思源科學創意大賽Plus:新竹女中教師評審經驗與學生參與心得(下)/ 楊樹基、李念儒

星期三 , 11, 三月 2015 Leave a comment

思源科學創意大賽Plus
新竹女中教師評審經驗與學生參與心得(下)

楊樹基*、李念儒

國立新竹女子高級中學
*yg.yj@msa.hinet.net

〔承〈新竹女中教師評審經驗與學生參與心得(上)〉

n  學生參加大賽

2014年,我(第二作者)服務的新竹女中也組隊參加「思源科學創意大賽plus」,並一路晉級到決賽。關卡設計的主題為Surprise,有四個關卡,第一關:瑪莉歐世界(故事的開端)(物理),第二關:瑪莉歐世界(故事的開端)(化學),第三關:奇遇桃花源之驚豔(世外仙境)(化學),第四關:怪博士的神奇實驗室(邪惡之窟)(物理),如圖8所示,四關關卡設計圖,如圖9所示。

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8:四關關卡名稱

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9:四關關卡設計圖

一、  主題說明

瑪莉歐,明年就要滿30歲的”熟男”,是許多人的回憶。他曾穿梭於紅白機,跳躍於格鬥遊戲,在賽車遊戲中奔馳……如今,三十年後,科技蓬勃的今天,他又要到哪裡去冒險呢?

第一關卡:瑪莉歐世界(故事的開端)「風平浪靜,忽起老龍吟。」

一個風和日麗的早晨,瑪莉歐一如往常地玩耍著,忽然,天上一隻大鳥俯衝而下,低空飛過瑪莉歐頭頂時,丟下一封信,這時遠處也傳來一陣邪惡的咆哮聲,原來是公主被綁架了!因此,瑪莉歐決定展開了拯救之路,救回美麗的公主。翻過險峻的高山,瑪莉歐來到一片汪洋大海前,但是浪實在是太大了,轉了個彎,瑪莉歐來到一條小巷之中,眼前突然出現黑洞,正想逃跑時,卻敵不過黑洞的吸力而被吞噬。瑪莉歐跌出黑洞後,幸運的發現自己全身毫髮無傷,而就在此時,前方出現了一隻小怪物,瑪莉歐趕緊跳起來給了他一腳,自己卻隨之飛入了神祕的迷宮,費盡千辛萬苦,瑪莉歐終於成功從迷宮逃脫。搭上小船渡河後,瑪莉歐進入了一綠色傳送筒,來到下一個關卡,勇敢地迎向困難重重的冒險之旅。

第二關卡:燃燒希冀之瞳(神秘的火口)「風吹塵起,地生不火之煙。」

通過黑漆漆的傳送筒後,瑪莉歐來到了火之國,突然之間,他感覺劇熱傳遍全身,一睜眼,眼前只有火龍的血盆大口,他就這樣被吞了下去,沒過多久,他又從巨龍的尾巴被噴射出來。火焰也隨之噴發了起來,火焰燒呀燒的瀰漫了整個天際,忽然「碰」一聲火山也跟著爆發了,火山口流出了岩漿,為了活命,瑪莉歐拚命的向前跑上一座小山丘。一炬明亮的火燭映入眼底,抬頭一看,赫然發現一個「火」字,自古以來,火之國是不許外人進入的,一道念頭映上心頭,瑪莉歐驚慌的開始尋找出口,但又哪裡會有出口,不要說是出口,就是連入口都再也找不著了。只見天空流星不斷的閃耀,不,流星是不會閃耀的,那肯定是火,是火,瑪莉歐看見一整排的火焰,有藍、有橘、有黛、有赭、有青,儼然是古代聖皇邊的聖火,但此時卻又帶點日月明教的詭譎。瑪莉歐突然發現了另一個綠色傳送管,興奮之際,管子卻噴出了奇怪的紅色漿體,一切是如此的虛無飄渺,瑪莉歐跳上停在路邊的賽車開始急馳,沿途撞倒了三根火炷,奇蹟似的出現五彩震盪,瑪莉歐愣愣地看著眼前的景象,突然眼前一黑,失去了意識。

第三關卡:奇遇桃花源之驚豔(世外仙境)「漁舟逐水愛山春,兩岸桃花夾古津。」

瑪莉歐醒來後,發現自己正乘著船,漂流到隱密的森林旁,穿越樹林,眼前出現一個洞穴,一走進去,便進入像是桃花源一般的世界。但那裏的居民似乎遇到一場劫難,村落彷彿被龍捲風侵襲一般,就在納悶的同時,瑪莉歐驚喜地發現公主就在不遠處,他立刻拋下心中的雜念,朝公主飛奔而去,千算萬算沒想到,公主竟是惡龍假扮而成的,當瑪莉歐一靠近,惡龍便現出原形,他還發現惡龍身後的牢籠裡關著當地的居民。瑪莉歐靠著智慧打敗了惡龍,並救出村內的居民。此時前前方突然出現巨大的藤蔓,瑪莉歐便順著藤蔓往上爬。原以為只要打倒惡龍,就可以輕而

易舉地救出公主,但他萬萬沒想到,惡龍早已在實驗室中設下重重的難關。

第四關卡:怪博士的神奇實驗室(邪惡之窟)「山重水盡疑無路,驀然抬頭一隻虹」

費盡千辛萬苦,瑪莉歐終於來到了怪博士的奇妙實驗室,不得不說,這裡真是個詭異至極的地方。一不留神,瑪莉歐居然踩空了,好死不死他又啟動了一個巨大的開關,如天一般高的機器瞬間運作了起來,不一會兒,實驗室內伸手不見五指。忽然,一道光閃過,一支支燭臺接連燃燒了起來,天花板上盤旋的蛇也開始轉呀轉的,同一時間,一根根尖銳至極的釘子也落了下來,瑪莉歐連忙飛也似的逃離。搭著電車,一路下滑,兩排的燈泡接連亮了起來,接著更是出現了「Winner」的字樣,彷彿在告訴瑪莉歐,他才是永遠的贏家。搭著五彩繽紛的纜車向上移動,一陣天搖地動,纜車翻車了,瑪莉歐滾了出來,撞倒了不少東西,最後不幸的滾落高樓,緩緩的走著,瑪莉歐來到了四色河的河畔邊,渡橋之際,天上突然砸下了無數的箱子。

為了拯救心愛的公主,定了定神,瑪莉歐抱著重傷的身子又開始拚命的向前跑,終於,雨過天晴,耳邊響起一陣美妙動聽的音樂,不一會兒,天邊的彩虹瀑布也隨之映入眼簾,伴隨著瀑布,絢麗的彩虹花也緩緩升起,然而,最令瑪莉歐驚喜的是,他心愛公主就站在那朵彩虹花邊。

二、  化學關卡設計與說明

(一)關卡設計

下面是參加「思源科學創意大賽plus」的第二關卡:孑然怒火燃燒希冀之瞳(化學)的設計,如圖10所示。

   

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10:第二關卡:孑然怒火燃燒希冀之瞳(化學)

(二)關卡說明

A.        氧化還原反應

黃色骨牌倒下,撞擊鋼珠,鋼珠撞倒甘油,甘油流入裝有過錳酸鉀的容器中,起火燃燒。此為氧化還原反應,如式[2]所示。

14KMnO4(s) + 4C3H5(OH)3(l) → 7K2CO3(s) + 7Mn2O3(s) + 5CO2(g) + 16H2O(l) +     [2]

B.         熱分解反應和氧化還原反應

火延著綿線燃燒至裝有重鉻酸銨的容器中,重鉻酸銨氧化自我燃燒,綠色的氧化鉻噴出,使瓶上乒乓球滑落,此為熱分解反應,亦為氧化還原反應,如式[3]所示。

(NH4)2Cr2O7(s) → Cr2O3(s) + N2(g) + 4H2O(g)    [3]

C.         熱分解反應

乒乓球撞倒骨牌,骨牌沿階梯上樓,撞到蠟燭,使硝酸鉀熱分解,「火」字出現。其反應,如式[4]所示。

2KNO3(s) → 2KNO2(s)+ O2(g)    [4]

D.        焰色和催化反應

火延綿線燃燒,引燃仙女棒,使裝有乙醇助燃的碳酸鈉燃燒,產生黃色火焰。然後,火將上方的棉線燒斷,碳酸鈉和碘化鉀掉落裝有洗碗精、雙氧水和食用色素的容器中,產生巨大泡沫,此為催化反應,如式[5]所示。泡沫壓倒擋板,擋板擊落乾冰,乾冰落水,快速昇華,產生氣泡而使水逸出。

2H2O2(aq) →H2O(aq) + O2(g)    [5]

E.         震盪反應

水灑落使下方創意骨牌倒下,推動玩具車,並撞倒蠟燭使棉線燃燒,棉線斷裂使重物落下,雙氧水落入瓶中,產生震盪反應,如式[6]所示。同時重物落下,推倒骨牌,紅色骨牌倒下,關卡結束。

2H+(aq) + 2CH2(COOH)2(aq) + 2BrO3(aq) → 2BrCH(COOH)2(aq) + 2CO2(g) + 4H2O(l)    [6]

在化學課本看到的文字:「過錳酸鉀是強氧化劑」,學生在此關中設計過錳酸鉀與甘油混合,甘油被氧化力甚強的過錳酸鉀氧化並放熱,引起甘油燃燒,藉此展開本關要闡述的「孑然怒火燃燒希冀之瞳」。火焰延燒至重鉻酸銨,造成重鉻酸銨的分解並出現火山爆發的景象,噴發出來的氣體,推動錐形瓶上方的乒乓球並啟動分析化學常用的方法:「焰色反應」,同時硝酸鉀的受熱分解,在紙上進行火畫,讓與本關主題有密切關係的「火」字出現。緊接著出現的「大象牙膏」、「震盪反應」兩實驗,象徵主角瑪莉歐的心情。

學生將上課看不到或是只能在書上看到的實驗付諸實現,充分發揮她們的創意,也呈現精采的成果。

n  學生心得和感想

我(通訊作者除外)認為,每一次的經歷都會給予我們寶貴的經驗,成長是必然的。參加「思源科學創意大賽」,讓我收穫了許多,也成長了許多。

挑戰自己

還記得老師向我們介紹此項賽事時,我的眼神都在發光,我還是第一次得知有如此有趣的比賽。後來我又自己花時間觀看歷屆的決賽影片,參賽隊伍的各種新奇的設計點子,深深地觸動了我,我當下就下定決心,一定要參加,去挑戰自己的創意和實踐能力的極限。

準備書面報告真的是一件非常辛苦的事。我們的故事是先訂好一個大方向,各關的負責人再想自己那關的細節。儘管只是故事的內容而已,我就折騰了一番,人家都說雙魚座是最愛幻想的星座,所以我的想像力應該不差,但事實並非如此,要想出有創意又充滿驚奇的故事,對我來說卻是一個大難題。接下來的關卡設計也讓我煩惱了好幾天,我不停地搜索腦內的資料,將有關於化學反應的記憶翻了一遍又一遍,甚至還上網去找尋,放學後的時間幾乎都用在書寫報告上。當零碎的資料拼貼成一幅完整的畫作時,我才發現,原來我想在高中實現的夢這麼偉大。

脫穎而出

當得知我們從眾多的隊伍中脫穎而出,喜悅湧上心頭。一想到我們的想法被認同,心裡也跟著得意起來,但被認同也意味著必須抱持著覺悟的心情,和挑戰來一場正面對決,我將我的暑假全數奉獻給這場戰役,我也因此擁有一個最充實的暑假。

在製作過程中,遇到瓶頸是家常便飯,此時就可以借助隊友和老師的力量,但我總是想獨自解決這種「小問題」,下場就是進度落後,必須加班趕工,才勉強能趕上隊友的進度。我在一次無可奈何之下,尋求了隊友的協助,沒想到,我煩惱好久的問題,才不一會兒的功夫,他就想出解決之道。我頓時領悟,在我眼中的一道高牆,在他人眼裡,或許只是一道門檻,只需要一小步,就可以跨越。之後我只要遇到困難,都不再一個人逞強,懂得何謂團隊合作。

欣賞他人

一個團隊裡,每個人對於事務的見解都不盡相同,爭執是難免的,我和另一個隊友就常常會為了芝麻小事而吵架,吵架的次數多了,就會互看不順眼,甚至到了冷戰的地步,尤其是在比賽前夕,大家的神經都很緊繃,心情特別煩燥,只要受到一點刺激,心中的火山就會立刻爆發。但比完賽後,之前所發生的不愉快,像是完全沒發生過,彼此之間的感情反而更加深厚,這或許就是這項比賽的奇妙之處。

在參賽過程中,我學會團隊合作,也發現了自己的不足,讓我更加努力學習。要欣賞自己,使自己能夠表現的更好,也要欣賞他人,學習他人的長處。看到其他學校的展示,我就告誡自己:不要被自我感覺良好所蒙蔽,一山還有一山高,自己還有許多要學習的地方。

精彩一頁

思源賜予我一個夢,是老師和隊友協助我實現這個夢。能夠得到好的成績,都要感謝隊友的努力和付出,以及老師不時的提點,也給予我們生理上和精神上的支持,他們幫我在高中生活化上精彩的一頁。圖11為我們隊伍於全國決賽時,現場播報相片;圖12為我們參賽的關卡佈置。

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11:新竹女中學生在全國決賽現場播報

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12:新竹女中在全國決賽現場的關卡佈置

 

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