(課程設計、教學與撰文：Irene)
前言：
在炎熱的夏季，做什麼會讓孩子們感到有興趣？突然就靈機一動，乾脆來教”冰”好了，找資料的中間，才發現，可不是吃吃冰那麼簡單，尤其是要學習物理化學之類的內容，最終，才發覺什麼是台上一分鐘，台下十年功，真的奉勸小朋友們，學校老師在上課的時候，要認真，不要辜負老師的一番苦心喔!
1. 了解冰是什麼？
冰 是無色透明的固體，晶格結構一般為六方體，但因應不同壓力可以有其他晶格結構。在常壓環境下，冰的熔點為0℃。
0℃ 水凍結成冰時，體積會增大約1/9。
冰在0℃ 下密度為0.917 g/cm，而水的密度正常為1.00g/cm，所以冰會浮於水上。
2. 了解冰是什麼？
寒冷環境下，水蒸氣在窗戶上呈現出奇妙的冰花。
3. 了解冰是什麼？
l 冷卻
l 冰雕
l 了解冰是什麼？
4. 熱冰：除了前面提到高壓下形成的熱冰之外，重水(D2O)在3.8℃ 時結冰，成為另一種形式的「熱冰」。
一般被稱為乾冰的物質實際是二氧化碳的固體狀態，與水沒有關係。
5. 冰遇冷熱
冰遇冷愈熱：了解水遇冷會變成冰；了解冰遇熱會變成水，知道冷熱會影響冰變成水的快慢。
6. 冰山
冰山會浮在水上，這回應了剛剛有講的，冰的密度比水來的小，而約有9/10的冰山會沉在水裡，只有1/10的冰會浮在水面上。因此就有人用這種狀況來形容嚴重的問題呈現在表面的一小部分，這句成語就是：冰山ㄧ角
7. 彭巴效應----"熱水較冷水快結冰"
非洲有位學生叫彭巴
有一天他與同學在學校學習製做冰淇淋,
他們依照老師的指示,首先將牛奶煮到沸騰,
然後把牛奶與糖混合均勻,冷卻後製入冰箱即可.
但是學校的冰箱空間不大,彭巴又比較晚開始做,眼見同學們的混合物都已經冷卻的差不多,
即將可以放入冰箱,彭巴想著自己就快要搶不到冰箱的好位置,
於是他等不及他的混合液冷卻,就直接放進冰箱.
他心裡琢磨著,雖然這樣一來,可能會比花多點時間,才能做好冰淇淋,
但最起碼,自己的容器佔在冰箱裡的一個好位置上,想到這,心裡還是非常高興.
其他的同學則都按部就班,按照老師的指示做,一直等到牛奶冷卻到室溫,才放入冰箱中.
等了一段時間後,大家打開冰箱,檢查冰淇淋是否做好,逐一地瞧去,似乎都還沒做好,正準備關上冰箱們時,突然看到正中間的一個容器裡的冰淇淋已經好了,
看看容器上的標籤,寫著彭巴.而彭巴呢? 正在旁邊休息,壓根兒,也沒想到自己的冰淇淋會先好.聽到同學叫說,自己的冰淇淋已經好了,急忙跑向前去看,想說是否搞錯了.仔細端詳之後,確實是自己的沒錯,但心裡還在想自己只比別人早不到幾分鐘放進去,而溫度又比大家高出那麼多,怎麼竟比其他同學快出許多.
讓我們來親自做個實驗吧!
| 左邊杯子裝熱牛奶 右邊杯子裝冷牛奶 同時放在冰箱中 |
| 約一個半鐘頭之後，拿出來比較左邊的杯子結冰的狀況較右邊好。 |
8. 科學小遊戲
A.讓冰融化
| (1)把你的手指壓在一快冰塊的中央，停留約秒鐘。你施加壓力的手指頭的溫度會使冰塊溶化一小塊。
|
| (2)把鹽灑再另一個冰塊的中央，放個幾分鐘。你猜會發生什麼事？
|
| ???這是怎麼回事：壓力和熱能會讓冰較快融化。另一個加快融化的方法則是灑鹽，鹽會讓冰在比較低的溫度就開始融化。因此在下雪的地區，人們會把鹽跟沙子混合，灑在結冰的路面上。
|
B.水會長大
| (1)在一個塑膠杯裝滿水200CC，小心的把這杯水放進冷凍庫，注意別讓水灑出來。 (2)讓這杯水再冷凍庫裡放一個晚上，完全結凍之後，再把它拿出來。發生什麼變化了嗎？
|
| ???這是怎麼回事：冰所佔的體積比水大。當水結凍之後，體積會膨脹，並佔據更多的空間。但是杯子的容量不夠裝，所以水只好往上推擠，並在杯口外結凍。當冰融化之後，水又會回復原來的體積。
|
C.切不開的冰塊
|
步驟：
(1) 把迴紋針拉直成一根鐵線，用膠帶在鐵線的兩端各黏牢湯匙。在玻璃瓶的瓶口放一個冰塊。
(2) 讓鐵線彎折，並小心平放在冰箱上，把這個瓶子放入冰箱一個小時，你會發現鐵線卡在冰塊裡。可是冰塊卻沒被切開喔！
???這是怎麼回事：這叫做復冰現象，冰塊受壓力的地方冰點降低，鐵絲下面的冰融解成水，鐵絲便沒入水中，鐵絲上方的水被四周的冰冷卻，再度凝結成冰塊，所以鐵絲可以很快地穿過冰塊，冰塊卻不會被切開，真是一點兒也不著痕跡呢！
實驗一 | 實驗二 |
|
|
做兩次實驗，但是冰塊並沒有被切開，探究原因，實驗一沒有放冰箱，導致冰塊未被切開就已急速融化，第二次實驗，湯匙的重量不足以讓切開鐵絲，因此，實驗失敗!有興趣的孩子們不妨在家中再做一次實驗。 科學小遊戲解答：在相同室溫下，湯匙的重量越重，鐵絲下方的冰承受的壓力越大，則鐵絲穿過冰塊的速度也越快喔！ | |
D.用食鹽加冰塊用來快速冰涼飲料
材料：冰塊、鹽巴、飲料瓶、大碗
步驟：
(1)在一大碗裡裝滿冰塊，然後在上面灑上冰塊的1/3的鹽量，並攪拌一下 (2)小心的再冰塊中央插上一個瓶子，然後在裡面倒入些許果汁。 (3)每隔10分鐘就攪拌一下果汁，大約一個半小時之後，果汁裡會開始出現冰沙。 我們都學過，冰塊加入食鹽之後，因為食鹽解離出來的鈉離子 (Na+) 與氯離子 (Cl-) 會干擾冰晶的形成，而且食鹽溶解的過程需要吸收熱能，所以會讓冰塊的溫度降低。如果 300 克的冰加上 100 克的鹽，可以讓冰的溫度降到 -21 度，比一般家用冰箱冷凍庫的溫度低許多。 ???這是怎麼回事：因為加鹽讓冰在較低的溫度融化。碗裏有非常冷的帶鹽冰塊和冰水，這種混合物會吸收果汁的熱能，讓果汁變得越來越冷，最後開始結凍。但是攪拌果汁又會攪散結結了棟的冰，因此會形成冰沙，而不是固態的冰。 
9. 冰的成語與俗語(冰山一角、冰山美人、冰雪聰明、玉潔冰清、冰天雪地、如履薄冰、一片冰心)
10. 看影片： 極地熊寶貝(聯成國際事業有限公司發行)
後記：讓孩子看看目前北極熊及北極的冰山迅速融化的紀錄片，真實的紀錄如何影響北極的生物以及回頭影響我們，因此，讓孩子省思，氣候暖化及冰山的融化已經不是不關己事，反而是我們每個人應該更積極拿出行動來保護地球，發揮雙贏思惟，愛自己也愛地球，從自身做起。孩子們都心有戚戚焉，說出可以做出一些小舉動來保護地球，例如：上課共乘ㄧ部車、資源共享、少買包裝過度的東西、少坐電梯、隨手關燈、吹冷氣能將溫度調節在26~28度之間，再以電風扇輔助讓室內的熱能降低，等等。
11. 參考資料：
-100創意科學實驗(天下遠見文化事業群出版)
-http://www.khjh.kh.edu.tw/science40/%AA%EC%A4p/%AA%EC%A4p%A4%C6%BE%C71/%AA%EC%A4p%A4%C6%BE%C71.htm#
-http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1105062204329
-http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%86%B0冰維基百科，自由的百科全書
-http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1306061413009
-www.icehotel.com. 瑞典 Jukkasjärvi : Ice Hotel
-http://www.youtube.com/watch?v=4scxoztAuoc冰山融化
-http://www.youtube.com/watch?v=EH_rsBLrKdY&feature=player_embedded
-http://www.youtube.com/watch?v=B3DgXRmMwlg&feature=youtube_gdata
-http://www.youtube.com/watch?v=2cPRa-tuSwg&feature=related
留言列表
