素養導向教學-自然五上第四單元空氣與燃燒氧氣-觀察與提問+推理與論證

#翰林版自然五上 #第四單元空氣與燃燒 #氧氣 #觀察與提問 # 推理與論證
#李金生
課程一開始，先從日常生活中，如烤肉、燒金紙…..等切入，讓學生看到許多燃燒的現象，伴隨這些現象的發生，需要有空氣流通。接著利用兩根蠟燭，和廣口瓶，進行蠟燭燃燒實驗。在實驗前將寶特瓶蓋，內填入油土，然後再將蠟燭固定在油土上。此實驗將蠟燭點燃後，一根蠟燭放在桌上，不做任何處理，另一根蠟燭，點燃後再用廣口瓶罩住，觀察發生了什麼現象？
觀察後學生能提出，在桌上的蠟燭都沒有熄滅，罩上廣口瓶的蠟燭，則慢慢熄滅，那麼為什麼會這樣呢？大多數的學生，都提出是因為沒有氧氣，的確是因為沒有氧氣，但是在這個實驗中，無法證明，這個實驗只能說，燃燒需要空氣，因空氣無處不在，且廣口瓶內的體積大約只有270毫升，因此在有限的空氣內，蠟質自然只能燃燒一小段時間而已，而放在桌上的蠟燭，因為有源源不絕的空氣供應，因此可以持續燃燒。
接著先請學生翻開P81科學小百科，閱讀空氣的成分，並整理資料，學生由閱讀中知道，空氣主要是由氮氣78％，氧氣21％所組的。因此在上個實驗中，到底燃燒需要空氣中的甚麼氣體呢？因此再進行另一個補充實驗，先取一個培養皿，然後將培養皿的內部裝滿有顏色的水，再將蠟燭至於培養皿中，然後點燃蠟燭，再以廣口瓶罩住蠟燭，觀察發生了什麼事？學生觀察到蠟燭慢慢的熄滅，然後水從培養皿中進入到廣口瓶中，再計算進入瓶中的水量，然後除以廣口瓶內的體積，即可算出水大約占整個廣口瓶的17％左右，因此燃燒時用到的氣體，只有氧氣的比例，最合乎這個實驗結果。(雖然這個實驗，還有其他的問題，如氣體的熱漲冷縮，及二氧化碳溶於水中的多寡…等因素造成的差異)，但是仍有其可取之處。

當學生已經了解，蠟燭燃燒需要有氧氣，且氧氣是一種助燃物，而非可燃物，部分學生常誤認為氧氣是一種可燃物，就能進行氧氣自製實驗，學生將金針菇加入5％的雙氧水50毫升後，觀察發生的現象，學生最後能說出，當雙氧水加入金針菇時，看見大量的氣泡產生，然後以燃燒的線香進行測試時，線香會燃燒得更旺盛，甚至起火燃燒。金針菇是一種催化劑，就算沒有金針菇，雙氧水也會慢慢分解成氧氣和水，了解這些概念後，就可以將氧氣的功用，進行統整。