置頂

物理與化學是很有趣的兩門學科,對我來說這兩類的學問幾乎就是許許多多有趣的遊戲。也許有人覺得物理與化學太專門或者太嚴肅,對這一點我想說得是:當你很喜歡這個遊戲的時候,你自然就會慢慢變得很專門,你也會很認真,甚至有時候會很嚴肅。
但是別忘了其中的樂趣,這些樂趣是吸引了許多人投入這個領域的極大誘因。 如果你喜歡這兩門學科那很好,請好好的玩它!如果你沒有那麼喜歡,那也無妨,你還是可以從中獲得一些樂趣。

2017年5月21日

乾餾,怎麼教?

最近因為沉迷在arduino 和 三d列印的關係,這邊的文章比較少寫了。來寫一篇老東西熱身一下好了。

「怎麼教」和「教什麼」其實是幾乎一樣重要的,後者是真正的教學目標,前者是達成目標的手段。

手段很差,目標無法好好達成;
目標錯了,手段再好也是白搭


對我來說,更關注的其實是教學目標。看到很多老師很用心的做了很多教具,開發很多新的教法,但目標一旦搞錯,再努力都是白搭。舉例像最近有一首很好聽週期表歌,老師可以讓學生親近週期表甚至可以背下來一張週期表好了。手段很棒很有效,但我不知道老師有沒有問自己要教學生把這玩意兒背起來做什麼?很多人在這首歌出來後,說「要是以前有這首歌,我的化學就不會那麼爛了」。請相信我,不管有沒有這首歌,不管你會不會背週期表,都跟你對化學有沒有興趣沒太多關係的。


有機化合物的第一個實驗,是乾餾竹筷。課本上通常會寫著,乾餾竹筷的過程中,會產生白煙,一開始的白煙是水氣,後來會產生一些酸性物質,是醋酸。然後是可燃性氣體,包含有一氧化碳、氫氣還有二氧化碳等等。乾餾完之後,打開鋁箔會看到黑黑黏黏的是焦油(順便講抽煙的危害)然後剩下黑色的是碳

竹筷是生命體,生命體裡面是有機物,竹筷乾餾最後是碳,證明了有機物含碳

大概是這個邏輯

我們來把這個教學流程做一下分析。首先,問一下自己,這段課程的教學目標是什麼?其實是要對有機物做出定義。其實是要讓學生了解到,有機物和無機物有些不一樣,要連接到接下來的課程將要一系列的來認識有機物。

回顧一下上述的教學流程,教學目標往往會變成

1.什麼是乾餾?答:隔絕空氣加熱
2.乾餾竹筷會產生哪些氣體?順序為何? 答:水氣、醋、可燃性氣體(一氧化碳、氫氣)與二氧化碳
3.竹筷乾餾會產生哪些液體和固體? 答:常溫下為液體的產物有水、醋,固體則為碳
4.竹筷乾餾的實驗可以證明什麼? 答:有機物含碳


如果老師把上面的四點,拿來質問自己的話,就會問兩個問題:「學生學這幹嘛?」「這些東西正確嗎?」

簡單的說,這個教學流程,是用實作的方式來進行「講述法」。(先消毒:講述法不是錯的,但是要用對地方) 也就是教師只是藉由這個過程,去說出原本用講述法想講的東西而已。把實作拿掉,換成影片或板書,這段課程教學上的本質是沒有變的。

那學生知道乾餾的定義,那知不知道這個實驗為何要用乾餾的方式進行?當我們想達到什麼效果的時候會選擇乾餾,而不直接在空氣中加熱?這個實驗直接燒,真的不行嗎?

為什麼我們需要知道竹筷乾餾過程,產生哪些東西?乾餾過程真的可以證明嗎?水氣可以用氯化亞鈷檢驗,醋呢?只能檢驗酸鹼性,怎麼可能知道是什麼酸?氣體可燃,怎麼可能知道是什麼氣體?

「國中而已,需要對每個產物做嚴格檢驗才能講,不可能啦!」

沒錯啊,問題不在於國中如何能檢驗出這些東西啊,問題在於為什麼學生要把竹筷裡面有哪些東西背起來啊?

「難道這些東西檢驗不出來就不能講?」

我覺得當然可以講,但就是講過就好了,不太需要強調,也更不需要讓學生花時間背起來。我想不到學生非要知道竹筷乾餾的產物不可的理由。

這段課程可以做檢驗,可以做推論,但不需要做過度推論

上述的教學目標,最後一條是:4.竹筷乾餾的實驗可以證明什麼? 答:有機物含碳

上面這句,其實要改一個字。這過程其實不能「證明」有機物含碳,只能作為輔助老師講述的「說明」。實際上我們無法證明有機物含碳的,難道要用窮舉法?另外我們其實也不用證明有機物和碳,因為那是我們人類自己規定的。

你自己就規定有機物含碳了,幹嘛還要去證明什麼??

所以再問自己一次,這段課程的教學目標是什麼?我想是要對有機化合物做出定義的前導,讓學生觀察到「似乎這些跟生命相關的化合物,大多會含碳」。然後由這個觀察,引出接下來要介紹一系列含碳化合物的課程。為了要達到這個目標,其實不該只乾餾竹筷。找一些有機物,一些無機物,都給它乾餾一下,做個比較。舉例來說除了竹筷之外,乾餾一些其他木頭算是植物性的代表;動物性的代表可以乾餾個魷魚絲、豬肉片之類的;也可以找一些澱粉類像是太白粉、麵粉等東西來乾餾;無碳無機物可以選食鹽,有碳無機物可以選小蘇打、蘇打或碳酸鈣。

這樣乾餾下來,就可以讓學生觀察外觀去做分類:黑的和白的分兩類。

麵粉、竹筷、魷魚絲、豬肉黑了
食鹽、小蘇打、碳酸鈣白的

從這個結果切入去談:「好像這些跟生命相關的物質,都含有碳ㄟ」去引出接下來我們要開始談論有機化合物的動機。也藉由這些結果可以去討論我們到底應該將哪些物質歸類在有機化合物裡面?

「哪有這麼多時間乾餾這麼多東西?」

其實不用每一組每一種都做,一組做一種,做完之後把鋁箔攤開放桌上大家一起看就行。黑的白的其實很容易觀察的。

回想一下,其實上面列出來那個1.2.3.4.那個教學目標,其實不該是教學目標。那很可能老師在這個單元不知道要考什麼,出了一些題目後,結果那些東西就變成教學目標了。如果老師把1.2.3.4.那些東西設定為教學目標,你的教學方法再怎麼精采,設計再好的教學流程其實都沒太多意義。

那如果乾餾了麵粉、竹筷、魷魚絲、豬肉、食鹽、小蘇打、碳酸鈣之後,讓學生進行觀察分類然後再討論的話。學生學到關於科學知識的部份,也就是學習內容部分,就是關於有機物的定義。思考智能和問題解決的部分,就是能學到對現象的歸納和討論。

最後,這個實驗真的需要「乾餾」嗎?其實不用,拿個瓦斯噴槍對著表面燒一燒,就可以看到結果了。這樣的結果足不足以說明某些化合物含碳,某些不含碳呢?如果可以,何必乾餾?

那乾餾,又究竟是不是國中必學的化學觀念或技術呢?



好,其實不管是週期表要不要背,要背多少?怎麼背?乾餾竹筷的產物要不要背?乾餾的意義和技術要不要學?有機物的定義要不要知道等等的,我覺得都不見得有什麼標準答案。我只是認為,不管老師你要教學生什麼內容,最好都問一下自己「我要教學生這些做什麼?」學生花費了他的青春歲月,老師花費了你的智慧和時間,最好問一下自己,這時間花下去是不是值得的。
張貼留言