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動手玩科學--以實作探究體會科學的魅力

大甲區東明國小王文賢組長 03/31/2020 196 點閱

  在國小的自然領域教學中,常常脫離不了課本中一成不變的經典實驗,但老師們若能多加思考,定會認同在這些「經典實驗」設計裡,孩子容易養成照單全收的習慣,反而限制其創造思考能力。因為,那些所謂的「經典實驗」都有相關步驟可循,孩子們「循規蹈矩」的結果只換來「正確」的實驗結果,事前已經可以被準確預測的結果,在這樣的實驗設計下,學童很難親身體會到科學中極為重要的一環--探索。

  筆者在實施自然領域實驗教學時,會調整課本的實驗設計讓操作方式跟課本有所不同,以免學生總是覺得只要看課本呈現出的結果就好了,而不認真進行實驗操作、測試與記錄。以下是筆者對於「觀測太陽」、「酸鹼鹽」、「力的作用」等三個單元的實驗教學情形,概述如下:

一、觀測太陽

  在本單元中,除了教授基礎的太陽知識以及觀測太陽等技能外,課文在最後延伸出綠能的概念。筆者在此單元結束後,以自製太陽能動力車作為此一單元的最終活動,不僅延伸綠能的概念,更讓孩子透過實際製作太陽能車,先行接觸到以後所會接觸的概念--重心、速度。筆者並非要讓孩子學習這些原理,而是知道這些原理的效應,亦即實際展現出來的效果。

  在此實驗中,體積最大的部分即是太陽能發電板,因而給予學童的任務是:「如何讓車子能筆直地跑?」學生在過程中不斷嘗試,發現太陽能板的位置會影響車子的行進路線(即重心的概念),過程中不需要任何數學與科學先備知識,只要知道效應即可。透過這樣的動手做,每位孩子完成了這世上屬於自己獨一無二的能源車,每台車的行進路徑亦不相同,還可以用此來進行賽車比賽,讓孩子先行了解到有關速度的概念。

學生正在進行太陽能車的組裝
學生正在進行太陽能車的組裝

二、酸鹼鹽

  在本單元中,學生學習到了酸鹼的性質以及中和的概念,本單元筆者設計了自製地雷包和冷冷包的實驗,透過小蘇打與檸檬酸水溶液的酸鹼中和,讓孩子在安全的情況下實際操作酸鹼配置,觀察溶解的情況,更讓孩子透過自行調整比例(教師僅給予上下限的限制),改變實驗結果的不同,特別挑選這樣的實驗還有另一用途,即是此實驗會讓外包裝摸起來十分冰冷,直覺挑戰學生對於酸鹼中和會放熱的觀點。

  本實驗主要由小蘇打與檸檬酸發生反應,透過藥品濃度的差異,影響二氧化碳的生成數量,若生成之二氧化碳氣壓足以撐破夾鏈袋,即成為地雷包;反之透過此實驗最終結果為吸熱的特性,形成冷冷包。本活動給予學童的任務在於分別做出冷冷包與地雷包,並發現影響的關鍵是哪個藥品。

學生正在進行小蘇打與檸檬酸發生反應的實驗
學生正在進行小蘇打與檸檬酸發生反應的實驗

三、力的作用

  在本單元中,孩子有著力會改變物體運動狀態與型變兩種效應的概念。最後設計以中午吃剩的米飯來製作足球飯糰,參考曾經紅極一時小熊餅乾做法,讓學生透過搖動紙杯來製作飯糰。學生無法想像為何做出來的飯糰可以如此的圓,本活動之任務即是要讓學生思考過程中力的效應,並透過實際搖動製作,探討搖晃的手法是否影響飯糰的形狀。

學生透過搖動紙杯來製作飯糰
學生透過搖動紙杯來製作飯糰

  學童們在過程中皆展現出有別於課堂上的學習動機,或許是活動的新穎、抑或是探索學習的開關被打開了,不論如何,在這些活動中孩子親自動手玩、也從過程的問題中發現一些科學效應,儘管不曉得這些原理的名稱。更重要的是,孩子解決任務之後的微笑,更是這些課程中最好的回饋吧!

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