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黏不黏 大有關係

立人國中李漢祥老師 12/08/2017 622 點閱

       在指導學生準備科展過程中,發現探究與實作課程適合運用在實際教學,很符合十二年國民基本教育素養導向教育之內涵。以下就針對科展指導的步驟,與大家分享。

【研究動機】

       日常生活中香皂使用至體積較小時,便會開始產生不便。一般的作法是集中至網袋中,或是將小塊香皂黏在大塊香皂上,甚至直接丟棄。然而網袋的效果並不好,經常聚集水份,導致香皂軟爛水解,壽命大幅縮短;而黏合方式卻無法確保緊密程度,有時隨意放置卻緊密黏合,有時刻意加壓卻仍然鬆脫。這引發了我們的研究興趣,想要找出其中關鍵所在。

【研究步驟】

       教師希望學生透過觀察與體驗到的現象,引導學生推出結論。首先是學習皂化反應的原理即高級脂肪酸的鈉鹽和甘油的反應。其次是實驗程序設計,再來是自行設計實驗器具,最後是整理實驗數據,歸納推導實驗結論。

一、結合教材內容

       認識皂化反應及其應用肥皂的合成方法與去汙原理。

二、科展主題構思--肥皂黏合力探究

       (一)不同肥皂黏合力測試

       (二)自製肥皂固定器裝置

       (三)使用彈簧秤拉力分離不同肥皂

       (四)採用懸掛砝碼重力分離不同肥皂

       由(三)、 (四)兩種方法,了解肥皂之間的黏合力大小

三、進行科展探究與實作

       (一)認識皂化反應

       學生透過現行教材的學習,了解皂化反應是鹼催化下的酯水解反應,特別是指油脂的水解(水解是一種化學反應的過程,它是利用水將原來的物質分解形成另一種新物質的過程。)。就廣義方面而言,皂化反應係指在鹼性水溶液中,脂肪會被分解成甘油和固體脂肪酸鹽(即固體肥皂)。從狹義方面而言,皂化反應僅限於油脂與氫氧化鈉混合,得到高級脂肪酸的鈉鹽和甘油的反應。這個反應也是製造肥皂流程中最重要的步驟,肥皂因此得名。

       如果皂化反應速率慢,通常是採用加熱的方式,讓熟成反應加速,市售香皂生產廠常用這種方法生產,它可以使皂體皂化反應變快,並使皂硬化熟成更快,用不著幾天的等候,即可製成質地較硬的皂。

      (二)測試不同肥皂黏合力

     首先搜集坊間的香皂,粗分為平價香皂類如麗仕喚膚,中價位香皂類如IVORY,高價位香皂類如手工皂,不同用途皂類如南僑水晶皂。先以相同香皂進行不同黏合面積的比較,遭遇到問題是無法確保香皂接觸面的平整。

      (三)製作肥皂固定器

       接著進行肥皂固定器裝置的製作,要點有三,第一、材質的選擇需減少變形力的可能,第二、香皂固定裝置考量調整可能性,因市面香皂尺寸並無固定大小,第三、彈簧秤吊掛位置需能方便吊彈簧秤測量拉力。

以美工刀削平香皂表面

加壓黏合

以彈簧秤測量拉力

       (四)觀察與記錄

 

【結語】

       探究與實作課程,是一種以專題研究為導向的學習探究方式,將學生以小組分工,選擇與生活相關或環保相結合的問題,藉由發問、預測結果、蒐集資訊、實驗、分析、整理、歸納,形成結論及呈現研究結果,透過整合的學習模式,以培養學生具備主動探索、發掘問題及解決問題的能力。

       教師在教學中如能善用相關技巧,將能引導學生發現問題、合作討論並解決問題,藉以協助學生了解基礎知識、應用科學思考與奠基探究問題之習慣,進而涵養自然科學領域核心素養之「科學態度與本質」。

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