上週學生的實驗停在找出樹薯粉與太白粉的糊化溫度,玉米粉還沒開始,而番薯粉則尚未完全找到(目前學生確信糊化溫度範圍會在1度以內),上週學生們決定測試糊化溫度的指標來自更之前的樹薯粉測試,不過經過上周實驗後學生發現雖然都是澱粉,但不同澱粉的糊化溫度可能差到十度以上,故這堂課我讓碘液測澱粉這件事進來,讓學生從中得到一些結果,再進行糊化溫度實驗的判斷。

就文獻紀錄,碘與澱粉會生成錯合物,其中碘與直鏈澱粉會產生藍黑色錯合物,而與支鏈澱粉則生成紫紅色錯合物,在讀過相關介紹後,學生很快發現他們可以由四種澱粉與碘液反應後的呈色來擬定糊化溫度實驗設計。

不過在示範實驗後,學生很快發現用市售濃度0.1 N的碘液滴四種澱粉結果看起來都是黑色的,完全看不出個所以然,因此我請學生調整碘液濃度來測試看看,沒有討論而直接告訴他們的原因是完全沒有經驗的情況下學生不容易想到濃度會影響,但直接知道作法也不代表沒有其他挑戰了。

對七年級以下的學生來說,濃度單位是陌生的,也就是他們可以理解濃淡與稀釋的概念,但常見的濃度單位像是N、M或是m等對他們來說都是全新的,我也告訴學生在化學中因應各種情境濃度有不同的單位,不過在先備知識有限的情況下我們先不管這些單位代表的意思,而討論濃度間的關係,也就是數學運算問題。

學生拿到的紀錄表如下,待解決的問題是當我們手邊有濃度為0.1 N的碘液和水時,要如何配出濃度為0.01 N及0.001 N的碘液。姑且不論N所代表的意義,學生很快提出:「0.1是0.01的10倍,所以我們把碘液稀釋十倍就可以了。」沒錯!不過要怎麼做?還不太熟悉用精準話語來闡述解決問題方法的學生直接說:「加水稀釋。」但同時他們也足夠熟悉他們的老師,因此另一個人馬上說:「老師的意思是要怎麼稀釋啦,就是要怎麼做到。」於是在這個討論裡我沒多說什麼,孩子開始提出自己的想法,有人先提出:「讓0.1 N碘液固定為10,那要稀釋成1/10倍,則最終體積應該是多少?」在過程中我做的事情大概就是協助釐清體積單位,確保所有人的對話標準一致。

討論進行了一段時間,我們甚至用了格子來思考到底在0.1 N碘液固定為10毫升時,水應該是加90毫升還是100毫升,才能讓碘液被稀釋成1/10倍。確定如何做出0.01 N的碘液後,我們接著討論0.001 N的碘液稀釋法,這次的討論很快,因為學生很快能類推同樣的方法是可以使用的,也就是「要配出0.001 N的碘液,需要0.01 N的碘液10毫升,及90毫升的水。」而一直都很逼人的我又追問了只有這個方法嗎?他們也很棒的提出0.1 N碘液稀釋100倍也能完成這個任務。當然我們也討論了哪個方法更可以降低誤差,也就是逐步稀釋法。

 

正式開始實驗前,有學生提出浪費的問題,於是他們縮小了實驗量體,但我的堅持是每個人要自己進行稀釋實驗,確保每個人都理解應該如何動作,畢竟想到、討論完到可以做出來常常不是同一件事(雖然人們常常誤會是)。在實驗過程中學生也常停下來思考自己做到哪裡、忘記哪一瓶溶液是哪一瓶,甚至得想辦法解決工具有限的情況,這時候紀錄便顯得相當重要,實際體驗過混亂,是比老師說要記錄啊要記錄啊有用的多。

 

 

 

 

 

 

 

 

實驗進行的很順利,大家都順利發現當碘液濃度為0.001 N時檢測澱粉的效果最好,能清楚的看出藍黑色與紫紅色的差,番薯粉(實驗得糊化溫度約84度)和玉米粉呈紅紫色可能偏支鏈澱粉,而太白粉(實驗得糊化溫度約68度)與樹薯粉(實驗得糊化溫度約75度)偏藍黑色可能偏直鏈澱粉。不過弔詭的是就結構來看直鏈澱粉較不易糊化(糊化溫度較高),但我們的結果卻不盡然如此,為什麼會有這樣的結果,便留待下回分曉。

 

 

 

 

 

 

 

左:樹薯粉,右:玉米粉

 

 

 

 

 

 

 

 

左:番薯粉,中:太白粉,右:實驗記錄

文 / 藍詩婷

 

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