2019年12月1日 星期日

素養導向教學-五上第三單元熱對物質的影響 ~熱的對流

#五上翰林自然科 #第三單元熱對物質的影響 #熱的對流 #素養導向教學 #李金生
之前學生已經知道,在固體中熱的傳播是傳導,從高溫傳到低溫,及日常生活使用的工具中,應用熱傳導概念所製成的各項用品。接著我們好奇的是,熱在液體及氣體中,到底是怎麼傳播的。課程一開始先從生活經驗中切入,媽媽煮熱湯時,鍋底的熱到底是,怎麼把熱傳到鍋中的水呢?而鍋底的水又是怎麼樣把熱從底部傳到其它地方的水呢?由於之前發生學生熱水燙傷事件,因此這次實驗改其它的實驗取代。
先準備試管及亞甲藍,另外再準備香氛蠟燭,老師先在試管內加水,再以滴管吸取少量的亞甲藍溶液,學生則將試管斜放在蠟燭燭火上方,觀察試管內亞甲藍染料的移動情形?而氣體的熱對流實驗,則以蠟燭放置在桌上,以雙手同時從兩側靠近,和從正上方靠近(一旦覺得熱,就把手移開),另一個實驗擇取一個外徑6公分長度30公分的壓克力圓管,圓管內放入長度約18公分的隔板,將圓管分成兩個半圓管,在圓管底部放入一個點火的香氛蠟燭,然後再用一根手指頭,放在圓管的兩個半圓形內,感受兩個半圓管的溫度差異,除此外再點燃三根線香,放在兩個半圓管的上方,觀察線香的煙發生了什麼事呢?
教師反思
一樣的方式,本單元希望學生練習推理論證與觀察的素養,因此仍以三個問題提問?問學生在實驗中觀察到了什麼?根據觀察到的結果,你想提出什麼問題?根據所提出的問題,你能不能進行合理的推理與論證,如液體熱對流實驗,學生觀察到藍色染料會從試管下方,慢慢移動到試管上方,再從試管上方移至下方,如此周而復始。學生提出為什麼,藍色染料會從試管下方,慢慢移動到試管上方,再從試管上方移至下方呢?老師引導學生進行合理的推理與論證,如試管下方有燭火在加熱(高溫),而上方沒有加熱(低溫),因此可以推論加熱後的染料會從高溫傳到低溫(熱往上,而冷往下),最後再以課本的燒杯加茶葉末的實驗,提出問題讓學生回答,進行隨堂評量。
而氣體的熱對流實驗也是依循此一方式進行,學生觀察到兩手,由兩側靠近蠟燭時,並不會覺得很燙,但由正上方靠近燭火時,雖然距離燭火還有一大段距離,但是已經可以感受到很熱了。學生提出為什麼,手由兩側靠近蠟燭時,並不會覺得很燙,但由正上方靠近燭火時,雖然距離燭火還有一大段距離,但是已經可以感受到很熱了呢?老師引導學生進行合理的推理與論證,如蠟燭加熱的是蠟燭上方的空氣,而雙手從兩側靠近時,並不太會覺得熱,但從正上方靠近時,此時被加熱的空氣往上跑,受剛好擋在往上跑的熱空氣上,因此會覺得熱。

同樣學生觀察到壓克力管的兩個半圓,一個比較熱,一個比較冷,當線香放在壓克力管上方時,發現比較熱的半圓,這時壓克力管上方線香的煙會往上飄,發現比較冷的半圓,這時壓克力管上方線香的煙會往下飄,學生提出為什麼,壓克力管的兩個半圓,一個比較熱,一個比較冷,當線香放在壓克力管上方時,發現比較熱的半圓,這時壓克力管上方線香的煙會往上飄,發現比較冷的半圓,這時壓克力管上方線香的煙會往下飄呢?老師引導學生進行合理的推理與論證,如熱空氣上升,因此摸起來是熱的,線香的煙是往上飄,冷空氣下降,因此摸起來是冷的,線香的煙是往下飄。也可以在手指頭測試冷、熱時,讓學生進行預測,若線香放在兩個冷。熱不同的半圓管時,線香的煙會有什麼變化呢?最後再請問學生冷。暖氣機為什麼要裝置在房間不同位置呢?


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