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理化教學與ipad~ 這堂課,我們利用「燒杯app」來玩化學反應

分享一種可以在手機上做實驗的遊戲 BEAKER,與應用在教學上的經驗。

此文完整連結 http://n.sfs.tw/13151

複製連結 理化教學與ipad~ 這堂課,我們利用「燒杯app」來玩化學反應@zfangの科學小玩意
(文章歡迎轉載,務必尊重版權註明連結來源)
2019-10-25 09:22:32 最後編修
2019-03-08 15:39:08 By zfang
 

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......禮拜四做的「半實驗」很有趣 ,那app帶我們做危險的實驗~~
我以為S加熱會爆炸,結果不會,只產生SO2
最好玩的是Cs+H2O→?+?,究竟是甚麼讓他爆炸?
理化真的太神奇了,不過...我還是不喜歡計算類型的題目。 (學生心得)

 

半實驗是啥?在用app上課之前...

「老師,你有用 過一種可以在手機上做實驗的遊戲嗎? 某節下課時,學生突然問我 。

這孩子很特別,他是個需要等待的學生。平常不吵不鬧,但作業也不想寫,也不想加入小組活動,看起來總是置身事外。上學期開始帶學生用1know來線上學習,他總是在大家進行1know影片任務時,選擇觀看之前教他們自學的均一教育平台... 看的是國中數學!

有時候派了一些活動作業,他總會在下課後走到我旁邊,問: 我可不可以不要做? 我常會幫他再安排一些任務,以及別種方式的作業來代替。

沒有對你作業沒寫而生氣或是處罰,並不代表老師對你沒有要求。」告訴他, 老師在等待你,給你比一般學生更 多一點的時間,就像你主動線上學數學一樣,雖然還不是理化,但看到你願意主動看線上數學來幫助自己學習,就代表你是一個願意學習的學生。期待有一天,你開始喜歡理化了(當然,不代表一定考得很好…),會跟老師討論科學。」

「 不知道老師有沒有看過? 」放學後,他LINE給我這個。 我不知道好不好用。 很驚訝他會跟我一起討論化學,重點是...他居然開始對化學反應感興趣了!

第一次見到有這個,趕緊下載與爬文(也有安卓版,參考網站介紹~就是教不落的燒杯介紹https://steachs.com/archives/15755)。

覺得可以引入理化課耶~有化學式也有中文,有加熱功能、搖動等。「所以老師你說要在班上操作嗎?我正在研究。 」他很關心我的進度。整理與作了點功課,就在班上操作了!並請他在他們班操作時擔任小助教,幫這孩子對理化的學習態度增強一下!

以下是我的教學整理。

 

燒杯的操作說明

程式啟動後是一個 全黑的畫面,最上方只有二個按鈕。左方的是說明(功能選單),右方是藥品(物質,化合物或元素)。功能的部分,簡易版本有加熱功能,完整版就多了過濾冷卻 與攪拌。(目前我們用簡易版就夠了)

 

物質選單:滑動頁面可以改變物質的種類,畫面右下角有不同的顯示(或單位)模式 ,點選後顯示的畫面便會即時改變。排列方式是依字母順序排列。

喜歡中文與化學式的切換,這可以讓學生查找化學式。

 

也能進行密度g/cm3、分子量g/mol、溶解度g/100mL的切換,方便查找比較。

 

如果加入的物質會反應,那麼反應結果出來,搭配聲光,會出現化學反應方程式的回饋。(若暫時不反應,也可以增加反應條件,點火加熱)

 

對於正在學習反應式係數平衡的學生來說,這些冒出來的化學反應式是個刺激的好物!

 

不玩的時候只要傾斜燒杯(平板),就能倒掉裡頭的化學物質們。第一次操作時,有幾個同學的總是倒不出來...  後來才發現,原來蓋上蓋子了~ 然而,「這個實驗有一個很大的缺點。 」學生下課跟我說。

「就是... 化學藥品不能亂倒,老師有教過,要丟入廢液回收筒才對!」讚!

 

 

第一次操作體驗與學生回饋(自由操作篇)

除了設計成學習單引導學生操作,模擬實驗。我也喜歡開放讓學生自由嘗試探索,第一次使用,我想看學生的操作反應。(但請學生一定要分享發現!)

在課堂中只簡單帶學生看一下網路操作影片(根本沒多少人在看~馬上嘗試操作):

 

加一點西加一點~然後爆炸?如果是真實發生,不知道要炸毀多少實驗室了。但這是在手機平板上進行操作,可以大膽放心地任意添加。

 

這玩意不用教,別低估學生的能力了,他們摸索一下很快就會。即使不懂也能相互教學,分享新發現的功能。


然後學生會注意到,只要發生反應,就會顯現出化學反應方程式。並且~看起來只是一個化 學變化與現象,其實可能同時發生好幾個化學反應。每個反應式中都有化學式與係數平衡。

......一開始老師在介紹它的時候,覺得有點無聊,沒有興趣,所以也沒有抱多大的期待。但是平板發下來開始用的時候,發現蠻好玩的,可以隨心所欲但是平板發下來開始用的時候,發現蠻好玩的,可以隨心所欲的把東西加到自己的燒杯,還能加熱!可能是因為平常在實驗室裡不能這樣做的關係吧,亂加東西,讓他爆炸的感覺好爽啊! 但是,不只是這樣而已,除了這些東西以外,還有一個很酷的就是...只要把任何不管是液體、固體、還是氣體的東西加進來,如果會產生反應,它就會寫出他的化學反應式,真的太帥了!(辰安)

 

允許學生自由找夥伴與調整座位。過程中只要負責巡視,他們會主動展示他們的"創作",有時候會主動問我這個化學反應式的意義,但大多時間都是同學自己討論,也有靜靜操作的孩子。

......原本我以為這是我刻板印象中的一樣,就是什麼元素影片點進去自己看一看,沒想到可以 隨心所欲加入各種元素,製造出許多不同的化學反應,還有爆炸、火花各種的反應,重點是可以顯示化學式!真希望考試的時候【燒杯】可以出現在我鉛筆盒上,一個小小的螢幕讓我去看化學式的係數,只不過要記得切成靜音!被發現就糟了XD。(渝婷)

 

有系統的操作與寫學習單會比較安靜,但這堂先讓學生自由探索25分鐘,他們喜歡自己嘗試。這段時 間像槍戰現場,很多爆炸聲響~ 學生很開心也很專注。

......硫酸加上石蕊再加幾顆鈉 水會變顏色,還沒加鈉時是紅色的,加鈉後就會一直紅藍一直變鈉還會一直發光跳來跳去,看起來好像在派對一樣,加一些鉀進去更帥,很 大顆白光在跳來跳去,不加蓋子還會飛走,整個畫面閃亮亮的,到後面鈉和鉀都越來越小顆,玩到最後畫面當掉了~

 

每班都有幾個學生會有耐心地挑戰每一種都加,結果~出現很多反應...頁面不夠寫反應式了。「玩這個~IPAD居然會小當! 嘿嘿~化學反應太強了!」

......燒杯真好玩,它可以一直加物質,我覺得 用手機比較沒有什麼感覺,用平版比較爽。我最愛加的就是NO.K.Mg.H2O,有時候也會亂加其它的,可是都沒有什麼用到。我一回家就下載了起來。超好玩的,我還有努力的把全部的東西都有,可是還沒用完它就沒了,就當了。(學生心得)


 

下課之後,每個人滿嘴的化學,分享剛剛作了什麼有趣的東西,有什麼變化。

......這次的燒杯體驗真的有讓我驚豔到,因為只需要一台手機or平板就能輕鬆、簡單的操作。我是那種不管看到什麼就亂加的人,有些會產生反應ex:燃燒、爆炸,有些則不會,相對的,如果是自己動手做的話可能會有危險,但這款app可以減少危險的發生 、也可以學習到理化的化學式、反應等的好處。一開始進入程式我根本不知道該怎麼操作,於是我把全部都按了一遍,全部加再一起,發現AI與某種液體會發生燃燒反應,但我忘記了......下次如果有操作我再記下來。(倩瑜_)

 

不知不覺化學物質出現在對話裡,然後一些跳出來的反應式也讓他們發現係數與反應式的關係... 化學反應學習於遊戲之中 ,滿不錯的喔!

......燒杯實驗真好玩,雖然不知道要玩什麼,所以只玩鈉加水之類的 實驗,但每次加太多東西就當機有點不好,不過每次看到超多化學式跑出來就覺得很好玩,如果在現實世界做這個實驗絕對被炸爛。希望以 後借用這個APP,可以讓我學到元素化學性質以及化學式。(子謙)

......如果考 試也可以在手機上使用,就不用那麼麻煩的算化學反應的係數了!搞不好之後實驗直接用<燒杯>更方便、安全,這軟體以後更為廣泛使用 ,可以讓無聊的化學反應式,變得很有趣,也可以避免危險性!只是有些元素(Au,鈍氣)只有賣關子用,不太起反應。(學生心得)

 

隔天,學生跟我分享:「我把這個遊戲帶回家教爸爸媽媽玩,他們玩爆炸 也玩得很開心!」

我也把遊戲介紹給讀國小的小孩,依舊不告訴他們怎麼操作,令人驚訝的是這些小朋友居然自己都會!然後他們就不停地"玩實驗遊戲"。他們玩著玩著會問我:「什麼樣的東西加在一起會反應?」當然是不回答。不過我順口問他:「知不知道怎麼加熱?」「那還不簡單,只要下面拉一下就好了!」有時候反應太激烈了,會整個當掉。問小孩: 「怎麼辦呢?」「不就是這樣這樣這樣嗎~」他很快的操作就把它劃掉。

聽到二個小朋友彼此討論滿嘴的化學物質其實還蠻有趣的。玩了快四十分鐘,隨口再問一些反應,他們居然記得這些變化!(如果是寫在課本要他們背的~大概很快就會還給我了。因為這些反應是他們 自己試出來的,也被一系列的變化給驚訝到,所以當然是印象深刻!)

對於大人可能是會想要學著有系統有目的地去操作 ,但對小孩子來說有時候放手給他去操作他可能試的更多。

 

課堂應用燒杯app融入教學(引導篇)

有別於第一堂課的探索,後來又進行一次活動,第二堂課我們就採用學習單引導的方式進行。

找到下列元素(略),觀察它們的三態、顏色,點火燒看看,看看發生什麼現象?將它們丟入水,會發生什麼現象?再點火? Why?
下列化合物(略),觀察它們的三態,顏色。 若是固體,加入水,看看 能不能溶解? 再加入石蕊試液觀察顏色變化,判斷是酸性或鹼性?

配合國中理化課會學到的化合物與變化,引導實驗:

–將鎂丟入後,加上蓋子,再加入二氧化碳氣體(長按)後,點火試試?會不會反應?若會,請寫出化學反應式?
–大理石和稀鹽酸反應?
–碳酸氫鈉(NaHCO3)的加熱,看看會分解出什麼(記得加上蓋子)?
–碳酸鈉與氯化鈣
–鋰鈉鉀銣銫分別與水的反應
–鹽酸與碳酸鹽硫酸鹽的反應
–氯化鈉氯化鎂氯化鈣與硫酸鹽的反應(觀察沉澱)
–氧化還原:氧化鎂與鈉 鎂與二氧化碳  氫與氧化銅 等等

觀察是否會反應,記錄~ 然後比較各金屬活性大小關係!然後活性大小與是否會反應都能夠在操作過程中發現!

過程中,學生一直在找大理石在哪裡?雙氧水在哪裡?稀鹽酸在哪裡?因為他們 習慣用中文去思考,卻沒注意到這些是俗名,必須轉換成學名碳酸鈣、過氧化氫,並且編排是以化學式搭配英文字母的順序,如果有背化學式比較方便查找。至於稀鹽酸怎麼找?嘿嘿~鹽酸加水啊!同學們很聰明的呢!

官方也有推薦的實驗: (上課時將結果先隱藏,讓學生自己發現變化)

點火~用手指快速在屏幕上滑動

– K + H2O (燃燒)
– Na + H2O (燃燒)
– Al + Br2 (燃燒)
– Mg, C, Al
– H2 + O2 (爆鳴)

 用電爐加熱:

– Fe + HNO3 (變色)
– 燒開 H2O (這是物理變化喔)

 搖動(快速來回搖晃燒杯,加速反應)

– CuSO4 + H2O + Mg (變色)
– AgNO3 + H2O + NaCl (沈澱)
– Cu + AgNO3 + H2O (沈澱)

 AirMix (把兩個燒杯APP的設備靠近,自動連接。需要使用網路>與定位)

– 將裝有 NaCl + H2O 的燒杯倒入裝有 AgNO3 + H2O 的燒杯 (沈澱)
– 將裝有 Na 的燒杯倒入裝有 Cl2 的燒杯 (燃燒)
– 將裝有 CH3COOH的燒杯倒入裝>有NaHCO3 + Blue的燒杯 (氣泡)

按照學習單指引的反應去操作並紀錄觀察,學生可以感受化學反應式常是不斷變化的,例如鉀加水就會反應,有反應就會出現化學反應式。再點火呢?又會再反應耶~然後學生又可以看到後續衍生的變化。還能觀察火焰、沉澱與氣泡顏色。燒杯app很強,火焰與氣體顏色也仿真,學生就發現硝酸會產生紅棕色的二氧化氮。

只是~學生的探索之樂似乎也被冷卻,看到他們忙著抄寫反應式... 又回到那個只在乎標準答案的世界了。「我不是要你抄寫那一堆化學反應式」趕緊提醒他們,希望他們多注意在變化過程中的顏色改變、是否有氣泡,以及火焰顏色等等。

 

最後

感謝福科國中有這麼多台平版,並鼓勵師生使用。也謝謝資訊組協助派送APP,不用網路連線也能操作。當然,如果有網路就更棒了,AIRMIX功能應該互動性更強,可以操作沉澱與分離!

感謝精讚管理員,這篇文章本來不小心消失了,幫我還原回來~(只是得到的是原始碼~還是要重新貼圖刪除雜訊整理版面,至少文字都在,省事不少啊!)

還有我的那個學生~謝謝他分享給我這個app,對了~小子,不要放棄你的理化!

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