教案設計2-極性與溶解度

教學流程
教學主題
極性與溶解度的關係
設計者
生化科技研究所碩三陳奕均
化學科
教學對象
高中三年級學生
教學時數
50 分鐘
教學對象分析
  1. 先備知識:已經修畢基礎化學,瞭解基礎的化學原理。和本單元相關的先輩知識,包含溶液組成與濃度、溶液的性質與狀態、元素與化合物、原子與離子。近期的課程已經介紹原子的性質與分子知鍵結,包含原子半徑、游離能與電負度;分子之路易斯結構、軌域與形狀。本章節需要知最基礎能力為了解電負度以及能畫出分子結構。此外,需要物理力的拆解之能力,可將力拆解成不同的力 (向量),此為高一基礎物理之課程。
  2. 學校:和平高中
  3. 過去學習成果:已經了解電負度並能畫出分子結構。
  4. 對學習的期望和優先考慮:已經三年級,以升學為優先目標,在指考能獲得較佳成績。
教材來源
  1. 主要內容參考:張哲政主編 (2008)。《選修化學(上)》。臺北:龍騰文化事業股份有限公司。 內容為介紹電負度、偶極矩與極性之關係。
  2. google表單的製作參考:黑熊老師的家 (2013)。利用 google 表單製作問卷或考題,可將答案寄給填寫者。2013.12.20 取自http://2013taiwanblackbear.blogspot.tw/2013/12/google.html
設計理念
  1. 油難溶於水為生活中常見之現象,本主題希望能讓學生了解生活中油難溶於水的原理。
  2. 已經了解了電負度與分子結構,學這些有何作用呢?本單元希望能讓學生應用這些原理,來推論出生活中常見的現象,將理論與生活結合,拉近化學與學生的距離。
  3. 油與水不能互溶,其理由為何?為了瞭解群眾對此觀念的迷思概念,我們先以 google 表單進行調查。Google 表單只要有網路,就可以填答,爾且可採取不記名的方式,降低面對面時不願將受調查或答不出來的挫折感。且被採訪者背景可以較多元,較少被限制。
  4. 過去強調彼此競爭的觀念已經過時,現在的社會強調合作。因此我們將學生分成數組,透過學生彼此的互動互助及責任分擔,達成共同的學習目標。這種教學方式著重學生的參與及以學生為中心,學習的過程中,學生不只要對自己負責,也要對同組同學負責,可加強其學習動機。
  5. 綜合上述理由,我們將以 google 表單進行調查,看有多少人有此迷思概念,進而介紹極性與溶解的關係。
教學目標
單元目標
具體目標
一、認知部份
學習完本單元後,學生可以獨立
  1. 重新敍述以及以圖示法解釋分子極性的原理。
  2. 批判油水不互溶的可能解釋。
  3. 建構一個分子間的偶極矩。
  4. 評估一個分子是否具有極性。
  5. 解釋一個油水不互溶的因素。
6. 預測一個分子可以溶於水或溶於其他溶劑。
二、情意部份
學習完本單元後,學生可以
  1. 主動探索生活中物質間相溶的情形。
  2. 整合自己過去的科學經驗,解釋生活周遭的自然現象。
三、動作技能部份
學習完本單元後,學生可以1. 了解極性分子判斷的畫法2. 具有指導他人之能力
節次
教學活動流程
時間
教學資源
教學評量
準備階段
min
(一)       課堂準備
  1. 周前將表單準備好,並於一周前將表單公布,要求學生作答,此外也可以要求學生找其他人作答,並貼在 FB 讓許多不同年齡的學習者也可以作答。表單如下:http://goo.gl/el9VkU。此篇表單目的有二,第一為上周剛教完電負度與分子結構,提供一個線索讓學生想像。第二為以統計的方式,讓學生投下自己的一票後,誘導學生的好奇心,會想知道自己是否正確,進而對今天的主題產生興趣。
  2. 表單的製作:
    1. 想好題目:
(1) 目前學歷 國中 高中職 大學五專 研究所 (2) 沙拉油,棉籽油是否與水互溶? 會,因為油含有水的成分 會,因為這些油和水都是液體 不會,因為油比水輕 不會,因為這些油都是非極性 不一定,有些會溶有些不會溶   第一題要確認確認填寫者的身分,第二題則為本題,包含答案以及理由。真實解答為不會,因為這些油都是非極性。第一個選項設計為因為油平時以液態純在,似乎含有水的成分。第二個選項設計為油和水街為液態,液態和液態在生活中常見都可以溶,例如酒精溶於水中,相反固態例如鐵塊丟到水裡不能溶。第三個選項為因為油會浮在水的上層,學生有可能誤會是該理由造成油水分離。最後一個選項則是讓一些不確定的作答者作答,表示其半懂半不懂,所以會有猶豫。
  1. 製作表單,參考網頁寫在教材來源。
  2. 分成六組,以圓桌方式呈現,方便討論。
  3. 準備抽籤用紙卡 (上有H2、HCl、H2O、NH3、CO2、CCl4、PCl5、BF3與CH4)
(二)       引起動機
  1. 詢問同學同樣問題,並公布統計結果。結果如下。
123
  1. 和同學討論該圖,投票者較多的「油比水輕」是否就是答案呢?
  2. 先來看看最多人的選擇,因為密度,油比水密度低,所以油和水不互溶。
  3. 酒精密度比水低,依造上述推論,酒精和水是不互溶的?但是實際上酒精和水可以互溶?
  4. 密度真的有關嗎?
                                                                      10 min       電腦與網路                                                                                            黑板                
發展階段
35 min
(一)主要內容/活動介紹分子的極性
  1. 分子中電負度大的原子會將電子拉近,使分子一端帶部分正電,另一端帶部分負電,形成偶極。而偶極大大小,以偶極矩表示。
  2. 若偶極矩合為零,則為非極性分子,偶極矩不為零,則為極性分子
  3. 小組討論:
由老師在黑板畫出 H2、HCl、H2O、NH3、CO2、CCl4、PCl5、BF3與CH4,讓學生小組討論要如何判斷是否為極性分子。
  1. 小組競賽:
發給每組白紙,由老師從紙卡中抽出一個題目,給全部學生一分鐘的時間。畫完者帶著答案上台。公布答案。老師從紙卡中抽出兩個題目,全部學生一分鐘的時間。畫完者帶著答案上台。公布答案。老師從紙卡中抽出三個題目,全部學生一分鐘的時間。畫完者帶著答案上台。公布答案。過程中當學生錯誤時,老師在黑板示範。 最後一題-挑戰題:老師在黑板上畫出出水、酒精與三酸甘油脂(為油的一種)的結構。 學生小組討論過後,派人在黑板寫出認為為極性或非極性。 水 à 極性 酒精à 極性 三酸甘油脂à非極性 => 水不可以和油互溶 酒精和水可以互溶 =>推論決定是否可溶的關鍵在於是否具有極性,極性和極性互溶。
  1. 解釋互溶之原因
  (二)達成目標 1. 了解電負度、偶極矩、極性與互溶的關係,並能清楚表達。 2. 同學間合作學習討論。
  10 min       5 min         15 min                                     5 min       黑板               黑板 大張白紙,紙卡(上有H2、HCl、H2O、NH3、CO2、CCl4、PCl5、BF3與CH4)             黑板                     評量:小組競賽,美達對一個得一分。
總結階段
5
  1. 電負度造成偶極,其大小為偶極矩。偶極矩決定是否具有極性,而極性決定是否互溶。
  2. 發下作業單,交代回家作業,根據下圖統計結果,還是有許多人對此概念不了解。回家作業為,每組同學依據學習單內容至少需訪問四個人,並教會他們油水互不相容的原理。請學生在化學小老師表現區畫圖教學。
7897545 作業評分:有交且有圖就 60 分,從化學小老師表現區所作之圖進行加分,若有劃出偶極矩、電負度差異與極性即可各加十分。 畫圖特別好看或文字解說特別詳盡,可加至滿分,由老師斟酌。
2 min 3 min 作業評分:有交即有及格分,從化學小老師表現區所作之圖進行加分,若有劃出偶極矩、電負度差異  
 

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學習單:油水互溶?溶解的原理
請問你現在的身分是?
勾選
選項
國中生
高中職生
大學生
研究生
社會人士
  沙拉油,棉籽油是否與水互溶?
勾選 選項
會,因為油含有水的成分
會,因為這些油和水都是液體
不會,因為油比水輕
不會,因為這些油都是非極性
 不一定,有些會溶有些不會溶
  與訪問者的關係?   _______________________________
 信箱   _______________________________  
 簽名   _______________________________                  
 請問你知道什麼是電負度嗎?  
      請問你知道什麼是極性嗎?  
      感謝你接受訪問,如果上述問題您都答對,那您真是超級化學小專家! 如果有不會的~不用擔心~化學小老師會認真教你的~    
化學小老師表現區












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