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糖果的科學觀察~化學變化還是物理變化 無次要群組 列印 推薦
作者或來源 zfang 2013-04-22 23:19:05
關鍵字 1發泡錠 2跳跳糖 3化學變化 4物理變化 5二氧化碳
此文完整連結 http://zfang.zipko.info/288.html
文章歡迎轉載,請尊重版權註明連結來源。
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繼數字方塊之後,第二、三節課就是培養觀察能力的小小實驗了,以往都只作發泡錠實驗,今年則將跳跳糖與發泡錠共同作比較,科學的第一歩就是觀察,它們好觀察、有變化、新奇又可以喝,有意思。

活動之前會先講解一點點課,物質的變化分為物理變化與化學變化。物理變化前後,物質本質不變,例如:三態變化(水沸騰、巧克力熔化)、雞蛋打破、糖的溶解、衣服水洗褪色…等;化學變化則會有新物質的產生,例如:食物的消化、牛奶變酸、燃燒、生鏽、衣服日曬或經漂白褪色…等。

學生有了初步的觀念之後,就拿二個例子問學生:『雙氧水經催化劑或酵素分解後,產生氣泡,是物理還是化學變化?』雙氧水經化學反應分解出氧氣,是化學變化。
『那麼,汽水搖晃後打開瓶蓋 (或是將曼陀珠食鹽加入可樂中),也會冒泡,它是什麼變化?』
汽水中原本就溶解過量的CO2(通常在汽水中約有4個大氣壓的壓力),使CO2在高壓低溫時有很好的溶解度,但隨著開瓶(壓力減小)、喝入腹中(溫度提高),或是加入擾動物質(作為凝結核),就會使原本溶解在其中的CO2跑出來,所以呢~這樣的變化是物理變化。

分了幾組,就在教室中分組操作。
『每組一個同學來拿一包”藥品”~』我將準備好的小包跳跳糖分給學生:『請先觀察它,再將它放入口中(舌上),紀錄下你的發現,並且告訴我~它是物理變化?還是化學變化?寫多一點,要說明你的理由。』

『這個我早就吃過了,我知道它是什麼!』
跳跳糖對學生而言不算希奇,人~通常對於『未知物』比較好奇,但是對於生活中常見的『已知物』,習以為常或著從沒認真想過,以致常常忽略它其中的奧秘。
『雖然很多人都吃過,但老師希望你能好好觀察它,或許會發現,你以為很普通的東西居然也有學問,那對你一定更有意義。』

就這樣,學生進行約二十分鐘的觀察,而同時我也在觀察他們。令我欣喜的是部分學生除了放入口裡之外,還會主動試著將跳跳糖放入加水的瓶蓋中,觀察它的反應。
『老師,我可以用熱水試試嗎?』當然可以,對於主動有心嘗試的學生,我立刻又多給她一包。
『看不到氣泡耶~』她將熱水加入袋中:『不過聽得到聲音喔~很激烈喔。』

回收報告,將學生觀察與推論整理如下:粉紅色顆粒狀,形狀不規則大小不一,表面有小孔,具有黏性,有時候會結成一大塊。吃下去有點麻麻,在嘴裡會彈開,上下起伏不停跳動,有刺激的爆炸聲,超小型爆炸。(也有同學以水測試,感覺有在跳,但事實上卻沒看到在跳,但舌頭刺刺的,有被打到的感覺!)

『好~它是什麼變化?』
學生推論一:遇熱和水,糖溶化成液體,溶化的時候釋放出CO2,所以是物理變化。
學生推論二:可能有氧氣藏在糖果縫隙中,覺得是物理變化。
學生推論三:可能是某種物質與水產生化學反應。
學生推論四:與唾液產生化學變化。

大部分都認為是化學反應,不過我並未立即解說,因為~下一節課又要吃了,一起比較再解說吧(暑輔有連二節課的排課)。

*******

第二個主角用的是發泡錠,從8、9年前的不普遍,到現在已經有不少學生有接觸過它。台灣的發泡錠真貴~目前用的是屈臣式販售的,一罐20顆150元,因為帶小孩走不開,請先生幫忙買,他碎碎唸:『這太貴了吧!』
『這已經是我找到最便宜的了,作實驗~值得!』幾年前他出差到德國,幫我帶了十幾罐,他說最便宜的只要0.2歐元(價差在於維他命成分單位不同))。

每組以橘色的發泡錠開始觀察,同樣在紙上寫下觀察結果,並且推論它是物理變化還是化學變化。用橘色(綜合維他命口味)的發泡錠是因為視覺效果的明顯。
『仔細觀察它的外觀,利用你的五官~』學生的觀察紀錄:錠狀,約十元大小,粉紅色偏紫色,有白色摻雜物,摸起粉粉的表面凹凸不平的感覺。易碎,過度施力容易碎成粉末狀。(其實放久了還會有點黏黏的,因為它會潮解~)

『每組再來領取半杯開水,將它放入水中觀察變化~』提醒學生放入水中時記得整組要一起觀察,發泡錠最有意思的就是:清水變汽水的瞬間,像變魔術一樣。『然後~還要喝它!』明明是營養飲品,怪的是學生把它當作洪水猛獸,常常看到學生在玩猜拳,最輸的要乾杯。

學生的觀察紀錄:放到水裡之後,發泡錠先沉後浮,逐漸溶解變小,不斷冒出泡泡,水開始變成淡黃色,顏色由淺黃到深黃,感覺有些白色漂浮物。喝起來有碳酸飲料的感覺,味道有點像柳橙汁,剛喝下去時有一點微酸,吞下去有一點甜。

『想不想直接吃看看?』學生當然想!
『喝完後帶空杯到前面,每組再領一片,可以剝小塊放在口中或舌上,看它與跳跳糖的反應有什麼不同?』不過得提醒學生,發泡錠的正確飲用方式是將它加入水中,溶解完畢再飲用,如果直接吞食很危險,胃會脹氣。
學生的觀察紀錄:如果不丟入水中,剝小塊放入口中直接吃,吃到嘴裡就像在水中看到的一樣,使嘴裡出現很多泡泡,與跳跳糖不同。跳跳糖會在口中跳,跳動較強烈;發泡錠感覺反應比較慢;但如果是直接放入水中,發泡錠冒泡激烈明顯,但跳跳糖看不到冒泡~不過,可以用聽的喔。

同樣猜測它是什麼變化?
學生推論一:可能是與水起化學變化,產生氣泡。
學生推論二:因為它是邊溶化邊冒泡了,針對溶解的現象,認為是物理變化

*******

花了一些時間與學生討論~跳跳糖與發泡錠的共同點,都是與水接觸後會產生氣泡(CO2),大多數的人都認為是它們與水產生化學反應,水的確扮演重要角色!參考解答:跳跳糖會跳是物理變化,發泡錠的冒泡則是化學變化。

由二者的成分標示可知其中差異,跳跳糖的製造過程是在高溫糖漿中灌入CO2,冷卻後CO2被封在糖粒中,加上釋壓時糖塊崩解,所以跳跳糖的顆粒是不規則小塊狀。當跳跳糖在水中或口中溶解,就會釋放出CO2,如同汽水一樣~是物理變化。

而發泡錠的主成分是檸檬酸與小蘇打,這二種在固態粉末形式中不會起反應。一但加入水中溶解後,檸檬酸中酸的成分與小蘇打的碳酸氫根反應H+  +  HCO3-  -->  H2O  +  CO2,便會產生CO2,這是化學變化。

『老師,糟糕我寫錯了~會不會分數很低?』並不是依照答案的正確與否打分數,我喜歡學生有自己獨到觀察與推論,即使未必正確,只要言之成理,也是好答案!

這些生活知識或許不會成為考試題目,但能夠了解生活中可見事物的原理,我還是覺得有教育意義!(這也是我最大的痛楚,升學主義下教這些不會考的知識,在某些人士眼中,總覺得我在浪費時間~)這些活動,除了讓學生獲得知識與應用之外,讓初次見面的師生之間更親近~則是另一大收穫!

 

 


分類:創意教學與科學活動 2008/07/21 23:45

END
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