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「膨」出甜蜜的滋味
許麗楨
桃園市八德區大成國民小學
國立臺北教育大學自然科學教育學系碩士在職專班
[email protected]
n 前言
對於小學階段的孩子而言,喜歡上自然課的原因多半是因為「可以做實驗」。然而,有一部分的孩子也是因為「可以做實驗」而不喜歡上自然課。這是一個奇怪卻有趣的現象,一樣都是做實驗,為什麼會造成如此兩極的結果?直到筆者深入去訪談孩子們對於「參與實驗課程的感受」後,才發現原來有許多孩子在操作課本實驗時感受是無趣、乏味的。
筆者試著分析小學自然課本中的實驗操作,整理出幾項特質:第一、部分課本實驗與學生的生活經驗脫鉤,科學現象與生活經驗的連結性較差;第二、部分課本實驗呈現出的科學現象在日常生活中隨處可見,於是做實驗就只是「把常看見的現象再看一次」;第三、大多課本實驗較缺乏趣味性,學生在操作實驗時不覺得快樂,自然也就興趣缺缺。
為了嘗試改變孩子們對於自然課的想法、提升其學習動機與興趣,筆者思考將「趣味科學實驗」融入自然科領域教學的可行性。相較於課本中的「自然科學實驗」而言,將「趣味科學實驗」融入自然課教學中有幾個優點:第一、趣味科學實驗較貼近學生實際的生活經驗;第二、趣味科學實驗能將生硬的實驗現象用學生預料不到的方式呈現,以提升學生的學習興趣;第三、趣味科學實驗較為有趣,不但可增進學生對科學實驗的興趣,更可輔助學生對自然科課程的學習。
基於以上的論點,筆者決定以「熱對物質的影響」主題為例,於課程中引入實驗活動-「膨糖的製作」;此次實驗對象為國小六年級28位學童,在課堂中分成5組(依序為G1、G2、G3、G4、G5)進行操作觀察、記錄,並利用課後問卷與學習單了解孩子們對於課程與實驗的感受。
n 課程內容
Ø 「膨糖」簡介
「膨糖」,又名「泡糖」,一種台灣傳統的小零嘴,過去是指加冰糖於蛋白,經煮熟起膨後讓它凝固,形狀像輕石的餅乾;現在則指砂糖煮後加小蘇打粉。(圖一)
圖一「膨糖」成品
Ø 準備材料
二號砂糖、小蘇打粉、湯匙、酒精燈、三角架、水、小量杯、筷子、盤子。(圖二~圖六)
圖二 二號砂糖、小蘇打粉 |
圖三 湯匙 |
圖四 酒精燈 |
圖五 三腳架 |
圖六 水、小量杯、筷子、盤子 |
圖七 不時以筷子攪拌,避免燒焦 |
Ø 製作過程
1. 取10克二號砂糖,倒入大湯匙中。 2. 加水至大湯匙中,淹過糖面即可。 3. 將湯匙置於三角架上,以酒精燈加熱,讓湯匙中的糖完全溶解,再持續加熱,並不時以筷子攪拌,避免燒焦。(圖七) 4. 將糖漿煮至濃稠狀。 有兩種判斷方式: (1) 觀察泡泡 糖漿未濃稠時,泡泡小而多,冒得快。 糖漿變濃稠時,泡泡大而少,冒得慢。 (2) 準備一小杯清水,當糖漿滴於水中立即固結,不會擴散開即可。(圖八) 5. 移開火源,用筷子沾小蘇打粉於湯匙中攪拌,約20秒左右。(圖九) 6. 感覺糖漿轉為淡褐色且明顯變硬後,就可以停手,看著糖漿慢慢膨起來。(圖十、十一) 7. 待膨脹停止後,再將大湯匙底加熱一下,用筷子輕輕將膨糖推移出,擺放至盤中即完成;待冷卻後,剝開看看內部充滿孔隙的結構。(圖十二)
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圖十 糖漿轉為淡褐色且變硬 |
圖十一 糖漿慢慢膨起來 |
圖十二 內部充滿孔隙的結構 |
n 原理與概念組
糖水經過加熱後,會變成濃稠狀的液體,而小蘇打粉受熱會快速分解產生二氧化碳氣體,填充在糖漿裡,把糖給撐起來,加上濃稠的糖漿有助於二氧化碳的包覆,造成膨糖內部有許多的空隙,經冷卻及凝固成多孔狀的古早味零食。
小蘇打受熱後的化學反應式:
2NaHCO3 → CO2 + H2O + Na2CO3
碳酸氫鈉,俗稱小蘇打及焙用鹼,是易溶於水的白色鹼性粉末,在與水結合後開始起作用釋出二氧化碳CO2,在酸性液體(如果汁、可樂)中反應更快,而隨著環境溫度升高,釋出氣體的作用愈快,常利用此特性作為食品製作過程中的膨鬆劑。
n 學生課後回饋
以下學生回饋資料,是學生在小組中共同討論後所寫出的答案來呈現。
Q1、簡述實驗操作的過程~
G1:我們看到泡泡慢慢的變大,還聽到「波波波」的聲音,也有聞到香香甜甜的味道。
G2:我們看到許多的泡泡,由淡淡的褐色變成深褐色,看到泡泡破掉的速度愈來愈慢,也開始
聞到糖的香味。
G3:先將砂糖放入金屬湯匙,加一點水(能淹過糖就好),放到酒精燈上加熱,觀察泡泡的狀況,等到泡泡比較大,冒得比較慢的時候就離火,加小蘇打粉,攪拌攪拌再攪拌,
等到能看到湯匙底部,而且攪不動的時候,等待等待再等待,看到糖膨起變大,再用酒精燈加熱湯匙邊緣,把膨糖退下來,就完成了。
G4:一開始,我們看到砂糖融化成糖水,再冒出泡泡,又聽到泡泡「波波波」的爆裂聲,過一
下子,濃濃的糖香撲鼻而來,太棒了!
G5:我們將糖放進湯匙裡,在酒精燈上加熱,到泡泡冒得大而少、冒得慢,加入小蘇打粉攪拌
就可以了。
Q2、操作過程中,學習到的科學概念~
G1:小蘇打粉遇熱產生二氧化碳,使糖漿膨脹。
G2:糖在熱水中溶解的速度較快。
G3:湯匙握把是塑膠或木頭材質,傳熱速度較慢。
G4:湯勺是金屬材質,加速糖水煮沸的速度。
G5:五年級學過糖水加入小蘇打粉可以製成汽水,二氧化碳還能使麵糰膨鬆。
Q3、此次操作,成功的關鍵~
G1:離開火源後,加小蘇打粉,慢速攪拌直到逐漸凝固為止。
G2:想要吃到膨糖的慾望。
G3:經過老師的指導,再靠我們同心協力合作,所以成功!
G4:要拿一小杯水,把糖水滴在裡面,看夠不夠濃稠(不會在水中散開),再離火加小蘇打粉。
G5:加小蘇打粉攪拌,看到湯匙底部就可以停止,等待膨糖膨起;避免像第一次操作時,因攪
拌過度變成碎屑。
Q4、喜歡今天的實驗嗎?有什麼話想說~
G1:太喜歡了!看著手中的糖漿,成功地膨起來時,實在是一種很大的樂趣。
G2:喜歡!膨糖好吃~成功了,好開心!
G3:超喜歡!老師告訴我們:放杯水在旁邊,可以做為糖漿濃稠度的參考,果然成功了!
G4:喜歡,印象深刻!過程中雖然有一點點失誤,但處理一下跟成功的沒兩樣,吃起來有點兒
咖啡的味道。
G5:真是有趣的實驗課!做出來的樣子和老師傅做的雖有很大差距,終究完成了,超有成就感,
下次要煮一大鍋。
n 過程中遇到的困難與解決方法
決定做「膨糖」之前,其實筆者也沒有操作的經驗,因此參考了許多資料及觀賞影片,甚至做了不下數十次的模擬,但是第一次操作算是全軍覆沒;很感謝有此經驗的老師提供教學建議,讓趣味實驗在第二次操作得以完美收場。
相較兩次操作結果的差異,分析原因如下:
1. 第一次以「觀察泡泡」的方式,不太容易拿捏加入小蘇打粉的時機;第二次追加了經驗豐富的老師所提供「撇步」:準備一小杯清水,當糖漿滴於水中,快速冷卻固結成顆粒狀,就是加入小蘇打粉的最佳時機了。
2. 加入小蘇打粉後,攪拌至糖漿收乾的程度:用筷子畫圓時,看到湯匙勺底露出,就可以慢慢將筷子抽出,避免攪拌過度,導致糖塊粉碎。
圖十三 初次操作結果,類似麥芽糖塊 |
圖十四 初次操作結果,粉碎的糖塊 |
圖十五 修正後的實驗結果 |
n 教學省思
本次課程內容,著重於學生對於「趣味科學實驗」的接觸與參與,藉由此次操作,進一步引導學生思考:「是否有其他製作膨糖的方法與可能性?」,做為日後教學參考。學生提議資料整理如下:
Q1.是否可以使用不同糖類為材料?為什麼想選用這種糖呢?
G1:白糖。三年級自然課觀察糖的溶解時,老師就是準備白糖讓我們做實驗。
G2:冰糖。媽媽煮甜湯時,會用到冰糖,所以想嘗試看看。
G3:果糖。吃鬆餅時,通常會淋很多果糖在上面。
G4:黑糖。夏天吃冰時,常常會加黑糖水,味道特別讚!
G5:方糖。一塊一塊的,攜帶或取用都很方便。
Q2.除了小蘇打粉,你還想到可以添加什麼物質讓糖「膨」起來?為什麼?
G1:酵母粉。五年級自然課學過:麵糰裡混入酵母粉,加熱後產生二氧化碳,可以使麵包更為膨鬆可口。
G2:發粉。在家看媽媽做饅頭時,會摻入發粉,揉好的麵糰靜置一段時間,就會膨脹起來,所以想嘗試看看。
G3:汽水。五年級學過,汽水內的氣體是二氧化碳,不知道是不是也能讓糖「膨」起來。
G4:可樂。曾經在電視上看過,可樂加曼陀珠會快速產生很多二氧化碳氣泡。
G5:跳跳糖。跳跳糖內加了二氧化碳,所以會在嘴裡跳動,而且有各種不同口味,或許可以製作不同口味的膨糖。
Q3.還可以用什麼「精準的方法」增加膨糖製作成功的機率?請加以說明。
G1、G5:測量時間。將糖水放在酒精燈上加熱開始計時,再加上「觀察泡泡、滴入冷水中測試」
這兩項條件,就可以找到加入小蘇打粉的最佳時間。
G2:測量溫度。除了觀察泡泡、滴入冷水中測試,再使用可以耐高溫的溫度計測量此時糖漿的溫度,應該更容易成功。
G3:加入小蘇打粉的量。因為用筷子沾取小蘇打粉的量很少,一般是不是可以用更精密的電子秤測量出小蘇打粉的使用量。
G4:測量時間。從加入小蘇打粉之後,開始測量時間,看需要攪拌多久,糖會開始「膨」起來!
n 結語
回想第一次製做膨糖,小朋友的雀躍、老師的緊張、過程的慌亂可想而知。在課堂中即便筆者擁有三頭六臂都不足以應付各種狀況,最終當然以失敗收場。儘管孩子都沒能成功,不過看得出來,他們都感受到了「趣味科學實驗」的魅力。下課時,有一位小女孩靠過來我身邊說:「老師,回家我要做給媽媽吃。」頓時,我的失落與洩氣感,都被孩子的溫暖回饋一掃而空。
為了讓小朋友學習科學家不屈不撓的研究精神,筆者將活動課程大幅修正、改進後,再度進行一次實驗活動。經過一番的操作說明之後,看到小朋友臉上露出勢在必得、躍躍欲試的的神情,那是筆者最期待的眼神-對於科學實驗課程的熱情。過程同樣是無可避免的慌亂,但是這一次不同的是-「糖」與「小蘇打」總算來電,「膨」出甜蜜的滋味了!
對於筆者而言,未來在孩子離開校園之後,若還能記得:「當初,在我們讀國小的時候,自然老師曾教過我們做”膨糖”呢!」一切的努力都值得了!
n 謝誌
衷心感謝國立臺北教育大學自然科學教育學系104學年度碩士在職專班碩一課程-化學特論(一)周金城教授暨全體同學協助提供本文架構調整與內文修正之意見。
n 站在巨人的肩膀上-參考資料
1. 膨糖,NTCU科學實驗室。2015年12月15日 取自:
http://scigame.ntcu.edu.tw/chemistry/chemistry-005.html
2. 碳酸氫鈉,維基百科。2015年12月15日 取自:
https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E7%A2%B3%E9%85%B8%E6%B0%A2%E9%92%A011.
3. 懷舊的膨糖。2015年12月15日 取自:
http://mypaper.pchome.com.tw/pocket/post/121057.
4. 『科學實驗』盡情在舌尖舞動–『跳跳糖』。2015年12月15日 取自:
http://blog.udn.com/chemicalgod/2449891
5. 黃鴻博(主編)(2014)。國民小學自然與生活科技6上。台南:南一。
6. 三立電視台,張偉庭(2010)。科學美人的趣味實驗。臺北:台視文化。
7. 第45屆中小學科學展覽高職組農業及生物科技科佳作作品—膨糖?還是膨風?以糖液為例,探
討濃度的不同及影響膨發之因素。國立西螺高級農業空業職業學校。指導老師:李桂雲。
8. 高雄市第38屆中小學科學展覽高小組化學科第二名作品–煮膨糖。油廠國小。指導老師:葉安琦。