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實驗課手札--呼吸作用 增修日期:2005/1/4
人數規劃--一個班 10 組,一組 4 人,今年共有 7 個班,分在兩個上午完成。 課程時間-- 一堂課 45 分鐘。這個實驗,在實驗課前會先花 10 分鐘說明一下做法。 至於原理,有先講或沒有,都不影響本實驗操作。 器材裝置-- 1.每組籃子裡有: 試管架 x1 , 倒扣著的亮晶晶試管 x6 <一人一支,乾燥綠豆和萌芽綠豆各一支> 10 ml小量筒 x1、100 ml 小燒杯 x1、滴管 x1。 軟橡皮管(約 25 cm) x 2。溫度計 x 2。【硬塑膠管(約 10 cm)+纏繞線(約 5 cm)】 x4。 試管刷 x1 。 洗廁用鹽酸 x1(瓶)。抹布 x 1。
2.屆時才發下的器材有: 乾燥豆子用的 塑膠袋 x10 <一組一個,可以重複使用> 萌芽豆子用的 塑膠袋 x 10<一組一個,恐怕兩三個班以後就得換新> 個人呼氣用塑膠袋 x40 <一人一個,要求學生使用後摺好帶走我會檢查,沒做到的我會扣分> <照理說本實驗可以重複使用這塑膠袋,但顧慮學生的感覺,仍給學生新的> <因此學生該對環保盡點心力,該塑膠袋,該再找一個用途,不可以立刻扔掉> 個人呼氣用的短吸管 x 40 <一人一個,要求學生使用後丟掉> 注射筒 x20 <一組兩個,不附針頭,是餵食用的注射筒,最大注射量為 60 c.c.>
實驗流程-- 一、豆子泡水 30 小時左右,為萌芽中的種子。 另取乾燥豆子作為對照。 *因植物可同時行光合與呼吸,會影響『植物的呼吸作用是否也釋放出 CO2?』的檢測, 故本實驗選擇以 種子 為實驗材料(欺負它小孩子,只會呼吸不會光合:P), 另方面,萌芽中的種子呼吸也最旺盛、最適合檢測呼吸作用。 *泡水一天的綠豆也勉強可用。我多半會加點溫水,加速它發芽。
二、以 塑膠袋 分別裝入兩種豆子,各約 1/4 袋左右,確定袋內有飽滿空氣, 然後把 塑膠袋 打結、置放一旁,讓豆子乖乖呼吸。 *請確定 學生別直接往袋內吹氣!我們要給豆子空氣、證明它也放出二氧化碳,不是直接給它二氧化碳。 *裝空氣時提醒學生 別灑了滿地豆子,『那你得留下來當灰姑娘把豆子撿乾淨...』
三、告訴學生 實驗紀錄本 要怎麼填寫,比如, 測呼氣的溫度 =>課本要求測三次求平均,我改為一組四人每人測自己的呼氣溫度。 測空氣的溫度 => 課本要求把空氣裝袋測量。我改為直接測量室溫即可。
『多少 ml 的呼氣 可使 石灰水變白色渾濁』:每個人都要檢測,紀錄在A部分。 『多少 ml 的空氣 可使 石灰水變白色渾濁』:可能來不及作,B部分不用寫。
四、明確要求兩件事- 1.每一組先裝置好 四支 石灰水試管,各裝入 5ml 的 澄清石灰水。 2.每人裝置好 個人專屬呼氣袋,然後取 短吸管 往袋內呼氣, 之後,置入溫度計 測 呼氣溫度, 或以 注射筒 抽取呼氣,徐徐注入石灰水小試管,看多少 ml 時石灰水變白。 *石灰水 遇 二氧化碳 會呈現 白色混濁。因此,沾過石灰水的玻璃器皿一定要以 鹽酸 加水 洗滌, 才會亮晶晶,不然,會影響觀察。是以,此時我會先行示範 如何 以 鹽酸 清洗 裝石灰水而變白的燒杯。 甚至滴一滴鹽酸在手上,讓他們知道 =>這種『洗廁用鹽酸』不會把手灼傷。但不可以碰眼睛喔~~ *專屬呼氣袋,係使用 硬塑膠管、一小段纏繞線以及一個乾淨塑膠袋 組成, 我會當場示範如何組合,如何以 短吸管 向袋內吹氣(這樣嘴巴才碰不到硬塑膠管), 然後以 注射筒 從 硬塑膠管 抽氣(注射筒口的大小剛好和 硬塑膠管 match), 再來 接上 軟橡皮管,把氣注入石灰水小試管(軟橡皮管務必要泡在石灰水裡才行)。 *示範完畢,讓各組到前面領 乾淨塑膠袋、短吸管,一人各一個,回去組裝, 拿小燒杯 到前面 倒 適量石灰水 回去分裝。 *確定該組裝置好 石灰水試管、個人專屬呼氣袋,該組再來領 注射筒。
五、各組自行進行 人的呼氣之 溫度測量、石灰水測量。 *我給的器材,大概都是課本要求的兩倍,學生可以兩兩互相幫忙完成實驗、不需要等候器材。 *提醒學生 溫度計 是否要 等它涼了 再繼續下一個測量。
六、拆掉 個人專屬呼吸袋,塑膠袋摺好、放到自己口袋,短吸管丟到垃圾桶, 【硬塑膠管+纏繞線】稍加洗滌、放回籃子,供下一個班使用。 交回注射管。準備 綠豆 要的 兩個 石灰水小試管。 *曾打算要學生一開始便準備好 石灰水小試管 x6 。但,石灰水還是會跟空氣中的 二氧化碳結合, 以致於 石灰水 略顯 灰白,雖然只是一點點點點小灰白,但若 綠豆 呼吸不夠旺盛,則還是影響觀察。 故 改以 此時 再來取 石灰水。 *部分學生會 把 注射筒 裝水 當水槍來玩。因此我強調 注射筒 不用洗、交回來的應該是乾的; 學生倒也就沒想到水槍這玩意兒,挺好。
七、把 綠豆 袋口的結 輕輕打開,緩緩插入 軟橡皮管,軟橡皮管一端置入 石灰水小試管, 再緩緩 將 袋內空氣 從 軟橡皮管 擠入 石灰水小試管。 *這裡我會簡單示範一下操作,並說明:二氧化碳 比 空氣 重,所以把結打開時,只要不要亂擠,可以不用 擔心 二氧化碳 的流失。
八、收拾善後。豆子倒回前面籃子,濕豆子、乾豆子、濕袋子、乾袋子都分開放。 把器材洗乾淨,桌面擦拭乾淨,椅子擺好,離開前叫老師檢查。 紀錄本來不及討論,回去寫、下次上課討論後收回。
附註: 一、石灰水的準備 ◎因為石灰 【氧化鈣】對水的溶解度很低,以『溶解--過濾』法會花很多時間。 ◎不妨找一個大垃圾桶,將市購石灰粉倒入,加水八分滿後,攪拌、靜置, 沉澱一兩天後,取上層澄清液。 ◎空氣中二氧化碳雖然很少,但還是會和石灰水結合,在石灰水表面結一層薄薄的白霧, 影響實驗觀察。盡量避開,或者盡量讓空氣別和石灰水接觸。
二、洗廁用鹽酸的準備 ◎市售洗廁劑不見得都適合拿來洗 石灰水遇到二氧化碳所形成的白色沉澱【碳酸鈣】。 酸性的洗廁劑比較有用,也要考慮氣味、對手的傷害性等等,不妨先行試驗。
◎非常有趣,也有許多領域的學問可以討論 【烏鴉喝水的故事--利用液體把瓶子裡的氣體趕上來】 【守株待兔的故事--把氣體趕到小試管裡的石灰水裡】 【水淹金山寺的故事--先出來的是比較輕的空氣、二 氧化碳會很後面才出來,看到一抹白煙;緊接著就是 過多的水從管子冒出來...】 但:乾燥綠豆會弄濕、不方便多班操作,又洗滌器皿時容易把豆子洗在水槽裡清理不易。這版本的操作方法蠻好的。
◎至於部編本的 呼氣實驗裝置(學生稱為 噴泉實驗),也是十分有趣,也是有許多領域的學 問可以探討,其實驗設計相當精緻。缺點是,管子的清洗不易,又一年級的學生縱使能 懂這些跨領域學問,但因為『不會考』(那屬於理化不屬於生物),以致於大部分學生學 來意興闌珊,十分可惜。 [END] |