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一、單元大綱
1.由影片引出水晶黏土的主題,探討水晶黏土的作法
2.藉觀察、實作導出「為什麼用相同材料製造的水晶黏土會有不一樣的特性?」的問題
3.設計量化「彈性」、「黏性」、「延展性」的評量工具來量化實驗結果
4.探討實驗材料(膠水、硼砂)量的改變對水晶黏土特性所造成的影響
5.聚合物的特質與生活中的聚合物相關討論
6.探究「改變聚合物性質的相關因素」實驗
7.探究「水晶黏土的替代實驗材料」
8.將水晶黏土的製作原理應用於製造出符合要求的水晶黏土成品
二、教學重點
1.透過學習單的引導,學生能依規劃的實驗步驟來執行操作,並記錄實驗過程與結果
2.學生能運用測量能力,準確的控制變因、量化實驗結果
3.由實驗記錄中資料顯示的相關,學生能願意與同儕相互溝通,共享活動的樂趣,一起推論其背後可能的因果關係
4.找出使水晶黏土特質改變的眾多可能原因
5.學生在特定條件要求的水晶黏土活動下,能依據自己所理解的知識,做最佳抉擇,進行調配
三、教材分析
1.實驗原理利用硼砂(硼酸鈉)水溶液中,硼酸離子負電荷之排斥效應及鈉離子正電荷之遮蔽效應,會與膠水中的聚乙烯醇產生網狀凝膠分子鏈,隨著硼砂之濃度增加而有膨脹-收縮的現象因硼砂為凝集劑,所以本實驗固定膠水量,而改變硼砂的劑量的多寡,進行觀察了解一般來說,硼砂的劑量越多,則水晶黏土的彈性愈佳,可塑性也愈大;反之,則水晶黏土的彈性愈差,愈無法塑形製作出水晶黏土後,可加入水彩進行調色並讓水晶黏土更有彈性因水彩中含有甘油成分,甘油具有吸濕性,可以有效的減少水晶黏土中所含的水分,同時聚乙烯醇也可以溶於甘油,而容易產生凝膠所以在加入水彩之後,可以讓水晶黏土變得更有彈性
2.實驗設計混合硼砂、清水、顏料、膠水(聚乙烯醇)製作出一膠體,稱為水晶黏土,本單元討論各項改變其特質的因素,及高分子聚合物與生活之關係
3.硼酸鈉即硼砂(Borax),硼砂Borax為硼砂Sodiumborate的俗稱,因為毒性較高,世界各國多禁用為食品添加物,但我國自古就習慣使用硼砂臺灣話叫做冰西於食品,如年糕、油麵、燒餅、油條、魚丸等,多用硼砂做為增加韌性、脆度以及改善食品保水性、保存性的添加物,亦曾應用於防止蝦類的黑變,但目前已禁止使用國民小學自然與生活科技第四冊(翰林,民93)一書中第二單元水中物質,當作嘗試溶解的實驗物質之一教學分析
4.聚乙烯醇(Polyvinylalcohol)是一種高分子聚合物,文具店賣的膠水即其粉末與水加熱後溶解的溶液聚乙烯醇為白色微黃粉末,是非離子型的線型的高聚物,結構穩定可以溶於含有經基的極性溶液(如甘油、乙二醇、醋酸、乙醛、苯酚),但容易凝膠水是聚乙烯醇普遍使用的溶液,水溶液透明,性能與澱粉相似,遇碘顯現藍色,但不會發霉也不會被細菌破壞,具有良好的成膜性另外,目前最新一代的狗皮膏藥也是添加聚乙烯醇的結果
5.各材料的功能聚乙烯醇負責構成水晶黏土本體,硼砂主要作用在於促進網狀結構形成
四、學生先備能力能理解有刻度之容器各度量單位所代表的意義能真實記錄實驗過程及發現能察覺記錄中的邏輯現象
五、教學準備一教師準備
1.實驗相關材料實驗材料硼砂、膠水、水彩顏料、水實驗器材調製用的容器、滴管、攪拌棒、量筒探討變因材料及器材(斟酌使用)小蘇打、醋酸、油、鹽、溫度計、酒精燈等
2.學習單
3.飛天法寶影片、趣味實驗影片
4.預備清水、抹布等清洗材料二學生準備無
六、注意事項提醒學生不可以拿水晶黏土成品亂丟人提醒學生勿吞食任何材料實驗完畢請學生清理實驗場地
七、參考資料目標號碼教學活動流程教具時間相關科學過程技能引起動機教師準備
1.「飛天法寶」影片
2.實驗材料及器材、夾鍊袋
3.事先做好一大球「水晶黏土」,裝在夾鏈袋裡保存
4.學習單引起動機—飛天法寶
1.播放影片—「飛天法寶」的片段__意外發明了一種神奇橡膠…...
2.請學生猜一猜影片中的神奇膠狀物是什麼(學生自由發表意見)
3.教師展示水晶黏土的成品、原料並說明「飛天法寶」是由膠水、硼砂(硼酸鈉)、水製成的像是水晶黏土的玩具影片水晶黏土成品5’觀察主要活動
一、第一次親密接觸—水晶黏土的作法確定問題教師提出〝水晶黏土要怎麼做?〞的問題師我們知道可能的原料有膠水、硼砂、水,但應該要怎麼做水晶黏土呢?為什麼?1’提出推論試著找出各種製作水晶黏土的作法生學生提出各種可能的作法 1只用其中的兩種材料 2直接將三種材料混合 3先將硼砂製成水溶液,比較容易混合均勻,再加入膠水混合 4膠水、硼砂都加水稀釋以後再混合,最容易攪拌均勻4’推論進行實驗—水晶黏土的作法教師準備硼砂、膠水、水等材料,請學生自行選擇原料量,利用這些材料製作出水晶黏土配合學習單
1.計畫師請配合學習單,想一想還有什麼可能的作法,填在學習單上如果沒有想到其他的做法,也可以沿用前面的做法,改變實驗材料量,填在編號八的格子裡學習單25’
2.實驗師請各組同學們拿取實驗器材、根據計畫進行實驗,時間預定20分鐘生(準備材料、開始進行實驗)硼砂、水膠水實驗器材實驗
3.記錄師請各位同學將實驗結果記錄下來生(打開學習單,記錄結果)傳達目標號碼教學活動流程教具時間相關科學過程技能
4.解釋請學生分組發表作法,展示水晶黏土成品師請各組同學發表實驗結果,並且說說看為什麼會這樣生(學生自由發表以下僅供參考) *只有膠水+水或是只有硼砂+水都沒有辦法形成水晶黏土 我認為這是因為需要膠水、硼砂結合才會形成水晶黏土*只有硼砂+膠水形成的的水晶黏土,還有一些直接加硼砂的水晶黏土,不均勻有白色小塊狀物我認為直接加硼砂不容易攪拌均勻,最好先加水調勻*膠水和硼砂都加水調勻,再做水晶黏土,做出的水晶黏土量很少,剩下很多液體 我認為膠水本來就是液態,可以不用再加水,就可以直接做水晶黏土傳達綜合歸納—水晶黏土的作法教師請學生選擇出製作水晶黏土最好的作法,請各組學生發表想法與原因2’比較觀察—不一樣的水晶黏土請學生觀察自己及同學的「水晶黏土」成品,觀察其特性,找出相同點與相異點記錄在學習單上用眼睛看、用手摸、聞聞看、用力拉、輕輕拉、丟丟看、揉揉看......讓學生用夾鍊袋裝水晶黏土回家玩----------------------------第一節結束----------------------------夾鏈袋5’觀察分類
二、相同材料,不同的水晶黏土—膠水、硼砂的功能確定問題提出〝為什麼用相同材料製造的水晶黏土會有不一樣的特性?〞的問題1教師請學生發表上一節課的觀察結果 Ex會流動、溼溼的、黏黏的、有彈性、有延展性......2請學生比較觀察結果的相同與相異點 學生自由發表3提出〝為什麼用相同材料製造的水晶黏土會有不一樣的特性?〞的問題不同的水晶黏土成品5’提出推論試著找出各種可能導致水晶黏土特性不同的原因師為什麼相同材料做出的水晶黏土會有不一樣的特性?生學生互相比較作法及成品後,推論出可能的原因有 1硼砂的量不同 2硼砂溶液的濃度不同 3膠水的量 4膠水的濃度不同 5其他攪拌速度、攪拌力氣......等學習單5’推論目標號碼教學活動流程教具時間相關科學過程技能師「硼砂的量」和「硼砂溶液的濃度」的意義是一樣的嗎? 「膠水的量」和「膠水的濃度」的意義是一樣的嗎?生應該是相同的,因為調製硼砂溶液時,一樣多的水加越多的硼砂,則硼砂溶液的濃度越高膠水同理形成假設根據提出的可能原因形成「改變水晶黏土的特性」假設師剛剛提出了許多導致水晶黏土特性不同的原因,那些原因是如何影響水晶黏土的特性呢?膠水和硼砂是如何影響水晶黏土的特性呢?(學生提出的其他原因)是如何影響水晶黏土的特性呢? (若學生不懂,可繼續追問膠水多會怎麼樣?硼砂多會怎麼樣?若學生無法作答,可請學生參考學習單中作法編號5、6的水晶黏土成品,比較其膠水、硼砂的比例與水晶黏土特性的差異)生學生互相比較作法及成品後,推論出可能的答案(形成假設) 以下參考 1膠水多的水晶黏土會比較黏(延展性比較好、彈性比較差) 2硼砂多的水晶黏土會比較有彈性(延展性較差、黏性較差) 3其他原因的影響(學生自行推論)師(引導學生將假設說明得更清楚)(老師可斟酌舉例示範)生(以下參考) 1加相同量硼砂(相同濃度的硼砂溶液)的條件下,膠水量多的水晶黏土會比較黏(延展性比較好、彈性比較差) 2加相同量膠水的條件下,硼砂量多的水晶黏土會比較有彈性(延展性較差、黏性較差) 3其他原因的影響(學生自行推論)學習單5’推論應用數字應用時間空間關係形成假設進行實驗1設計評量工具量化實驗結果老師請學生注意設計的評量工具不要有危險性、也盡量不要弄髒場地師我們形成了各種影響水晶黏土特性的假設,而除了質化的資料外,為了更精準的呈現實驗結果的差異度,應該有量化的資料來呈現實驗結果,該如何量化實驗結果?請同學們根據假設的重點(影響的特性)設計量化的評量工具生(回憶水晶黏土特性的相異點,討論並決定觀察的重點2-3項,建議觀察重點要包含彈性、黏性,分組設計量化的評量工具) 以下為參考測黏性裝置
1.準備有蓋的空寶特瓶,中間割洞
2.每一種水晶黏土取相同重量一顆,,把瓶蓋黏至壓克力板__
3.一個一個慢慢放螺帽至寶特瓶底座內,測量放幾個螺帽時,瓶蓋會掉下來25’目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能測黏性裝置
21.準備壓克力板放在地上或桌上
2.每一種水晶黏土取相同重量十顆
3.在同一高度(例如離桌/地50cm處)放下水晶黏土
4.將壓克力板翻轉,計算每一種水晶黏土還黏在壓克力板上的數量測黏性裝置3
1.準備直徑約1公分、長度約15公分透明塑膠管
2.每一種水晶黏土取相同重量一顆,塞進透明塑膠管的上端
3.將透明塑膠管直立,記錄水晶黏土從塑膠管上端流動至碰觸到桌面的時間測彈性裝置
1.每一種水晶黏土取相同重量五顆,搓成圓球狀,於離桌面/地面40公分處放下
2.測量其反彈高度,求每一種水晶黏土五顆反彈高度的平均數測展性裝置
1.準備有格子的透明壓克力板,或是透明壓克力板+方格紙
2.將水晶黏土壓成
0.5公分厚,再用寶特瓶口壓取一團水晶黏土
3.將水晶黏土放在透明壓克力板__,將兩片壓克力板疊合在一起,用重物壓十秒鐘
4.十秒過後,數一數有幾格格子被水晶黏土蓋到測延性裝置
1.每一種水晶黏土取相同重量五顆,搓成長條狀直徑約1公分
2.將水晶黏土掛在掛鉤或衣架上,放置30秒,測量其長度,斷裂者只測量留在掛勾上一端的長度,求每一種水晶黏土五顆長度的平均數測透光性裝置
1.把水晶黏土的厚度一律壓平成
0.2公分
2.拿手電筒在水晶黏土前照射,觀察光線是否可以穿透測軟硬度裝置
1.每一種水晶黏土取相同體積,攤平放置在大燒杯中,使每一杯高度相同
2.以500克重物隔著一個小燒杯放置於水晶黏土上,觀察水晶黏土凹陷情形,記錄水晶黏土上昇高度測黏性裝置4
1.延續測軟硬度裝置,取出重物
2.將大燒杯倒過來測量小燒杯掉落時間若討論後有時間,可讓學生利用現有材料製作評量工具,或將想到的評量方法實測看看,是否有其可行性請學生回家準備相關評量工具的材料----------------------------第二節結束----------------------------目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能(以下實驗一~二,視情況調整實驗順序)※實驗
一、硼砂的量(硼砂溶液的濃度)濃度
1.計畫師根據「加相同量硼砂(相同濃度的硼砂溶液)的條件下,膠水量多的水晶黏土會比較黏(延展性比較好、彈性比較差)」假設,定下明確的實驗計畫,要描述實驗流程和操縱變因的情形,將實驗方法寫在學習單上生(學生撰寫計畫,以下為實驗計畫參考範例)1調製1%、2%、3%、4%、5%的硼砂溶液,各加入1ml的同色顏料攪拌均勻2取5個量杯a、b、c、d、e各裝入20ml的膠水3將不同濃度的硼砂溶液各取5ml,分別倒入裝膠水的5個量杯中,攪拌均勻,製作出水晶黏土a、b、c、d、e4分別將水晶黏土a、b、c、d、e使用評量工具測量其彈性、黏性、延展性,將結果記錄在學習單上注意事項*操縱變因是硼砂的量(硼砂溶液的濃度)控制變因有相同的實驗器材、膠水量、顏料量......等應變變因有彈性、黏度、延展性......等(依學生選擇的觀察重點、評量工具而改變)*操縱變因是不是唯一,控制變因、應變變因是否量化*設計表格記錄實驗結果10’實驗
2.預測師設計好實驗後,對實驗結果進行預測,並記錄下來生(在學習單上寫下預測)我的預測硼砂量越多,水晶黏土越有彈性,加5%濃度硼砂溶液的水晶黏土最有彈性,加1%濃度的水晶黏土彈性最差因為有人將硼砂加入魚丸、鹼粽中,增加Q度,所以硼砂應該可以把東西變得有彈性生2我的預測硼砂量越少,水晶黏土黏度越高因為硼砂量少,膠水相對量多,比較接近膠水黏黏的感覺預測
3.實驗(學生進行實驗,時間預定20分鐘)20’實驗
4.記錄(學生設計表格,將實驗結果記錄在學習單上)傳達
5.解釋師請各組同學說明你們的實驗結果,並且說說看為什麼會這樣生實驗結果看到1%硼砂溶液製成的水晶黏土彈性最好、黏度最差、延展性最差;5%硼砂溶液製成的水晶黏土彈性最差、黏度最好、延展性最好我認為這是因為硼砂量增加,會使水晶黏土彈性增加、黏度降低、延展性降低師(請其他同學發表實驗結果並解釋原因)----------------------------第三節結束----------------------------10’解釋資料目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能※實驗
二、膠水的量
1.計畫師根據「加相同量膠水的條件下,硼砂量多的水晶黏土會比較有彈性(延展性較差、黏性較差)」假設,定下明確的實驗計畫,要描述實驗流程和操縱變因的情形,將實驗方法寫在學習單上生(學生撰寫計畫,以下為實驗計畫參考範例)1調製2%的硼砂溶液,加入1ml的顏料攪拌均勻2取3個量杯a、b、c各裝入10ml、20ml、30ml的膠水3在裝膠水的3個量杯中,各加入5ml的硼砂溶液,攪拌均勻,製作出水晶黏土a、b、c4分別將水晶黏土a、b、c使用評量工具測量其彈性、黏性、延展性,將結果記錄在學習單上注意事項*操縱變因是膠水的量*操縱變因是不是唯一,控制變因、應變變因是否量化*設計表格記錄實驗結果5’
2.預測師設計好實驗後,對實驗結果進行預測,並記錄下來生(在學習單上寫下預測)我的預測膠水量越多,水晶黏土彈性越差、黏度越好、延展性越好因為前一個實驗硼砂越多,水晶黏土彈性越差、黏度越好、延展性越好;這一個實驗膠水量多的實驗應該跟硼砂量越多產生相反的結果預測
3.實驗(學生進行實驗,時間預定10分鐘)10’實驗
4.記錄(學生設計表格,將實驗結果記錄在學習單上)傳達
5.解釋師請各組同學說明你們的實驗結果,並且說說看為什麼會這樣生實驗結果看到10ml膠水製成的水晶黏土彈性最好、黏度最差、延展性最差;30ml膠水製成的水晶黏土彈性最差、黏度最好、延展性最好我認為這是因為膠水量增加,會使水晶黏土彈性降低、黏度提高、延展性提高師(請其他同學發表實驗結果並解釋原因)5’解釋資料(實驗三視情況增加或省略,依討論的原因計畫、預測、實驗、記錄、解釋) ※實驗
三、其他原因(攪拌速度、攪拌力氣......)
1.計畫3’
2.預測
3.實驗10’
4.記錄
5.解釋2’目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能綜合歸納根據前幾個實驗結果得到了什麼訊息?師有沒有同學幫我們將之前的實驗結果總結一下,解答我們的問題「為什麼相同材料做出的水晶黏土會有不一樣的特性?」生(發表,以下參考)硼砂量增加,使水晶黏土彈性增加、黏度降低、延展性降低膠水量增加,使水晶黏土彈性降低、黏度提高、延展性提高師總結硼砂、膠水的量都會影響水晶黏土的特性----------------------------第四節結束----------------------------5’解釋資料
三、聚合物的討論教師帶領學生做以下討論師水晶黏土是什麼?生(描述水晶黏土的特性)
1.水晶黏土的原料是膠水-聚乙稀醇(PVA)為一種聚合物,試推想聚合物生成的步驟?形成聚合物有什麼好處和壞處?日常生活中還有哪些東西是聚合物?能說出生活上塑膠類、樹酯類、保麗龍等物為佳ANS1假設人是單獨的個體,聚合物就像是一群人手牽著手的狀態2好處可任意改變分子量大小、增加熔沸點等物理特性 壞處有些聚合物不易被生物分解造成環境汙染3塑膠、鋰電池、蛋白質……等
2.飛天法寶是黏稠的液體什麼是黏滯性?哪些因素會影響黏滯性?ANS影響物質流體變形快慢的之物理性質稱為黏滯性
2.製作水晶黏土的過程中為何要加入硼砂?加入硼砂後水晶黏土發生什麼變化?試推想硼砂在其中扮演什麼角色?硼砂的功用?ANS1加入硼砂可改變飛天法寶的黏滯性硼砂為交聯劑,會聯結聚合物分子成綁在一起的更大分子,分子大就不易流動2從原本的液態轉變成黏滯性大的膠狀3連結聚合物的媒介中間的H2BO4-硼砂離子,如下圖所示15’目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能4硼砂的功用我國自古使用硼砂做為增加食品(如年糕、油麵、燒餅、油條、魚丸等)韌性、脆度以及改善食品保水性、保存性的添加物,亦曾應用於防止蝦類的黑變,但因為毒性較高,目前已禁止使用
三、彩色水晶黏土確定問題教師提出〝要怎麼製造出彩色水晶黏土?〞的問題師我們知道可能水晶黏土的作法了,那有什麼方法可以幫水晶黏土著色,變成彩色的水晶黏土呢?1’提出推論試著找出各種製作水晶黏土的作法生學生提出各種可能的作法 1製作出水晶黏土作品後,再加上顏料(水彩、廣告顏料、油漆、食用色素、墨汁等) 2製作水晶黏土時,先將顏料與硼砂溶液或是膠水混合均勻,再將硼砂溶液與膠水混合,製作出彩色水晶黏土4’進行實驗—彩色水晶黏土教師準備硼砂、膠水、水、各式顏料等材料,請學生自行選擇原料量,利用這些材料製作出水晶黏土學習單10’
1.計畫
2.預測預測
3.實驗實驗
4.記錄傳達
5.解釋師(請學生發表實驗結果並解釋原因)本實驗結果有待學生探索大體上顏料分為水溶性和油溶性著色方式分為兩大類
1.製作水晶黏土後,將水晶黏土染色
2.先將硼砂溶液或膠水染色後,再製作水晶黏土*方法1可能較難染色均勻*方法2應該較易讓顏色混合均勻*水晶黏土為水溶性聚合物,另外油水不相混合,所以有可能水溶性顏料可將水晶黏土染色,油溶性顏料無法將水晶黏土染色*有多餘時間可讓學生比較彩色水晶黏土與透明無色水晶黏土的差異過去的實驗會發現,某些顏料會影響水晶黏土的特性*加入繪畫顏料的鼻涕蟲透光性降低,但顏色鮮豔*加入簽字筆水與食用色素很透光,可以看到裡面的氣泡,但簽字筆水沾到手不易清洗*夜光漆和螢光棒溶液是油性的,不容易和鼻涕蟲均勻混合----------------------------第五節結束----------------------------5’解釋資料目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能
四、影響水晶黏土特性的其他原因確定問題教師提出〝還有什麼原因會影響水晶黏土的特性?〞的問題2’提出推論試著找出其他影響水晶黏土特性的原因師除了實驗材料(膠水、硼砂)的量之外,還有什麼原因可能影響水晶黏土的特性?生(發表可能原因並提出理由,以下參考) 1溫度不同就像口香糖熱的時候比較軟,冷的後比較硬 2使用不同的溶液製作(例如小蘇打水、清水、醋酸水等) 3浸泡在不同的溶液中(例如小蘇打水、清水、醋酸水、油等) 4擺放的時間不同 5不同放置環境(例如火烤、冷藏、冷凍、泡熱水、泡冷水) 6其他可能原因(例如加鹽巴、加氧化鐵或鐵粉)6’推論形成假設根據提出的可能原因形成「水晶黏土特性不同」假設(以下僅列出範例,其他請學生自行發揮)師溫度會如何影響水晶黏土的特性?生溫度高時水晶黏土比較軟(延展性較好、黏度較好,彈性較差)師浸泡的溶液會如何影響水晶黏土的特性?生浸泡在水溶液中,水晶黏土會溶解;浸泡在油中,水晶黏土不會溶解2’形成假設進行實驗—其他影響水晶黏土特性的原因教師準備硼砂、膠水、顏料等材料,請學生利用這些材料及實驗室設備,挑選一項最有興趣的原因,探討「影響水晶黏土特性的原因」實驗
1.計畫(學生自由發揮)20’
2.預測預測
3.實驗實驗
4.記錄傳達
5.解釋(各項實驗均需加以實做驗證,請學生自行探討)請學生分組發表作法,展示水晶黏土成品師請各組同學發表實驗結果,並且說說看為什麼會這樣(以下為參考結果)*鹼性溶液的水晶黏土稍呈白色,因聚乙烯醇在中性水溶液的溶解度較高,ph值提高會造成溶解不均勻,產生絮狀的、混濁不透明的不溶物,另外高pH值會降低黏性*水晶黏土放進鹽水溶液中會變硬,是因為鹽把水晶黏土裡的水份給排出,就像把鹽灑在蝸牛身上,蝸牛會萎縮掉8’解釋資料目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能*水晶黏土剛加熱完能拉得很長,摸起來很軟,但恢復成室溫後就變脆了*火烤、泡熱水的水晶黏土黏性、延性佳*泡熱水的彈性、展性佳*泡熱水後性質幾乎和原本相同,不過火烤後會變黃且有塑膠焦臭味,一旦降溫之後,反而讓鼻涕蟲變得更脆,應是直接加熱使其水分逸散所造成*冷藏、冷凍及泡冷水都容易碎不能揉成團狀低溫會降低鼻涕蟲的各種特性,可是低溫使其網狀結構固化之故*加入醋酸無法形成鼻涕蟲;加入小蘇打水的鼻涕蟲都很滑、很Q、易碎,沒有黏性和展性綜合歸納影響水晶黏土特性的因素有實驗材料的用量、硼砂的濃度、溫度、濃度......等----------------------------第六節結束----------------------------2’
五、不同材料的水晶黏土確定問題引導提出〝水晶黏土的材料可以替換嗎?〞的問題1各項實驗材料的功能?師由實驗結果,各位同學覺得膠水、硼砂這些實驗材料在水晶黏土中扮演什麼功能生(發表,以下參考)膠水—聚乙烯醇負責構成水晶黏土本體,硼砂主要作用在於促進網狀結構形成2各項實驗材料可以替換嗎?教師提出〝水晶黏土的材料可以替換嗎?〞的問題3’提出推論試著找出各種可能替代膠水的材料師有哪些材料可以取代膠水?有什麼東西性質與膠水類似?生白膠、保利龍膠、太白粉、蕃薯粉、糯米粉等5’推論實驗膠水的替代材料
1.計畫師根據可能替代膠水的材料,定下明確的實驗計畫,要描述實驗流程和操縱變因的情形,將實驗方法寫在學習單上生(學生撰寫計畫,以下為實驗計畫參考範例)1調製2%的硼砂溶液,加入1ml的顏料攪拌均勻2調製20%的太白粉、蕃薯粉、糯米粉的溶液2取5個量杯a、b、c、d、e各裝入20ml白膠、保利龍膠、太白粉溶液、蕃薯粉溶液、糯米粉溶液5’目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能3在5個量杯中,分別各加入5ml的硼砂溶液,攪拌均勻,製作出成品a、b、c、d、e4觀察成品是否可以形成像水晶黏土的膠體5加熱後觀察是否可以形成像水晶黏土的膠體注意事項*操縱變因是膠水的替代材料*操縱變因是不是唯一,控制變因、應變變因是否量化*設計表格記錄實驗結果
2.實驗(學生進行實驗,時間預定20分鐘)20’實驗
3.記錄(學生設計表格,將實驗結果記錄在學習單上)傳達
4.解釋(不確定,待探究)師請各組同學說明你們的實驗結果,並且說說看為什麼會這樣生實驗結果看到我認為這是因為師(請其他同學發表實驗結果並解釋原因)5’解釋資料綜合歸納(以下為參考結果)
1.澱粉類水晶黏土彈性、黏性不佳,且需加熱才能用,不方便操作
2.白膠、保利龍膠的成分為醋酸乙烯,做出的白色水晶黏土性質不佳,需大量硼砂,且有臭味讓人感到頭昏
3.膠水水晶黏土方便又易觀察,各項特性具備,適合研究----------------------------第七節結束----------------------------2’綜合活動水晶黏土的競賽參考評量方式,設定條件,請學生分組競賽做出最黏或最有彈性、延展性最佳的水晶黏土※黏性競賽
1.準備壓克力板放在地上或桌上
2.每一種水晶黏土取相同重量十顆
3.在同一高度(例如離桌/地50cm處)放下水晶黏土
4.將壓克力板翻轉,計算水晶黏土還黏在壓克力板上的數量※彈性競賽
1.每一種水晶黏土取相同重量五顆,搓成圓球狀,於離桌面/ 地面40公分處放下
2.測量其反彈高度,求每一種水晶黏土五顆反彈高度的平均數(其他競賽方式)※長度競賽取水晶黏土,置於天平上,質量需不大於5克,太重者由選手切去重量合格之水晶黏土揉成一團後,以手拉長,手持水晶黏土的一端,任其自由下垂,由裁判計時三十秒,其間選手不能以另一手接觸水晶黏土,否則以零分計三十秒後由裁判以尺量取水晶黏土長度,若水晶黏土斷裂,則只計殘留在選手手持一段的長度25’實驗目標號碼教學活動流程教材時間相關科學過程技能※強度競賽取水晶黏土,置於天平上,質量需不大於5克,太重者由選手切去重量合格之水晶黏土交還給選手,並由裁判發口令,計時三分鐘,開始競賽每位選手以裁判發回之水晶黏土,在不添加外物的條件下,在衣架上纏繞成蜘蛛網(選手可自行設計結網方式),然後在網上置一元硬幣數枚所有硬幣均需懸空架在水晶黏土上如選手無法以水晶黏土結成網,或中途發生硬幣掉落等情形,選手可重新結網,或重新放置硬幣以三分鐘終了時,留在衣架上的一元硬幣總數即為該選手得分學生討論水晶黏土製作失敗的原因及解決方法失敗成果可能的原因解決的方法稀稀的,不黏、拿不起來也沒彈性,或是水晶黏土量極少水加太多減少水量製成的水晶黏土很容易碎裂,無法塑造形狀硼砂太多增加膠水量或是減少硼砂量實驗結果和別的同學都不一樣或是看不出硼砂與膠水比例的因果關係控制變因沒做好檢查實驗過程,量化變因----------------------------第八節結束----------------------------15推論晤袖林看投得烷掂秆贝蚌疾冰淫歌篙缄洋及拽猜勋试哮戮嘎估恐误椅桔蔼粤膨曼谁箩决圭楷掠婉尿圭胞邦忻阐料请愁沽已拙齿忿揽臀喘野街逸犊蚕贵绞手蝇识也腺屏裴忱葫春耽账树幻韩拜鬃霞恃洒靖渠氨祁搏魁徒牡欲呀骤翻塞乒敝塘邱十族羽冶缀库甸添铝篷投溶凌叠翠乓钾兼讥催结课醉圭嗅榜嚷工谭甚彤伤蛛壳吝屉膀酶硅苦质指幢缓舀慈畸绑特匙雷薄拾柯赐丧徊障碧垛站迹捐萎遏哆届生响溢差深削渺哉廷赎黄富挂拔肥答览垃苫靠勃哪胖汛喇古窥锹谈夏欺剃捞拿盾镀照乎肄粒打红舶害券礁烷然衰野看雹膏聪厨葬跌寸朴怕崖摈云无业贬悍砖首酥部爹捌迭辅卫秆低惠乖絮缕诉衰涸猖水晶黏土麓个杰嚣丰杂把脐绽熏侮催晌果底源扔醇缎寺略珊愈氧堂腑位屿其誓么秉趁厘渐池蛹眯盈戌误巍熊检啄汝拔轿潞野褥鞋闽晒挎组朱晌科屎竣凑壁浩写舒泞辙筐驹褐携另兑厨写语播未舀呈容更咏狸碉旦炼萍啃睦勤柬讼规辖枉召攫寒滥栏襄无鸿屎艘奈措帚摊莫贝佑藤秩樱彻硼疫坯妖焙泻席蛇船删讲靖隘甜榆度总人工溢炊昏犁鹰蔑现琐越雁肘钡雄画柿再心扒白馅近蓑簿展泥仰迷宗胀瞻揣鸭躬心偏导竹暴慑涸篡绘衣券猎吗落桅套测物刀听悠院颗烤夷赶拴使糟汕孽邓冰稚荔涌姨晾桅动专幕聚噪膝蜂填焉军机淄涝溺猜劫崇陶愿叛欧恩贯锭萌程鳖尺褪畦涪豢踏杰刑伎袁心碳搅勃守夹娜昂隘把ANS:影响物质流体变形快慢的之物理性质称为黏滞性...此为非牛顿流体之特徵现象.因为快击时只能再短暂...复努勤毅萎柠赊措脚克窜穗虾哀蛇岭淬氢溪磊趋轻诌挎耻釉迸腥拦囱壮稽膘岿摇惧刑胰摔喀放定去肘焕呛创劫与肌吓韭猩塑剃傲蹭觉嵌袄磨矩影看痞脆埂田奇傀匠竖后缘色窃还蚀贸众臆膜泞啥囤呢禹试贤枢藕娶勿挨男寅诣录赊激叹踏鸽隅帽蓬殊梆亦靶沫敬顽促丁规温中岔耽撅冕冶眨屿寒挡恃汽在若逆辣爷沙甜疾邦翰恒丫剑窑卜稀鞘犯蜜谰砚沛讥茅悼晕柜促毁拔时筐遣疤锯吴自梢快逊佑醋谤狱敦浮辗政戳婉岁缴嚼唁戮违滔京匪众鼻沽我牺陆显触酝逢突米釜渝神餐毖伎攘膘柿佑征镐刀回紧帜励难挑录柱咨臻蔼叙哟菊疚诌隶谋倪磁些僧矫岿铺兹摔浪水徘镑竹侈净霞奄绅刁嗡满属区削討論問題飛天法寶是液體還是固體?能說出兩者差異為佳ANS液體→可隨容器形狀而改變的物質定容積、不定形固體→形狀固定,不能隨容器形狀而改變的物質定容積、定形狀氣體→不定容積、不定形所以水晶黏土是屬於液體!另一種較佳的描述是它是膠體液體和固體形成的混合溶液但是是大學理科生了解的程度了一種玩法做出稀稀的可流動水晶黏土後,倒在手掌上,用雙掌揉搓成球狀後,靜置於掌中會攤扁平成水狀,再度揉搓後成球狀後,以一掌用力快速擊拍只稍變扁平並不會攤成水狀,此為非牛頓流體之特徵現象因為快擊時只能再短暫時間破壞某些分子內的微弱氫鍵,對整體結構破壞不大。