

 

3

 

811

314

 

 

 

216

 

117

 

522

1537

 

 

 

 

542

345

 

 

 

 

 

 

 

 

學習單

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