(課程設計、教學與撰文:Rita)
「大、小」、「多、少」、「胖、瘦」、「輕、重」是小朋友慢慢對「量」建立的觀念。小朋友從視覺觀察到的「體積」大小是第一個學到的量的概念,接著從拿東西的輕與重感覺來建立「質量」的觀念。但是物質的體積與質量並不是絕對成正比的,保麗龍塊很大但是很輕,鐵球小小的但是很重,實際上是與物質的「密度」有關。因此這堂課藉由讓小朋友自己做做實驗及觀察結果,建立「體積」、「質量」、「密度」及「浮力」的基本概念。
一、課程目的
1. 讓小朋友觀察並思考學習如何描述物質的「量」。
2. 讓小朋友建立「體積」和「質量」的觀念。
3. 讓小朋友藉由實驗觀察學習「密度」及「浮力」。
二、課程活動內容
(一) 「胖與瘦」、「輕與重」
1. 請小朋友先看看圖片,說說看覺得那個人比較胖?那個人比較瘦?哪隻貓比較胖?又是哪隻貓比較瘦?問問小朋友是如何判斷胖與瘦呢?
2. 將圖片收起來,接著請小朋友想想 「小強體重98公斤,小新體重42公斤」,誰比較胖呢?誰比較瘦呢?這次是如何判斷胖與瘦呢?
3. 引導小朋友思考「大、小」、「多、少」、「胖、瘦」、「輕、重」,介紹「體積」和「質量」的定義。
4. 請小朋友說說看自己的經驗,想一想「體積」和「質量」可以怎樣測量呢?
5. 觀賞笑笑羊影片「Shape up with Shaun」,請小朋友仔細觀察看看片中如何測量體重喔!
6. 請小朋友說說看影片中如何測量體重呢?介紹從古到今測量重量的方法,介紹「秤」與「陀」,拿出等臂天平和電子秤,讓小朋友試試看如何測量。
7. 請小朋友分兩組,實際秤秤看,將各種東西的重量紀錄在學習單中。
(二)浮與沈
- 請小朋友猜猜看剛剛秤過的東西中哪些東西會浮起來?哪些東西又會沈下去?
2. 讓小朋友實際做實驗,觀察並記錄哪些東西會浮起來?哪些東西又會沈下去?
3. 請小朋友從學習單的結果,與組員討論看看,影響東西浮起來的因素可能有哪些?重量越重一定會沈下去嗎?
4. 拿出準備好的兩瓶礦泉水(有玄機的喔!)、煮好與生的的紅殼與白殼雞蛋各一顆,開始變魔術囉!
5. 請小朋友猜猜看雞蛋在水中會浮起來還是會沈下去呢?
6. 分別請猜浮起來與猜沈下去的一位小朋友出來,媽媽邊念一次魔咒,邊與小朋友玩拍手遊戲,將魔力傳給小朋友!
7. 請兩位小朋友分別將礦泉水放入透明杯子中,一邊念魔咒,一邊將雞蛋(一個拿熟的紅殼雞蛋、一個拿熟的白殼雞蛋)放入杯中,看看雞蛋是不是真的沈下去還是浮起來?
8. 讓小朋友說說看為什麼會有一顆雞蛋沈下去,一顆雞蛋浮起來呢?
9. 有小朋友提出是因為紅殼與白殼的差異,請小朋友想一想要如何設計實驗證明是白殼還是紅殼的差異呢?最後將兩顆雞蛋交換放入杯中,證明原來浮起的雞蛋沈下去了,而原來沈下的雞蛋浮起來了!所以不是白殼與紅殼的差異。
10. 再請小朋友想想原因,有小朋友猜是熟的與生的雞蛋不一樣,讓小朋友做做實驗,比較生與熟雞蛋有沒有差別?所以不是熟的與生的雞蛋的差異。
11. 有小朋友猜是水不一樣,讓小朋友舔一舔兩杯水有什麼不一樣?
12. 答案是「白開水與鹽水不一樣」
13. 給小朋友一張學習單,做做實驗,在杯中裝入400CC的水,放入一顆雞蛋,每次加入一平匙食鹽攪拌溶解,觀察看看要加到幾匙鹽雞蛋才會浮起來?
14. 請小朋友觀察看看雞蛋浮在水面上時是哪一端會朝上呢?將尖的那端朝上放入水中,看看雞蛋在水中是不是會旋轉成圓端朝上?請小朋友猜猜原因?
15. 拿出切成一半的帶殼雞蛋,讓小朋友觀察蛋殼、蛋白、蛋黃、氣室,說說看氣室在圓端還是在尖端?請小朋友想一想氣泡在水中會如何呢?
16. 請小朋友一起討論看看什麼因素會影響雞蛋的浮與沈呢?鹽水與白開水有什麼不一樣呢?一起完成學習單!
(三)密度與浮力
- 說故事-「曹沖秤象」及「阿基米得測量皇冠」。
三、後記
2. 說明什麼是「密度」?舉例說明教室裡坐了30位同學與擠了100位同學,哪一個密度大呢?
3. 說明水的密度、油的密度、鹽水的密度,說明密度與浮力
4. 拿出上次去氣球博物館買的氣球及一顆玻璃彈珠,將彈珠放入氣球中,擠出空氣打個結,請小朋友秤秤重量,放入水中觀察看看會浮起來還是沈下去?
5. 將氣球吹大後打個結,再請小朋友秤秤重量,放入水中觀察看看會浮起來還是沈下去?
6. 請小朋友比較看看氣球加彈珠的重量有沒有改變?想想看為什麼一次沈下去一次浮起來?改變的是什麼因素呢?說明體積變大對密度的影響。
7. 拿出蜂蜜加入透明杯子底部,再倒入一層沙拉油,接著倒入一杯水,讓小朋友觀察看看水會跑到哪裡?請小朋友回答看看哪一層密度最大?哪一層密度最小?將剛剛小朋友做過實驗的東西如彈珠、塑膠積木、葡萄等放入杯中,觀察不同的東西會在哪一層呢?
8. 拿出黏土,放入水中看看會沈還是會浮?請小朋友想一想並自己做一做試試看有什麼辦法可以讓黏土浮起來呢?
9. 說明船與潛水艇會浮在水上的原因。
這堂課小朋友自己動手做的比較多,所有的小朋友都蠻投入的,只是分組討論東西到底是沈還是浮的過程中,組員之間會有爭議,引起一點小小紛爭!當然還是把「雙贏思維」與「統合縱效」搬出來與孩子們一起討論!課程另一個目的是要建立小朋友的科學精神,從現象中思考問題及如何以實驗證明理論,雖然對於密度還是半知半解,不過小朋友們都挺熱愛實驗,從自己做的過程中印象應該會比較深刻吧!上課過程中的失敗處是課前叫兒子去買黏土,忘記叮嚀要買油性黏土,結果買了紙黏土回來,放到水裡會溶解,所以黏土船一直無法成功浮起來!
四、參考資料
1. 笑笑羊影片「Shape up with Shaun」
2. 浮力的故事
3. 魔法校車-東浮西沈--浮力的秘密,作者:喬安娜.柯爾/著、譯者:吳梅瑛、遠流出版社
4. 科學一做就通 (下冊--浮浮沈沈),小天下出版
5. 進入科學世界的圖畫書--水,上誼出版社
6. 實驗好好玩--水的遊戲,天下雜誌出版社
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