化學示範起始探究與實作:「紙火鍋不著火」的教師示範與學生探究 林秀貞1, *、林碧玲2、周梅雪2 1桃園市立大業國民小學2桃園市立同德國民小學*sjean.lin@gmail.com n 前言 紙火鍋的紙不會燃燒的原因是火鍋中水的沸點是100℃度,紙杯的燃點約160℃,烘焙紙燃點約220℃,當溫度達到100℃時,熱能供給汽化需要,使溫度暫停於100℃,直到水沸騰,蒸發殆盡,溫度才會繼續上升達到紙杯的燃點,引發紙的燃燒。 本活動主要的教學目標是使學生了解燃燒三要素中的燃點,物質未達燃點不會燃燒。然而,在國小教學現場,試問學生紙火鍋不會燃燒的原因,許多學生會猜測,例如:燭火的高度過高、使用防火紙等原因而使紙不會燃燒,往往沒有注意到紙的燃點高低。因此,本課程設計者試圖轉換此主題成為科學探究的課程設計,讓學生觀察後寫下問題和假設,設計實驗並進行實驗,以實驗結果支持或否決假設,並下結論。體會假設需由結果支持或否決,若實驗結果不支持假設,則假設不成立。本文主要描述以探究教學流程呈現教師如何引導國小學生的探究學習的情況。 在108課程綱要「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—自然科學領域課程綱要」中,提到學習主題2:「自然界的現象、規律及作用」,跨科概念「交互作用(INe)」,第三學習階段的學習內容「INe-Ⅲ-3 燃燒是物質與氧劇烈作用的現象,燃燒必須同時具備可燃物、助燃物、並達到燃點等三個要素。」此探究實驗旨在幫助學生探究物質的燃點。再者,實驗加熱過程中水溫的改變,可讓學生經歷:課題1:「自然界的組成與特性」,跨科概念「物質與能量(INa)」,第三學習階段的學習內容「INa-Ⅲ-8 熱由高溫處往低溫處傳播,傳播的方式有傳導、對流和輻射,生活中可運用不同的方法保溫與散熱。」此探究實驗可讓學生經歷熱的傳播使水溫上升。 在108課程綱要「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—自然科學領域課程綱要」中,提到學習表現:「po-Ⅲ-2能初步辨別適合科學探究的問題,並能依據觀察、蒐集資料、閱讀、思考、討論等,提出適宜探究之問題。」、「pe-Ⅲ-2能正確安全操作適合學習階段的物品、器材儀器、科技設備與資源。能進行客觀的質性觀測或數值量測並詳實記錄。」、「pa-Ⅲ-1能分析比較、製作圖表、運用簡單數學等方法,整理已有的資訊或數據。」、「pc-Ⅲ-2能利用簡單形式的口語、文字、影像(如攝影、錄影)、繪圖或實物、科學名詞、數學公式、模型等,表達探究之過程、發現或成果。」本探究課程可讓學生在活動中察覺紙火鍋不著火的問題,猜想影響因素,進行實驗設計,並透過操作獲得結果,全班討論分享、溝通表達,獲得結論。 n 教師示範實驗 一、 觀看示範實驗影片 影片網址:今天來吃紙火鍋示範篇,https://youtu.be/WnAn92yW1EA。 n 教學前準備 一、需用器材和材料 每班用量:不鏽鋼濾網勺(細的,4吋) 1個、不鏽鋼濾網勺(粗的,4吋) 1個、紅色小蠟燭(10入) 3盒、紅色大蠟燭(10入) 3盒、紙杯(150-200 mL) 12個、圓馬芬杯(薄的,可耐高溫220℃、紙質比紙杯薄) 1個、圓馬芬杯(厚的,可耐高溫220℃,紙質比紙杯厚) 1個、食鹽 1包、溫度計(200℃) 12支、打火機 1只(教師保管)、鐵絲或木夾(固定紙杯用) 12支、計時器 6個、蛋糕底紙╱烘焙紙(50張入,可耐高溫220℃) 1包(或萬用調理紙 1捲),水(100mL) 6杯。註:可視各組研究主題,自由領取不同材料,教師可多準備。需用器材和材料,如圖一所示。 圖一:需用器材和材料 n 學生探究活動 一、 教師提問紙不會燃燒的原因 (一) 教師提問 1. 你們有沒有用過紙火鍋煮食物?有用過紙火鍋的請舉手….. 2. 在哪裡用過?有些日本料理店有賣紙火鍋……1940年,日本人發展出雪雁火鍋,用紙的來吸收雪雁肉的油脂,讓口感比較清爽不油腻,很受歡迎。 3. 你們覺得這個紙火鍋與一般的小火鍋比起來什麼部份最神奇?(讓學生能自己察覺紙不會燃燒) 4. […]