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			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。 學校：和平高中 過去學習成果：已經了解電負度並能畫出分子結構。 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			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。 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			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。 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。 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。 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。 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 重新敍述以及以圖示法解釋分子極性的原理。 批判油水不互溶的可能解釋。 建構一個分子間的偶極矩。 評估一個分子是否具有極性。 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 主動探索生活中物質間相溶的情形。 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
第 一 節		準備階段					共 min
		(一)       課堂準備 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。 表單的製作： 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。 製作表單，參考網頁寫在教材來源。 分成六組，以圓桌方式呈現，方便討論。 準備抽籤用紙卡 (上有H2、HCl、H2O、NH3、CO2、CCl4、PCl5、BF3與CH4) (二)       引起動機 詢問同學同樣問題，並公布統計結果。結果如下。 和同學討論該圖，投票者較多的「油比水輕」是否就是答案呢? 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。 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? 密度真的有關嗎?					10 min	電腦與網路                                                                                            黑板
		發展階段					共 35 min
		（一）主要內容／活動介紹分子的極性 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。 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 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。 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。 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
		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。 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。 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

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 請問你知道什麼是電負度嗎?  

□	是
□	否

      請問你知道什麼是極性嗎?  

□	是
□	否

      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