神奇宝特瓶.docx

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神奇宝特瓶

神奇

寶特瓶

設計者：

花蓮市明義國小丁嘉琦、董韶芳

1、教學主題：

神奇寶特瓶。

2、教學理念：

1.自然與生活科技領域的教學非僅限於科學知識的學習而已，引導兒童將已學過的科學知識應用於解決日常生活問題的能力，亦相當重要。

2.科學的學習必須是同時符合手到（handson）和心到（mindson）兩項原則（Martin,1997），除了強調學生親自操弄之外，更重要的是學生親自去思考、探究，發現問題所在，並應用科學原理與方法來解決問題，如此，學生不但能透過科學活動，學習到重要的科學過程技能（processskill），並能透過探究過程，發現問題進而找出解決問題的方案，以提升對科學概念的瞭解。

3.本活動設計采合作學習方式進行，透過小組成員的互動、對話，以利於思考的激蕩，並有助於團體凝聚力的形成，團隊合作是未來社會工作生涯的主流型態，在學校的學習情境中就應該有這樣的學習經驗。

此外，建構主義的教學強調合作學習的教學策略，雖然知識的建構是由個人自己建構出來的，但是別人意見或看法也會影響個人建構的知識，因此，善用學生互動，將有助於建構彼此的知識及概念。

4.基於以上三點認知，本教材的教學活動設計是先利用生活周遭隨處可得的寶特瓶，配合一些有趣的科學活動，讓兒童從趣味的活動中，嘗試探討其科學原理，瞭解科學並非想像中的生硬難解，並藉此引導兒童發揮想像力與創造力，應用科學原理，化腐朽為神奇。

3、學科領域：

自然與生活科技。

4、授課時數：

九六Ｏ分鐘（二十四節）。

5、適用對象：

國小高年級學生／第三學習階段。

6、教學目標：

本活動教學目標區分為認知、技能、情意三大領域，茲說明如下：

（一）認知領域：

1.能以科學原理解釋活動中所看到的現象。

2.能對生活上的一些自然現象，應用科學原理，加以解釋，將科學與生活結合。

（二）技能領域：

1.透過活動，學會觀察、測量、溝通等科學過程技能。

2.能依照教師的指示完成科學實驗或裝置器材。

（三）情意領域：

1.能重視團體榮譽，並積極參與小組的討論，合作完成小組任務。

2.培養獨立思考、解決問題的能力，並激發創造潛能。

3.能運用巧思，將廢物再利用，培養環保意識。

7、能力指標：

＊自然與生活科技

1-2-4-2運用實驗結果去解釋發生的現象或推測可能發生的事

1-2-5-2能傾聽別人的報告，並能清楚的表達自己的意思

1-3-5-3清楚的傳述科學探究的過程和結果

1-3-5-4願意與同儕相互溝通，共用活動的樂趣

1-3-4-1能由各不同來源的資料，整理出一個整體性的看法

1-3-4-2辨識出資料的特徵及通性並作詮釋

3-1-0-1能依照自己所觀察到的現象說出來

3-3-0-3發現運用科學知識來作推論，可推測一些事並獲得證實

5-1-1-1喜歡探討，感受發現的樂趣

5-1-1-2喜歡將自己的構想，動手實作出來，以成品來表現

5-2-1-2能由探討活動獲得發現和新的認知，培養出信心及樂趣

5-2-1-3對科學及科學學習的價值，持正向態度

6-3-2-2相信自己常能想出好主意來完成一件事

7-3-0-2把學習到的科學知識和技能應用於生活中

7-3-0-4察覺許多巧妙的工具常是簡單科學原理的應用

8、教學資源：

（1）本單元宜採用合作學習的教學策略，故應事先將兒童分組，每組約四至六人。

（2）本單元的活動要使用到許多的寶特瓶，可事先請每位小朋友準備一個寶特瓶。

（3）本單元活動使用之學習單，應事先印妥。

（4）學習單看誰滾得快、測量肺活量、滴水引泉、腦內大革命。

9、教學流程：

活動項目

教學流程

教學時間

節次

活動一

寶特瓶汽水

「生氣」了！

1.汽水「生什麼氣」？

40分鐘

第一節

2.討論與發表。

40分鐘

第二節

活動二

看誰滾得快？

1.滾一滾。

40分鐘

第三、四節

2.分組探討與發表。

40分鐘

活動三

測量肺活量

1.定單位刻度。

80分鐘

第五、六節

2.測量肺活量。

40分鐘

第七節

3.競賽與討論。

40分鐘

第八節

活動四

大家來造雲

1.準備活動。

40分鐘

第九、十、十一節

2.人造雲。

80分鐘

活動五

製作抽煙機

1.裝置器材。

40分鐘

第十二、十三節

2.操作與討論。

40分鐘

活動六

浮沈遊戲

1.製作浮沈子。

40分鐘

第十四節

2.操作與討論。

40分鐘

第十五節

活動七

滴水引泉

1.滴水引泉。

40分鐘

第十六節

2.我也會做。

80分鐘

第十七至二十節

3.探究活動。

80分鐘

活動八

腦內大革命

1.準備活動。

40分鐘

第二十一節

2.發展活動。

80分鐘

第二十二至二十四節

3.結束活動。

40分鐘

活動一：

寶特瓶汽水「生氣」了！

（80分鐘）

（一）汽水「生什麼氣」？

（40分鐘）

1.大多數的小朋友都喜歡喝汽水，教師詢問學生汽水為什麼會冒泡泡，藉此引發其參與活動的動機。

2.將寶特瓶汽水打開，瓶口套上塑膠管，另一端置入澄清石灰水中。

（如下圖）

3.將寶特瓶置入熱水槽中。

注意：

熱水不要太熱，以免寶特瓶受熱變形，此外，使用熱水應注意安全。

4.數分鐘後，觀察石灰水變化情形。

小朋友應仔細觀察，並發現石灰水由澄清變為混濁。

5.分組討論實驗所看到的現象。

（二）討論與發表（40分鐘）

1.分組討論下面的問題：

（1）汽水與一般飲料有什麼不同的地方？

加了什麼氣體？

（2）為什麼要將汽水置於熱水槽中？

不放在熱水槽中可以嗎？

有什麼代替的方法呢？

2.各組發表小組討論的結果。

3.教師綜合各組發表內容，做成結論。

評量方式：

1.觀察學生參與活動和討論的情形評定個人成績。

2.由各組報告內容評定小組成績。

教學資源：

1.各組應準備器材：

寶特瓶汽水、軟木塞、塑膠管、石灰水、熱水、燒杯。

2.經小組討論後，各組應發現：

從汽水中冒出的氣體會使澄清的石灰水變混濁，所以，汽水中所含的氣體是二氧化碳。

3.氣體的溶解度會隨溫度上升而減少，這與固體的溶解度隨溫度上升而增加的性質大不相同。

因此，汽水放在熱水槽中是為了加速氣體的產生。

4.若不放在熱水槽中，亦可以「搖動」汽水瓶的方式取代。

因為氣體的溶解度會隨搖動（攪動）次數的增加而減少，這與固體的溶解度隨搖動（攪動）次數的增加而增加的性質大不相同。

活動二：

看誰滾得快？

（80分鐘）

（一）滾一滾（40分鐘）

1.各組發一張「看誰滾得快」的學習單。

2.準備一樣大小的兩個空寶特瓶，其中一個裝一半滿的水，將兩者置於斜板上，同時由斜板滾下，結果會如何？

先請學生預測，再做實驗。

3.接著將空的寶特瓶裝滿水（瓶內不要有空氣），並與裝半滿水的寶特瓶，同時由斜板滾下，結果又會如何？

先請學生預測，再做實驗。

4.請學生預測將裝滿水的寶特瓶和空的寶特瓶，同時由斜板滾下，結果會如何？

接著做實驗，驗證自己的預測。

（二）分組探討與發表（40分鐘）

1.教師請各組學生討論上面三個實驗結果的原因。

2.各組選派一位學生發表，發表的同時，其他各組可以針對有問題的地方提出質疑。

3.當全部小組發表完畢時，教師作一總結，並表揚表現優異的小組或個人。

評量方式：

1.觀察各組實驗與討論的過程，及各組的報告內容，評定小組成績。

2.依據發表與提問的過程及內容，評定個人成績。

教學資源：

1.各組一份「看誰滾得快」的學習單。

2.二個相同的寶特瓶，寬1m的木板一片。

3.本活動的科學原理：

水和寶特瓶瓶壁之間的摩擦力會使瓶子滾動變慢，空瓶中之空氣與瓶壁則無如此的摩擦力。

活動三：

測量肺活量（160分鐘）

（一）定單位刻度（80分鐘）

1.教師說明空氣佔有空間，利用簡單的器具，就可以測量自己的肺活量。

各組發一張「測量肺活量」的學習單。

2.教師指導小朋友在寶特瓶上定出刻度。

由於寶特瓶是不規則的物體，定刻度時並非等分，因此，單位刻度要定小一點，以免判讀刻度時發生困難。

3.指導小朋友利用100ml的燒杯，每倒入一杯水於寶特瓶中，便將寶特瓶蓋上瓶蓋倒立（瓶口朝下）置於桌上，待瓶內的水靜止後，在瓶外水面的地方，用油性筆在寶特瓶畫一刻度，即每一刻度代表100ml。

由於基本單位刻度為100ml，故2公升的寶特瓶可定出20個刻度。

4.指導各組利用定好刻度的保特瓶製作肺活量測量裝置，首先將一個透明的寶特瓶裝滿水，倒置于另一個裝滿水的桶子內，插入一條橡皮管於寶特瓶內。

（如下圖）

（二）測量肺活量（40分鐘）

1.請各組學生輪流測量肺活量，並加以記錄，測量方法如下：

（1）先深呼吸一口氣，然後將空氣由橡皮管吹入寶特瓶內中，但中間不可停下來吸氣。

（2）由橡皮管進入的空氣，會將寶特瓶內的水，排到盆子裏，而使寶特瓶內上端的充滿空氣，記錄其刻度便可得到學生肺活量的資料。

2.指導學生計算自己真正的肺活量。

通常我們呼出的氣體只是一部分，仍有一些氣體停留在肺部，未完全排出，男生大約仍保留呼出氣體的20%，女生大約保留26%在肺部內，因此，測量到的刻度並非真正的肺活量，須加以計算才能得到自己真正的肺活量。

（三）競賽與討論（40分鐘）

1.各組派出肺活量最大的同學參加比賽，看看誰的肺活量最大。

2.教師提出以下問題，請小朋友思考：

（1）醫學上測量肺活量是用什麼單位？

（2）測量單位可以轉換嗎？

評量方式：

依據學生參與活動、討論、發表情形及學習單加以適當的評分。

教學資源：

1.寶特瓶（2公升裝）、水桶、盆子、橡皮管（約50cm）、100ml的燒杯、油性筆。

2.各組一份「測量肺活量」的學習單。

3.本活動應用到的概念：

（1）利用簡單的器具，就可以測量自己的肺活量。

（2）空氣佔有空間。

（3）同一類的單位之間可互相轉換。

（例如：

長度單位和容積單位不能相互轉換，而同為容積單位的公升和加侖可相互轉換。

）

4.醫學上測量肺活量是以公升為單位，教師可指導小朋友練習訂定刻度，並以不同的單位來測量，最後練習單位之間的轉換。

活動四：

大家來造雲（120分鐘）

（一）準備活動（40分鐘）

1.請學生發表觀察雲層變化的經驗，包括看到雲層的厚度、顏色、雲的位置高低、所看到雲的形狀和感覺。

2.與學生討論雲層的變化和天氣的關係。

3.教師說明雲霧產生的原因，並告訴學生雲霧也能以人工的方式製造出來，引發學生從事本活動之興趣。

（二）人造雲（80分鐘）

1.教師先向學生說明人工造雲的裝置（如下圖）及操作步驟。

2.先請學生倒一些熱水到寶特瓶中，搖晃一下瓶子，使瓶壁潮濕。

3.迅速點燃一根火柴丟進瓶中，蓋上軟木塞。

4.利用手動幫浦打入適量空氣。

5.立刻拔去軟木塞，雲霧就會因為溫度和壓力驟減而產生，火柴產生的煙就是當作凝結核。

6.和學生討論人造雲的製造原理，並做成結論。

評量方式：

觀察學生上課發表、討論的情形，評定個人成績。

教學資源：

1.寶特瓶（2公升裝）、軟木塞、手動幫浦（或大唧筒）、橡皮管（約50cm）、火柴。

2.雲霧中含有極小的水分子，當地表的暖空氣上升至高空，至達到凝結點，雲霧就產生了。

活動五：

製作抽煙機（80分鐘）

（一）裝置器材（40分鐘）

1.請學生說一說抽煙的害處。

2.教師向學生說明利用寶特瓶來製作一個抽煙機，看看一根香煙能產生多少煙霧。

3.先插入兩支彎曲成90°的玻璃管到罐口上的塞子，其中一支插入透明寶特瓶內的水中，另一支則在水面上。

4.插入水中的玻璃管外接一個塑膠管，並用一小水桶接水，注意水桶應比寶特瓶的底部還低。

5.另一支玻璃管外接一支點燃的香煙。

玻璃管與香煙之間亦可連接一篩檢程式，讓學生瞭解一支香煙能產生多少焦油。

（二）操作與討論（40分鐘）

1.從塑膠管口吸氣，使寶特瓶內的水往外流，並用水桶接水。

2.瓶內水逐漸減少，瓶外的空氣會通過香煙進入瓶內，而使香煙持續燃燒，並把煙霧帶進瓶內。

3.當香煙燒完後，小朋友便瞭解一支香煙能產生多少的煙霧。

教師可藉此教育學生吸煙有害身體健康。

4.師生一同討論本活動所應用到的科學原理。

評量方式：

1.觀察各組學生是否認真裝置抽煙機，評定小組成績。

2.觀察學生上課發表、討論的情形，評定個人成績。

教學資源：

1.各組發給透明寶特瓶、玻璃管、塑膠管、水桶、塞子（或黏土）、香煙、火柴。

2.抽煙機原理：

從塑膠管口吸氣，寶特瓶內的水往外流，瓶內空氣壓力相對變小，而瓶外的壓力比瓶內壓力大，瓶外的空氣便通過香煙進入瓶內，香煙就因空氣流動而持續燃燒。

活動六：

浮沈遊戲（80分鐘）

（一）製作浮沈子（40分鐘）

1.教師先展示課前製作好的浮沈子，將它投入裝滿水的寶特瓶中，它會先浮在水面，蓋上瓶蓋後，並用力握壓寶特瓶壁，結果浮沈子開始下沈，當手鬆開時，浮沈子就會開始浮起來，藉此引起學生參與本活動的興趣。

2.指導學生製作浮沈子。

（1）先將吸管切成4至五公分長。

（2）吸管的一端塞入一些黏土，另一端則放入迴紋針。

（3）用杯子裝滿水，並將吸管放入水中，以手指壓縮吸管吸進杯子內的水。

（4）調節吸管中的水量，使它的頂端微微露出水面，即完成浮沈子的製作。

（二）操作與討論（40分鐘）

1.教師指導學生將製作好的浮沈子，投入裝滿水的寶特瓶中，它會先浮在水面，蓋上瓶蓋後，並用力握壓寶特瓶壁，結果浮沈子開始下沈，當手鬆開時，浮沈子就會開始浮起來。

2.教師指導學生探討本活動的科學原理，並鼓勵學生發表自己的想法。

評量方式：

1.觀察各組學生是否認真裝作浮沈子，評定個人成績。

2.觀察學生上課發表、討論的情形，評定個人成績。

教學資源：

1.每位學生準備透明寶特瓶（1.5公升裝）1個、吸管一支、迴紋針數支、黏土一小塊、杯子1個。

2.浮沈遊戲原理：

用手握壓寶特瓶壁，使壓力傳到浮沈子中，因而使浮沈子中的空氣量減少，所以浮力也減小而沈下去，當手鬆開時，氣壓恢復，浮沈子就會開始浮起來。

活動七：

滴水引泉（200分鐘）

（一）滴水引泉（40分鐘）

1.教師事先準備兩個寶特瓶、漏斗、塞子（或黏土、玻璃管、塑膠管，按照下圖裝置好，在A瓶中加入水，並加幾滴紅墨水，裝置完成後，為了引發小朋友的好奇心先將A瓶與B瓶用黑色牆報紙貼起來。

2.請一位小朋友將一杯水由漏斗慢慢倒入B瓶中，觀察看看會有什麼現象發生？

這個現象持續多久？

並填在學習單上。

小朋友將會看到一杯水由漏斗倒入B瓶，但一會兒卻從Y管口流出，且變成紅色的水，教師可藉此機會鼓勵小朋友思考這種現象發生的原因。

3.為什麼會產生這種現象呢？

先請各組小朋友對此現象所應用的原理提出假設，並提出口頭報告。

（二）我也會做（80分鐘）

1.各組都形成原理假設之後，就請各組依照自已的假設，設計並製作一部滴水引泉的裝置。

2.待各組製作完成後，各組輪流展示，並說明自己所提出的原理假設，教師與其他各組同學均可針對報告內容提出疑問與看法。

3.各組根據老師與其他各組的意見修改其裝置。

注意：

（1）此活動的重點並非在製作的裝置成功與否，而是在各組針對原理假設的發表與討論，因此各組的裝置，教師都應予以鼓勵。

（2）教師指導與評量的重點在於各組所提出的原理假設是否合理，利用提出疑問的方式，引導他們發現矛盾之處。

（三）探究活動（80分鐘）

1.各組按照學習單上的探究問題，經過小組實際操作後，把結果填在滴水引泉學習單上。

注：

探究問題目的是在使學生瞭解哪些變因會影響Y管口不斷流出水的總時間。

2.根據實驗結果，提出結論。

評量方式：

1.觀察各組學生上課發表、討論的情形，評定小組成績。

2.依據每位學生填寫的學習單評定個人成績。

教學資源：

1.教師事先製作好一「滴水引泉器」，並用黑色紙將寶特瓶外部貼起來。

2.各組應準備好寶特瓶、玻璃管、塑膠管、漏斗、塞子（或黏土）等器材。

3.每位學生一張「滴水引泉」的學習單。

4.本活動的原理如下：

（1）水由漏斗進入B瓶，會取代B瓶空氣的位置，而將空氣經由塑膠管排擠到A瓶。

（2）A瓶上方的空氣壓力增大，而將A瓶中的紅墨水，經由玻璃管排出瓶外。

活動八：

腦內大革命（160分鐘）

（一）準備活動（40分鐘）

1.經過以上幾個活動，小朋友應能體會利用身邊隨手可得的物品，甚至是廢棄物，都能拿來作實驗，並學會將一些簡單的科學原理應用於其中，此時教師可鼓勵小朋友利用寶特瓶來設計實驗或是製作科學玩具。

注：

教師可視情況設定主題或器材，不一定要局限於寶特瓶。

2.教師請小朋友發表以上幾個活動的心得，並鼓勵其改良、創新。

（二）發展活動（80分鐘）

1.各組設計一個利用寶特瓶來做實驗的活動或利用寶特瓶製作的科學科學玩具。

2.各組將所設計的實驗或玩具用文字或圖示的方法表達在腦內大革命學習單上。

3.各組發表其設計，並說明所應用的科學原理，教師與其他各組的小朋友提出疑問或是給予建議。

4.各組將其設計加以修正、改良。

5.各組開始做實驗，或是製作科學玩具。

（三）結束活動（40分鐘）

1.各組發表其成果，並繳交實驗報告或製作的成品。

2.若實驗失敗或無法製作完成，應檢討失敗的原因。

3.活動結束前，指導小朋友將寶特瓶回收，培養環保意識。

評量方式：

1.依據各組設計的創意與其所應用科學原理適切性，加以評分。

2.台下各組對發表組的回饋，亦列入評分。

3.觀察各組參與討論的情形，評定小組成績。

教學資源：

各組發一張腦內大革命學習單。

10、評量方式：

本活動評量可分為動態與靜態兩部分：

（1）動態評量：

以實作評量為主，包括：

1.隨時觀察各組兒童參與活動和討論的狀況，並記錄在學習活動評量記錄表（見附錄）上。

2.針對各組口頭報告、發表內容加以評分。

（2）靜態評量：

以檔案評量為主，搜集學生活動資料及作品，包括：

1.各活動之學習單。

2.活動中所製作的成品。

11、補充資料

1.延伸活動

1.本單元適合安排在社團分組活動中實施，亦能當作科學研習營的活動內容。

2.本單元的活動設計相當具有彈性，可視實際教學情況，單獨抽離使用。

3.本單元教學活動所應用的原理與器材都相當簡單，應多鼓勵學生發表，當學生發生困難或問題時，教師不必急著介入，應引導學生嘗試自行解決問題。

4.本單元教學活動設計系以學生思考、推理為中心進行探究學習，透過同儕合作學習活動，讓大家有機會交換意見，並刺激思考，以培養正確探索自然科學的方法與態度，讓學生較以往更極積地探究問題的原因，不但能詢問同學及老師，更能主動查詢資料並與大家分享。

2.參考資料

1.Alusik,J.（1973）.Illustratedhandbookofgeneralscienceteachingaids.NY:

Parker.

2.Martin,D.J.（1997）.Elementarysciencemethods:

Aconstructivistapproach.Columbia:

Delmar.

3.McFee,E.（1985）.Ajugfulofscience.ScienceandChildren,5,24-25.

附錄

學習活動評量記錄表

•說明：

各組完全達成之專案打〞ˇ〞；部分達成的打〞Δ〞；未達成的打〞×〞。

項目

組別

1

2

3

4

5

6

1.小組成員積極參與活動，並認真操作。

2.小組成員熱烈參與討論。

3.小組成員能彼此分享不同的看法與觀點。

4.小組成員能嘗試以科學原理回答問題。

5.小組成員能充分合作，完成老師指定的作業或任務。

6.對於其他各組報告內容能給予回饋，提出疑問及看法。

•小組或成員特別表現記錄

組別

姓名

特別優良表現

記錄者：

第組組員：

1.兩個空寶特瓶，其中一個裝一半滿的水，將兩者置於斜板上，同時由斜板滾下，結果會如何？

預測結果：

理由：

實驗結果：

2.將空的寶特瓶裝滿水，並與裝半滿水的寶特瓶，同時由斜板滾下，結果又會如何？

預測結果：

理由：

實驗結果：

3裝滿水的寶特瓶和空的寶特瓶，同時由斜板滾下，結果會如何？

預測結果：

理由：

實驗結果：

4.由這次的實驗我知道了哪些科學原理？

答：

第組組員：

1.空氣是否佔有空間？

□是□否

2.下面的測量單位哪些是屬於測量容積的單位？

□公斤□公升□公分□加侖□毫升□公尺

□立方公分□平方公尺□英磅□公里□立方公尺

3.容積的測量單位可以轉換嗎？

答：

不同的測量單位之間可以互相轉換嗎？

例如：

長度和容積的測量單位之間可以互相轉換嗎？

答：

4.醫學上測量肺活量是以為單位。

5.計算肺活量

※男生大約仍保留呼出氣體的20%，女生大約保留26%在肺部內，因此，測量到的刻度並非真正的肺活量，須加以計算才能得到自己真正的肺活量。

本組同學的肺活量記錄在下表：

組員姓名

性別

測量值（ml）

實際值（ml）

4.由上表的結果可知，本組肺活量最的人是：

第組組員：

1.水由漏斗慢慢倒入B瓶中，有什麼現象發生？

2.這個現象持續多久？

3.為什麼會有這種現象，請用文字或圖畫，提出你的解釋。

4.分別按照下面幾個方法改變裝置時，是否會改變水從Y管口不斷流出的總時間？

（只倒入一杯水到B瓶中）請在右方的格子中打「ˇ」

無水流出總時間變短總時間不變總時間變長

Ⅰ.當漏斗口與B瓶口

距離變短時

Ⅱ.B瓶降低到瓶口與

A瓶底部一致時

Ⅲ.將玻璃管T加長原

來的一倍時

Ⅳ.A瓶與B瓶置於同

一平面時

V當A瓶中的水改為

酒精時

第組組員：

1.本組的作品或實驗名稱是：

2.請用文字或圖示的方法將設計的實驗、玩具或作品表達出來。

3.本組設計的作品，所應用的科學原理如下：

（1）

（2）

（3）

4.老師與其他各組的小朋友提出疑問或是給予建議，請寫在下面。

建議者

建議內容

是否可行

5.本組的實驗或作品，是否成功，如果成功，成功的關鍵是什麼？

如果失敗，請檢討失敗的原因。