龍山國中數理資優班: 化學

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2014年3月6日星期四

從未知探究化學2014

去年，在八下化學課開始的時候，讓學生自由操作了兩個禮拜的化學課。用八種化合物當做未知物，讓他們先查資料之後再去做實驗，然後看看那八種化合物是什麼。（課程與想法）

不過在這個課程中，學生是先去查資料再做實驗去對照。例如先去查到碳酸鈉是鹼性的，鈉的燄色是是黃色的，碰到酸會產生泡騰現象等等。然後當他們拿到一個未知白色粉末，有上述這些性質的話，就可以去對照資料，確認這個白色粉末的身分。

出現這種眼神，就會覺得課程做對了

國中其實不講太多化學計量問題，嚴格來說稍微複雜的化學計量問題，都算是超過國中範圍的。國中化學課程還是以觀察思考歸納，認識日常生活中的化學反應為主。但是大概大家都會忍不住一定要教一些化學計量問題。當然對於資優班來說，上一些化學計量也是很正常的。

當然對於高中生來說，這類的問題就變得更複雜更難算。但是這些問題常常會變成單純的技術計算問題，學生算完之後還是不知道學這東西要幹嘛。

不過化學計量在化學上其實是很重要的，當我們不嫌麻煩的想從「定性」實驗升級到「定量」實驗的時候，一定有一些想要達成的目標，一定有些想要問的問題非得要利用定量分析才能知道的。

例如拉瓦節就利用定量的分析，發現了許多定性分析得不到的現象

在把簡單的化學計量技術講解過後，提供一個情境讓學生去思考解決（我相信數百年前的化學家一定經歷過這些）

情境：化學家想要分析某個揮發性液體的化學式，該分子的分子量為46*。化學家取46g的該液體，在純氧中燃燒，得到88g的二氧化碳和54g的水。

問題1.請問上述反應消耗掉多少的氧氣？

這是質量守恆定律的應用

問題2.請問該液體必然包含哪些元素？理由是什麼？

光看定性分析的話，反應前後包含的原子種類必須相同，只能得到反應後既然有碳氫氧三種元素，就代表反應前也必須要有碳氫氧三種元素。既然液體在純氧中燃燒，就代表該液體必然有碳和氫兩種元素，但是無法肯定有沒有氧。

如果學生能夠分析元素的莫耳數的話就能發現反應前用掉的氧氣莫耳數（或質量）比反應後的氧氣莫耳數（或質量）少，就能推論出液體裡面一定有氧元素

接著就可以把液體的化學式拼湊出來。

我相信這個過程，一定在幾百年前有不知道多少的化學家走過。拼湊線索找答案的過程非常辛苦但也非常吸引人。當你找到非常強烈的證據，證明你手上那個透明的液體的化學式的話，那感覺實在很爽。

並不是非要把這個化學式背起來，把這個分析程序記起來。而是去經歷和享受一個解謎的過程（和前面的未知物化學探索一樣），這是科學方法態度和樂趣之所在。你有看過學習化學計量問題整節課熱烈討論還開心大笑的嗎？

課程裡面，還可以隨時讓學生說出想法（發表）、讓遇到類似問題的學生集合起來討論、讓已經解決類似問題的學生去說給還沒解決的聽（合作學習），有太多教學技巧可以操作，還可以讓學生樂在其中。

或許你覺得這個題目太難了，因為這個問題是我挑選來給資優班學生用的。老師可以挑選適合你面對學生的問題情境。問題簡單，但還是必須要讓學生去經歷解謎過程才是重點。