【兩週集中實習】自然科毛細現象課程設計——第二節與第三節

緒論

本文主要紀錄兩週集中實習的自然科設計理念，在上一篇第一節 日常生活中的毛細現象中，已經針對第二週三節課的各課程安排概述，且對教學內容研究分析，本文將延續上一篇，詳述第二節、第三節的課程設計與執行面反思改進。

第二節與第三節剛好是連續的自然課，於是在安排上，也讓第三節能夠承接第二節的學習內容進行應用與創造的學習活動。第二節 毛細現象與不同材質，從不同材質毛細現象效果不同，連結吸水與防水的兩項應用層次的概念；第三節 毛細現象與創造 中，延續材質影響毛細現象，讓學生使用不同材質設計與製作尿布，整合課程所學。

（第二週自然科課程架構圖）

第二節 毛細現象與不同材質

（一）複習毛細現象定義

作業分享：上週學習單中請學生回家找出毛細現象，讓學生組別內互相分享，事先教學生如何以定義完整敘述毛細現象。老師隨機加入小組分享，挑選幾位學生與全班分享作業。

（二）情境解決

1. 擦拭桌上的水，抹布/塑膠袋：在這題情境中複習能否產生毛細現象的材質，學生多半能回答出使用抹布擦拭桌上的水，我會追問為什麼不用塑膠袋擦？學生會回答塑膠袋表面光滑、不能吸水，引導學生連結毛細現象的定義，瞭解塑膠袋無法產生毛細現象。

2. 彩色筆畫在 白紙/傳單 上：學生能回答出彩色筆在兩種紙上效果不同，傳單（或者表面光滑的紙）彩色筆比較難畫出顏色，在我追問為什麼時，學生回答光滑表面的紙比較難產生毛細現象。他抓到了重點，我復述一次他的回答，並且在『比較難』三個字上加強語氣。再問學生，傳單浸在水裡會不會濕掉，學生回答會，所以傳單沾水也會產生毛細現象，只是速度比白紙慢、效果不像白紙那麼明顯，因為兩者材質不同。

3. 選擇雨傘布，毛巾/風衣：目的在於讓學生理解都是布，材質也有分吸水與防水的差異。

4. 放學時突然下雨了，你沒有帶雨衣雨傘，你能使用什麼擋雨：目的在於讓學生思考日常生活中不易產生毛細現象的材質，並作出比較，如：用桌墊擋比用書本擋更好，因為書本會吸水。

5. 隔板中的小水滴：一組會拿到一個隔板（由兩片玻璃用橡皮筋綁在一起，中間夾有橡皮筋而隔出隙縫），我在間隔中間滴入水滴，讓學生旋轉隔板，水滴不會滴出來。問學生水滴為什麼不會滴出來？這時一定會有學生說因為毛細現象（學生最大的迷思就是這一課在教毛細現象所有答案都是毛細現象），引導學生思考當手靜止時水滴有沒有移動，比較第一週隔板的實驗，問學生為什麼第一週的隔板水會自己上升，但現在的不會？原因在於第一週的隔板間隙較小，水對物體有一種附著力，可以沿著玻璃往上移動，產生了毛細現象，但這個隔板的間隙較大，水沒辦法往上移動，但因為有對玻璃的附著力，所以也不會掉出隔板。這題與材質無關、也不是情境題，是針對班上資優生額外加深的題目，並且讓學生對情境6比較好想像。

6. 桌上放有一塊厚重的玻璃，當桌上翻倒湯，湯流入玻璃與桌面中間時，該如何在不移動玻璃的情況下擦拭桌間的湯呢？讓學生從如何不拆掉隔板擦掉中間的水滴想像，學生能回答用布（或衛生紙）從旁邊將水滴吸出來，追問原因利用了毛細現象。

（三）浮出花樣的傘

討論為什麼沾溼傘布後有花紋的地方會變色，其他部分沒有變色，原因是有花紋的部分材質不同，會吸水所以顏色改變了。

（四）整合概念

整合材質與毛細現象的關聯，區分防水吸水的材質。

第三節 毛細現象與創造

延續第二節剛教完材質與毛細現象的關係，在第三節中將會藉由尿布設計與製作，讓學生熟悉防水與吸水的材質與毛細現象效果的不同。

（一）介紹尿布構造原理：一層防水材質與一層吸水材質組成，吸水材質毛細現象明顯快速，防水材質防止漏出，不能產生毛細現象或是不明顯。

（二）分配任務：一組設計並製作一份尿布，測試時需能吸收30毫升的水並不能漏出。

（三）示範：老師拿出自己製作的尿布，介紹使用什麼材質完成與設計理由「一層防水一層吸水，中間有填充物。」

（四）材料選擇：

1. 老師提供九種材料各兩份，分配在三盒中，一組在一盒中只能拿一份材料（共拿三份），確保各組都至少有一份吸水與防水材質。

2. 小組積分高者優先選擇，若同一種材質超過兩組選擇就沒有了，其他組必須更換選擇。

3. 老師只提供六段膠帶貼合各材料，為了防止有組別拿膠帶當作防水面。

（圖為尿布製作提供選擇的材料）

（五）完成學習單中的尿布設計並開始製作

（六）測試時間：由下而上放置順序分別是抹布－衛生紙－學生作品（尿布），老師以量杯盛30ml的顏料水測試各組成果，比較各組尿布下的衛生紙沾到顏料的幅度。

（七）檢討原因：

1. 各組的成品是由什麼組成的？哪些是防水材質哪些是吸水材質？

2. 倒顏料水時發生什麼事？顏料水如何移動？

3. 再次連結毛細現象，請學生完成學習單。

（學生各組成品與測試後效果。）

教學成效反思與檢討

（一）檢討

講述的語速與增加引導提問、舉例

第二節的雨傘材質對於期待得到的答案可能比起引導時感覺簡易太多，學生得到答案時還有點詫異的樣子；隔板突然加了一個部分、我講的比較快，可以講慢一點、有自信一點。多用幾個實務上的例子反覆描述可能會比較好懂。

控時、班務紛爭管理、整合概念

在後期的時間管控上不是那麼好，加上有一組有紛爭，我一邊處理紛爭一邊管理全班學生討論製作狀態有點力不從心。如果時間管控再更好一些，學習單的引導就能講得更清楚，收拾上也能更有效率。忘記這堂課是毛細現象的最後一節課，應該將整合概念的部分再梳理一次會更好。

（二）令我意外的學生表現

學生的反應常常超出預期。當我問「為什麼彩色筆不太容易畫在光滑的紙上」時，學生答出「因為光滑的紙『比較』不容易產生毛細現象」這個答案是我所要的標準答案，但我原本沒有預期能夠這麼快得出這樣完整的回答。他口中的這個『比較』正是課程中要呈現的重點『材質影響毛細現象效果不同』，有些學生可以直接回答出來，但我還是再把後續的引導做一次，讓不同程度的學生都能跟上這段思維的速度。

隔板中的水滴原本就是為了設計給班上程度較優秀的學生，希望能帶到一點毛細現象原理的部分，讓學生認識「水分子內聚力、表面張力讓水滴能夠像爬格子一樣在隙縫間移動，也能讓水滴抓住玻璃壁緣不掉下來。」即使不是所有的學生都能理解也沒關係，因為不是本課主要的核心教學內容。

那時讓我意外的是，當我問學生水滴在隔板中有移動嗎？有學生回答有移動，我問他是他的手轉動的還是水滴自己移動，學生說他們組別的水滴是自己移動的，那是超出我預期的情況，但我反而更高興，我趁此機會問全班上一週時他們做了一個隔板內夾東西（如頭髮、線之類的）看水在隔板間上升的實驗，為什麼上一週的隔板水會自己上升，但這一週老師用隔板內的水滴卻沒有上升呢？而某一組的隔板水滴卻有上升？我問學生有沒有想法。引導學生從隙縫大小猜測出，因為上一週的隔板縫隙夠小，所以水可以沿著隙縫上升，而這一週的隔板隙縫大，水無法抓住壁緣爬上去，只能勉強抓住不掉下去。

這些都是因為學生的觀察與疑問使課程能更加完整連貫，甚至能在課堂上激發我對課程內容有邏輯的呼應，他們才是課堂的主人呢。

學生很喜歡尿布製作的部分，各組拿到材料後大抵都能按材質特性有所發揮，部分組別誤認材質的特性而失敗，某一組將風衣包裹了整個尿布，結果顏料水也不留情的全部留到衛生紙上，在教學上也是效果非常好的呈現。最後學生和我要了剩餘的材料，說回家還要繼續做，我很滿足。

（圖為各組作品測試時間，我與學生一起觀察結果，正如理想的教學與學習是相互而平等）

（課堂中的照片學生五官皆部分馬賽克處理，若有不妥可告知即撤下）

2021/04/02