2015-03-27

氧化還原POEC課程



    課本上氧化還原的實驗將 C 和 Cu0 混合加熱,發生氧化還原反應,藉由石灰水驗證反應產生二氧化碳。這個實驗本身不太有趣,因為不容易看到變化,即使看到變化也是只是不太明顯的顏色變化。因此這次的實驗一樣地做一些小小的變動,調整教學的順序,變成POEC的教學模式,並且一堂課做兩個實驗。
    單元的大概念是「理解氧化還原反應」,希望學生透過真實的氧化還原反應中,理解氧化反應與還原反應,分辨氧化劑與還原劑,懂得比較物質活性大小。

    課程的基本架構依著預習、實驗、練習的流程,實驗的教學以POEC的模式,讓學生在預習的課堂時先預測(P)實驗結果,實驗的當下觀察(O)記錄實驗結果,實驗後,學生小組討論完成自己解釋(E),最後老師總結(C)實驗背後的科學原理。

    學生必須在一節實驗課中完成(1) C 和 Cu0混合加熱 以及 (2) Mg在乾冰(CO2)燃燒兩個實驗。除了完成學習單之外,也必須要成功完成實驗,作為評量標準。

    必須成功實驗的評量項目讓實驗變得有目的性,因為所有的器材都是學生自取,每組只有3~4人,因此一節課之內要做完兩個實驗十分有挑戰性,每個人都閒不下來。不過基本上實驗本身就很瘋狂,上起來實在又爆笑又累。

    Mg在乾冰(CO2)燃燒的實驗是一個很具聲光效果的氧化還原反應,可以看到很明顯變化的白色閃光,還有學生大驚小怪的驚呼聲(大誤),一開始的設計是看了youtube的影片,興致匆匆買了乾冰,沒想到自己居然試不出來,後來巴著有經驗的老師一直問之後,修正了一些步驟和方法,所以大部分學生都有成功地讓Mg在乾冰(CO2)持續並更明顯燃燒。

實驗步驟如下:

  1. 買約5公分立方的乾冰,可請乾冰行切好,一組兩塊。
  2. 用燃燒匙加熱後,在乾冰表面壓出半圓形的空間。(拿乾冰記得要用粗布手套。)

           
  3. 將約15公分的鎂帶捲成捲尺狀,留一小段內圈鎂帶末端,用鑷子夾好捲尺部分,點燃鎂帶末端。(燒外圈末端可能會因為直接碰到乾冰主體熄滅。)
  4. 優雅地將點燃的鎂帶放在一塊乾冰上,準確地將另一塊乾冰蓋上去。(別讓乾冰壓到鎂帶,不然就GG了。)
  5. 大驚小怪地叫老師:「老師,你看你看!」。(老師已經看很多次了...)並期待老師回應你:「真的好酷喔!你們也太棒了!」(我就是這麼浮誇...)
一開始設計一次兩個實驗時,沒有思考兩個實驗之間的串連,後來發現兩個實驗都有C,因此最後可以串起Mg>C>Cu的活性順序。




(備註:切勿舔乾冰。)





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