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雲霧製造機--資優班實作探究

豐原區瑞穗國小郭宗明老師 11/06/2017 811 點閱

一、從普通班的教材延伸

       延伸學生三年級於普通班的學習經驗:三下自然課第二、四單元-「水的變化」、「天氣與生活」單元,學生學過「水和水蒸氣互變」、「雨、雲」。進行有關科學玩具的實作探究後,教導三年級的資優生進行科學實驗之記錄!

二、用卡通「哆啦A夢」的道具引發動機

       結合三年級學生的生活經驗,筆者先撥放「哆啦A夢」卡通-「雲霧製造機」的影片供學生觀看。卡通中,哆啦A拿出了「雲霧製造機」這項道具,倒入了「雲之素」這項原料,經過該道具的運作後,產生了「雲霧」。接著,筆者便告訴學生:「老師要帶著大家一起製作這項道具,而且我們還能比它更輕巧!」。透過上述之方式,增添學生學習該主題的動機!

三、進行科學玩具製作與探究

       本課程設計教學重點主要在教導學生:

       (一)奠基普通班學習經驗-「水與水蒸氣互變」

       (二)實作科學玩具中,延伸添加「壓力」的變項

       (三)製作-雲霧製造機

       (四)觀察與記錄科學原理

       首先,學生透過普通班的學習-了解「雨」的成分是「水」,因此在該道具中的「雲之素」(原料)即是「水」;而且也了解透過「溫差」會產生「小水滴」(即:凝結)。

       接著,透過將氣體不斷注入「密閉系統」的過程,增添瓶內的「壓力」。於此筆者教學會先拿一顆氣球,透過打氣的操作讓學生了解注入的「氣體」亦需要「空間」!若使用無法輕易擴張的容器,要容納這樣多「外加的氣體」,則內部「壓力」必會增加!

       再來進行製作「雲霧製造機」的教學-該玩具的製作要點有三:其一,橡皮塞需與釘子環固定牢固(安全性!非常重要!);其二,綁橡皮塞與釘子環繩索以及釘子環繩索與瓶子的繩索需打死結(安全性!非常重要!);其三,罐子開洞放入管線後,需用熱融膠封口,防止氣體外漏。

其一:橡皮塞釘子環

其二:繩索部分

其三:開洞部分

       最後進行「雲霧製造機」的操作-讓學生在瓶內放入一點水(若是酒精水效果更明顯),接著蓋起橡皮塞,開始打氣加壓。當該密閉空間裝載不下打入的氣體時,橡皮塞彈出,即可製造出「雲霧」。

       操作過程中,要求學生兩人一組,一人持打氣筒打氣、一人握瓶子。握瓶者,需感受打氣過程瓶子的變化(橡皮塞未彈開前瓶子膨脹,微變熱,彈開後瓶子恢復正常,微變冷);打氣者觀察彈開後,出現的「雲霧」。

       教師透過學生觀察與體驗到的現象,引導學生結合舊經驗推理出成因,如下所述:

         首先「橡皮塞未彈開前,瓶子膨脹,微變熱」代表瓶內溫度變高,因此瓶內蘊藏的水,溫度會上昇。接著「橡皮塞彈開後,瓶子恢復,微變冷」代表瓶內溫度下降。此過程及產生出「溫差」,此時便結合學生舊學習經驗-「溫差」會產生「小水滴」(即:凝結)。

四、總結

       自然課堂樂趣在於能實作!教學上可透過各「變項」的增減,可增添不同的操作樂趣。上述是筆者於資優班教學之成果,或可提供普通班科學能力較優異之學生、科學社團、相關科學營隊之參考!

 

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