設計適合國小學生動手做的化學實驗 / 周金城

星期二 , 12, 三月 2019 Leave a comment

設計適合國小學生動手做的化學實驗 

周金城

臺北教育大學自然科學教育學系

ccchou62@tea.ntue.edu.tw

 

l  十二年國教自然領域課綱國小階段說明

十二年國教自然領域課綱之特色與原則,在國民小學教育階段是:1.強化以「主體經驗」為主,「客體經驗」為輔;2.著重觀察、親身體驗和具體操作;3.培養學習興趣、保有好奇心;4. 根據觀察體驗提出自己看法;5.從生活中察覺問題(十二年國教自然領域課綱,2018)。如何設計給國小學生可以動手做且生活化的科學實驗,並且可以在國小教室中能實際帶學生進行實驗,是許多國小教師的挑戰。許多有趣的科學實驗,受限於時間、經費、設備、場地、安全性、學生能力等考量,在國小的教室中進行並不容易,要如何轉化成為國小學生可以實際執行的科學實驗,若能有國小教師願意將實際帶學生進行科學實驗的教學經驗分享,則其他教師就可以據此加以修改減少摸索的時間。

參照十二年國教國民小學教育階段自然領域課綱,國小教師未來在設計科學實驗活動上,可以注意以下以幾個部分。國小自然內容選擇上,以日常生活可實際觀察的題材為主,並能引發學生的探索興趣。讓學生可以透過觀察、資料收集、比較分析與實驗等方法來找尋答案。國小自然實驗設計上,在「進行實驗探究時,學生能夠將實驗結果做描述性或數量化的分析,並利用合適的方式或型式表達探究之過程、發現或成果。」因此,設計實驗活動時,能讓學生展示與發表實驗結果是重要的,可以讓他們彼此觀摩與學習。國小自然議題的選擇上,「配合學生日常生活情境中所遭遇科學環境相關議題如:能源使用、環境汙染、生態破壞等,選擇合適議題,引導學生透過資料收集、論證、合作專題探究等多元學習方式,建立正確的認知,養成良好的態度與技能並落實於生活之中。」國小自然教學流程設計上,「可採結構式探究活動,循序漸進,由教師提出具體的研究問題,指導學生體驗從事科學活動的歷程,如設計研究流程、收集資料與分析、提出解釋與結論。透過實地操作探究活動,學生能認識和使用適當的測量工具,觀察自然事物的變化,思考造成變化的因素,進而選取其中的變因,設計實驗流程,實際操作,進行資料的收集與分析。」(十二年國教自然領域課綱 p67-742018)

 

l  本期專題文章簡介

本期專題共有五篇文章,都是有經驗的國小教師將常見的化學實驗轉化成在國小教室中可以實際讓學生動手進行實驗與討論的教學經驗分享。我們可以透過網際網路搜尋很多設計完整的化學實驗,但我們比較缺乏的是這些化學實驗在國小中該如何來修正與進行,以及學生在做實驗時常會有哪些操作上的錯誤問題,或是這個實驗所涉及的相關科學概念學生會有哪些迷思概念等。要知道這些問題的答案,在過去需要教師多年教學經驗的累積,而現在資深教師透過網際網路的社群分享,讓新手教師可以減少摸索的時間,並讓經驗得以累積。

第一篇「美國中學化學教材分子問題單元」在臺灣小學高年級實施現況分析是周正秋老師利用美國化學學會所出版的中學化學實驗教材中有關分子實驗設計,在台灣的小學高年級的教室中進行教學的經驗分享,利用已經開發的國外教材,改編成在適合台灣教室中可以進行的教學設計,對國小教師而言是一個很重要的能力。

第二篇是莊真真老師所撰寫的低年級的學生也可以自己輕鬆製作標本,利用環氧樹脂的A劑與B劑,讓一年級學生將乾燥的昆蟲軀殼放入做成漂亮的水晶標本,藉由像美勞一樣的活動,從中體會環氧樹脂的A劑與B劑相加後放熱與硬化的化學反應過程,雖然沒有辦法清楚對國小一年級學生解釋化學反應,但也讓學生在動手做的過程中能觀察、親身體驗和具體操作。

第三篇文章是如何帶國小五年級學生動手進行萃取植物葉綠素實驗,張詩敏老師設計一個讓國小五年級學生動手做探究與實作的活動,比較不同溶劑萃取葉綠素的效果,並讓學生進行實驗紀錄與比較

第四篇文章是讓國小學生調配不同比例玉米粉進行「擴溶現象」之探究,是由老嘉琪老師所設計改編自常見的非牛頓流體實驗,加入國小五年級所學的酸鹼溶液性質,探究對非牛頓流體性質的影響,是符合國小高年級學生能力的設計。

第五篇是國小學童進行電池取火「燃燒火種」活動,由黃郁芬老師所設計改編電池打火機的實驗,讓學生重複操作網路上的實驗影片內容,確認網路影片實驗結果也是對學生很好的訓練,訓練學生思考網路上的影片是否真的都可以輕易完成,還是需要有一些要注意的實驗技巧,甚至發現網路實驗影片可能是假的。

以上五篇都是由國小在職教師所設計或改編的實驗活動,都在教學現場實際進行教學過,也對教學過程提出改進的省思,相信可以給其他對國小化學實驗設計有興趣的教師,提供一個國小化學實驗教學上的參考。

 

l  結語

要設計可以實際在國小進行的化學實驗並不容易,最難的部份是要能了解學生在實驗室中的各種突發狀況。最近筆者帶大四的國小師培生到國小進行三周教學實習,其中五年級自然實驗活動就是使用點燃的線香插入充滿氧氣的瓶中觀察氧氣的助燃現象,看似簡單的實驗,卻有五年級在實驗過程中因為疏忽導致被點燃的線香燙傷。如何設計安全有趣的化學實驗相當重要,在整個實驗活動的安全流程設計需要長期教學經驗的累積,藉由國小教師彼此間分享教學經驗,才能夠讓實驗教學能越來越精進。

 

參考資料

教育部(2018)。十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校自然領域課程手冊。台北市:教育部。

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