其實上反應速率的時候,不是只能交代影響反應速率的五項因素,然後把因素分析一下就完畢了這樣。老師也可以視情況把某些部分的課程轉成科學探究課程。例如,我有一次就請學生針對某些反應速率的因素,自行設計實驗來驗證(不准用課本現成的),然後提出實驗設計、所需的器材,還有想法。
核准之後,就讓學生開始進行實驗,時間為一週。一週後,驗收實驗,寫成簡單的報告,然後上台present。我還記得有個學生,居然想要做可樂腐蝕牙齒的實驗,他拿起了自己的牙齒...那個他小時候的乳牙,把其中一顆敲碎磨一磨,分別秤重,然後丟到可樂裡面。一個禮拜之後,把溶液過濾,烤乾之後,再秤重這樣。
當然這個實驗不算是很嚴謹的,也只能得到兩組數據來做比較。嚴格來說,並不能算是什麼科學報告。不過可以讓學生去思考、設計、執行,是課程的目的。
另外一次,是利用一次營隊的時間來做進階的、關於反應速率的科學探究。主題是拿鹽酸和硫代硫酸鈉的反應,產生硫的沈澱來判讀反應速率。這在國中是一個很標準的測量反應速率的實驗,設計很精巧。因為這個反應的時間洽當,調整不同濃度的話,短可以在1秒內完成反應,長的話可以到兩三分鐘。
判讀反應速率的方式更精巧。要拿一張紙,畫一個記號,放在燒杯底下,只要水溶液的深度相同的情況下,當硫的沈澱太多,將記號遮住,就是得到差不多一樣多的硫沈澱的標記。這時候只要測量時間,則時間的倒數,就是反應速率了。
說實在,這太精巧了!精巧到我覺得裡面有很多可以讓學生學習的地方。只是從這裡學會反應速率,太可惜了。所以我就把實驗的後半段全部抽掉,讓學生去進行探究。課程的設計是這樣的:
按這裡可以看到上課用的講義(這份講義的最後面是另一個實驗,和第一個課程較不相關)
一、準備適當濃度的鹽酸和硫代硫酸鈉水溶液,然後讓學生取回,在燒杯中進行反應,觀察變化。
二、觀察到變化後(沈澱、氣味等等)就開始討論,如何用這個化學反應來進行濃度與溫度對反應速率的影響。
這部份非常的難,也是這堂課的重頭戲。
三、討論出一個方法後,就實際執行看看可不可行。若不可行,回到步驟二,繼續討論。若可行則進行步驟四。
四、將實驗流程詳細寫出,並且取得適當的器材、藥品開始進行實驗。
五、蒐集數據,分析數據,討論實驗結果,寫報告。
最有趣也最有價值的部份在於第二步和第三步。有人因為察覺到實驗會產生二氧化硫,所以認為可以用集氣法蒐集氣體來看反應速率,有人認為可以測量重量的減少(因為二氧化硫產生)來看反應速率,有人想蒐集硫的沈澱(但是不知道怎樣固定時間),我們大概花了四十分鐘的時間,終於有人提到可以看燒杯的透明度,來決定反應速率。
接著就是讓他們實際依照這個辦法試做一次之後,就來設計實驗並實際執行。
執行完之後,將各組的數據蒐集起來,畫在黑板上,就可以看出一些趨勢了。
以上就是把反應速率課程轉換為科學探究課程的一個方式。