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中小學化學領域中的「酸與鹼」概念的深廣度與其化學實驗之連貫

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(1)

中小學化學領域中的「酸與鹹 j 概念的深廣度與其化學實驗之連貫性與實驗這用性之研究

中心、學化學領域中的「政與撿」概念

的深廣度與其化學實驗之達贊

理學院化學系

楊永華

摘要

本研究收集並分析國內外(中、美、英、日)各階授(小學、園中及高中〉自然

科學教射中有關「酸與鹼」主題概念之實驗,研討實驗活動所包含的化學概念,

建立主題概念的發展j:真序,分析與比較其所舍的科學過程與科學態度,並探討「酸

與鹼 J 主題單充實驗活動與概念的銜接問題。特別針對「酸與鹼」有關量的處理之

實驗活動進行評鑑,經由實做過程獲得具體結果並提供建議。

別吉

化學領域中的「酸與鹼 J 單元,其教材內容包含社會大眾日常生活中熟悉的物

質(如醋、胃藥等)及概念(如酸鹼指示劑、 PH 值等)再者,此一主題概念的

實驗活動也包含科學研究的要素一--"量"可以諾伊量化,的實驗活動經由「做 中學」的過程培育學生的科學知能、科學枝能與科學過程,進而培養其科學素養。 本研究收集國內外(中、美、英、日)各階授(小學、國中及高中)有關「酸

與鹼」主題概念之實驗活動,分析實驗活動所包含的化學概念,建立其主題概念及

展順序。並分析與比較實驗活動所舍的科學過程與科學態度,進而探討「酸與鹼」

主題概念在各階段的連貫性、實驗的適用性,以及討論主題概念的銜接問題。 特別針對「酸與鹼」有關量的處理(如滴定)的實驗活動,根接下列七項 j汞則

評鑑其連貫性與適用性: (1)實驗活動的結果能否提供足夠的實驗證議以形成主題概

念?不同階段的主題概念是否連貫? (2) 實驗內容(程度)能否福合學生的認知起力

?(別實驗內容能否與學生的善有經驗(含技能)配合?但)實驗的安全性? (5) 實驗所

需的器材是否容易獲得而且儷語? (6) 實驗能否在適當時聞內完成?(7)實驗主是用是否

合乎經濟原則?

本研究經由實做過程提供具幢研究結果,以供改進實驗之依攘,及編寫各級學

校「酸與鹼」主題單元教材之參考。

-- 611

,..,

(2)

師大學報 第二十九期

研究步驟:

1.搜集各國各階段有關「酸與鹼 J 單元之實驗活動。

2. 分析實驗活動所含之科學知能、技能、活動內容、科學過程與科學態度等,並以

前言中(1)至 (7)點原則分析實驗活動的適用性。

3. 根攘各國各階段實驗活動所包含的酸、鹼概念,建立各國之主題概念發展順序。

4. 依攘教材分析研究的結果,重新排列理想的主題單元概念發展順序。

'"5. 選出或設計適合各國各階段之實驗活動(根攘前言(1)至(7)點原則)。

6. 試做與修訂。

結果與討論:

一弋本研究經由分析與整理各國各階段實驗活動之分析內容,分別列於表 1 、 2 、 3

、 4 。葾由各表列舉各國「酸與鹼」主題概念發展順序如下:

1.我國:

酸鹼物質的交互作用。酸性和鹼性。酸鹼指示劑。電解質與非電解質。氫離子

(酸鹼學說)。中和反應。墟。酸鹼強度。 PH 值。酸鹼滴定

2. 美國:

酸鹼物質的交互作用。酸性、鹼性與中和。酸鹼指示劑。墟。中和反應。氫離

子。 PH 值。酸鹼滴定

3. 日本:

酸鹼指示劑。酸鹼性質。酸鹼理論(

H+ ,

OH- 離子)。中和反應。墟吟酸鹼性

強弱。滴定。墟之水解

4. 英國:

酸鹼指示劑。酸性與鹼性。電解質。氫離子。 PH 值。滴定。中和反應。墟

各國「酸與鹼」主題概念發展順序之流程對照圖如闡 1 。由圖 1 可知各國本

單元主題概念之發展順序雖然不一致,但概念發展所根攘的原則相同:即由具體

至抽象,巨觀至微觀,定性至定量。

二三針對「酸與鹼」單元各實驗活動涉及「量的處理 J 者,特別列舉於表 5 。茲說明

如下:

-1.對於量的處理,各國皆由半定量進入定量,由精密度要求水準較低者發展至較

高者,並以滴定測定酸鹼濃度的方式實施。

2. 國中階段,中國與美國皆有半定量的滴定活動,日本與英國則無。高中階段則 各國皆實施傳統的滴定技術,而英國另行設計電導滴定。

3. 中國小學階段使用半定量方式來形成「酸鹼中和 f的操作型定義,是小學階段

唯一有關量的教材。但因超越學生操作能力,不易獲得正確的結果。

612

(3)

--中小學化學領域中的「酸與餓 J 概念的深廣度與其化學實驗之連貫性與實臨遍用性之研究

圖1.各國概念發展順序流程對照圖。

令 ??i(

酸鹼滴定

Am---酸鹼物質的

交互作用

dH

ny

/于

/一/

J/

/ /

//

f /

后/

//ft

夕,\吋

γ

‘毛

》少川、

1

•.••

\\、川,/\\

\\\1ν-1 、 1 、、 1 、 1/// h 、、、、、、、‘、、,',

人\\\\//

\1 、

A

叭叭\\\\\\

酸鹼強度

(

PH 值)

註1.C> :我國;→:美國, ....)日本 ;C':>: 英國

2.@

:概念發展起點@概念發展終點。

電解質

~

酸鹼指示劑

v

酸虛會理論

(氫離子,氫

氧離子)

中和反應

613

(4)

--師大學報 第二十九期

三本主題單元之實驗活動,各國教材各具特色。茲以我國的實驗活動為中心,外國

教材則只列舉其特點刮方式研討各階段的實驗活動。

1.小學階段:

1)我國:小學二年級以「物體之崗會有交互作用」來認識醋和白色粉末(小蘇

打)的特性。三年級則讓學生認識一種物體(酸或鹼溶液)和另一種

物體(酸鹼指示劑)之間會產生顏色變化,以物體的特性做為認識「

酸與鹼 J 的基礎。六年級則以「水溶液的反應」來學習酸、鹼與酸鹼

中和的操作型定義。

本階段是以觀察顏色變化的現象做為概念學習的基礎,但不包含有關

酸鹼濃度的概念。其學習方式是由對具體現象之認識引入操作型定義

2) 美國:使用剛果紅做為酸鹼指示劑。

3) 日本:使用最酸水(兒童喜愛常喝的汽水之原料)當做酸,及紅色甘藍菜之

汁液做為酸鹼指示劑。

4) 英國:從缺。

2. 國中階段:

1)我國:園中階段擴展小學階段的學習特徵:讓學生注意並比較物體的相異點

,使用五官去辨認物體, ~p 運用感覺去瞭解與學習物質或現象的變化

。國中階段讓學生由感覺領域延伸至概念領域,並閱始以物質的粒子

性(離子)觀點來學習酸鹼概念。本階段的特點為:

@由巨觀漸進至微觀,以粒子觀點認識酸鹼的特性與反應。

@以半定量的方式處理酸鹼中和的現象。

@從操作型定義發展至 H+ 離子、 OH- 離子與中和反應的離子方程式

Ht__

(ag) T

,

+

OH7

\ J

U(ag)

.

r

U Z

\J

(2)

等抽象符號與定義。

2) 英國、美國:使用家庭中的日常用品(如胃榮)做為酸鹼中和的教材。

3) 日本:在石蕊試紙上添加酸或鹼,使石蕊試紙變色,並以電泳方式觀察顏色

變化區域移動情形,以體會 H+ 離子與 OH一離子存在與游動的事實,

並能以物質的粒子觀點領悟酸鹼性質。

3. 高中階段:

1)我國:分為「基礎理化」與「高中化學」兩階段:

@基礎理化:以強酸強鹼的滴定來學習酸鹼中和、滴定和墟等概念,並以定

614

(5)

-中小學化學領域中的「酸與鹹 J 概念的深廣度與其化學實驗之連貫性與實驗適用性之研究

量分析決定中和反應的酸與鹼之問量的關係式

NAVA 三 NBV

B

' 進而

引入 PH 值的概念。

@高中化學:注草培養學生自行設計實驗方法與操作的能力,能自行測定胃

酸劑片中所含的制酸量,進而具有分析未知物的能力。在此階段並安

排比色法來測定溶液中的氫離子濃度。

2) 美國:使用傳統滴定技術,但並不分成兩階段學習。

3) 英國:傳傳統滴定外,並設計使用電導計的酸鹼中和滴定技香~j ,但也不分成

兩咽階段學習。

4) 日本:和我國一樣,分為「理科 1 J 與「化學」兩階段。

@理科 1

全部屬於定性分析領域。

@化學:其特色為定量分析領域,使用一定量的鎮靜和濃度相同的各種酸溶

液反應,觀察其反應所需時間;或商解濃度相同的各種酸溶液,觀察

其所禪出氣體的體積,以說明並測量酸之強度。

4 就本單元各實驗活動所發展的技能而言,涉灰溶液的混合,滴定技術及天平的

使用。這些技術所要求的精密度水準隨學生年級之增加而提高。

5. 各國之本單元實驗活動所需器材屬於容易獲得而且價廉的玻璃器血(除英國高 中使用的電導計外) ,使實驗活動容易推展。 6. 就買驗活動所需時間而言,閱本單元實驗所用藥品太多為溶液,容易操作。因

此,實驗活動可在一至二節課的時間內完成。

7. 由於各國教材選用的藥品為強酸與強鹼,因此,必須指導學生注意實驗安全。

同經由分析與比較,歸納各階段「酸與鹼」質驗活動,選出或設計理想教材,其所

含知能、技能、精密度及性質異同分類方法列於表 6 。此理想教材以定性至定量

,巨觀至微觀的原則鋪排而成,以銜接自小學至高中等各階瘦的知能與技能。

結論

一弋綜觀世界各國的「酸與鹼」實驗活動,在小學階段以物體的特性(現象)做為學

習的對象,來認識物體聞所發生的變化,進而形成操作型定義。國中階段則以物

質的特性〈巨觀)為基礎,進而引入物質的粒子(離子)概念,來 d忍甜酸與鹼性

質,並以半定量方式處理酸鹼中和現象。高中階段則深入至抽象化概念的學習,

以及使用定量分析方式的滴定技術。

二三各國各階段的實驗活動與概念配合方式由巨觀至微觀,由定性至定暈,符合學生 的認知發展。

三各國本主題單元教材除注重學理結稱外 9 為 Â~irid學生學習 H 越,長出月使用與日常

生活有關的物質做為學習對象,並期望學生將所學茵的知能與技能應用於日常生 ,...,

615

~

(6)

師大學報 第二十九期

活方面,俾能符合「培育全民科學素養」的教育思潮。

同各國同一階段的有關「酸與鹼」量的處理實驗活動所要求的精密度皆相似,顯示 各國各階段對學生的學習成就之期望水準相同。 豆豆我國本主題單元的實驗活動內容相當完整,但在小學階段則對酸鹼中和實驗不易

正確實施(小學生使用滴管取滴數相同的酸鹼中和,實驗時因學生對液滴大小的

控制無法完全相同,不能產生正確結果)。美國的實驗活動內容在層次與數量方

面均遜於我國同一階段的教材;英國教材組織嚴密完整,惟其教材選用電導滴定

,涉及電導計原理與操作技術,超出一般高中學生的學習能力;日本使用電泳實

驗使抽象的微觀現象成為巨觀現象,在本主題單元中極其特色。

71 本主題單元教材在績的聯繫方面,涉及溶液、離子、電解質等概念,因此,本單

元的概念發展順序須和其他主題單元所包含的概念密切聯繫。

致謝

本研究承蒙國科會專案補助,計畫編號:

NSC 73-0111- S 003 - 05

'謹此

致謝。

... 616 ....

(7)

中小學化學領場中的「酸與鹹 J 概念的深廣度與其化學實驗之連貫性與實驗遍用性之研究 表 5 各國有關「酸與鹼」量的處理之實驗內容

偷吃

中 高 以滴管滴數來處理酸 使用滴定管,使相同

1.

r 基礎理化 J :運

鹼中和的操作型定義

體積的墟酸和氫氧化

用傳統滴定技術及

(即酸鹼溶液的滴數 鍋溶液中和。 標準溶液。 中

相同)。

2.

r 高中化學 J :自

行設計實驗方法與

技術,測定胃酸劑 、 片之制酸量。

1.使用注射筒。

使用標準溶液,以傳

2. 半定量滴定。

統滴定技術測定酸鹼

3. 胃酸劑片制酸量的 溶液的濃度。 測定。 酸鹼滴定,以廣用指 1.電導滴定。 英

本劑顏色的變化認識

2. 傳統滴定技術。

PH 值的變化。

考生石蕊試紙上添加酸

「化學 1

J

:傳統滴

或驗,通電,觀察顏

定技術。

色帶移動現象,以證

明 H+ 及OH- 離子存在。

註:1.與本表中實驗活動有關之知能、技能、精密度、科事過程與科學態度等語

料,請看表 1 、 2 、 3 、 4 。

Z

K反:相闋的實驗活動。

,...

617

(8)

-表 6

理想的「酸與鹼 J 實驗活動(量的處理)內容分析表

i ∞ SI

站是

實驗活動名加 知 能 實驗活動內容

精密度

異同分讀

處理方法

1.酸鹼指示劑

1.以石蕊試紙區分溶液的酸鹼性。 1.使用石蕊試紙

量筒體積 :+lml

2. 中和反應

2. 以量筒(或定量注射筒)量取

2. 測量體積

化學定性

' 水溶液的反應

3. 墟

相等體積的酸鹼溶液進行中和

3. 加熱技術

反應。

3. 製墟

1.酸鹼指示劑 由注射筒量取酸、鹼溶液(兩者

讀1量:體積與

注射筒體積: 酸鹼中和

2. 中和反應

的體積與濃度皆相等) ,以滴定

PH 值。

+ lmI

化學定量

3.PH

方式看廣用指示劑顏色變化,推

6PH 值 :+1

知溶液的 PH 值。

PH

「基礎理化 J

:

1. 酸鹼指示劑

1.滴定管的使用與清洗。

1. 天平:士 0.1

酸鹼滴定 2. 滴定終點 2. 墟酸與氫氧化鍋溶液的滴定。

滴定技術。

g

3. 中和反應

2.滴定管讀數:

化學定量

可[可言

4.NAVA=NBVB

+ 0.1 mI

5. 標準溶液

「品中化學 J

:

1.酸鹼指示劑 1.以島也記製標準溶液。 1.配製溶液。

1.天平 :+0.1g

中 胃酸齊併中制酸 2. 滴定終點

2. 自行設計實驗方法。

2. 滴定管讀數:

量之測定

3. 中和反應

2滴定技術。

+ 0.1 mI

化學定量

4. NAVA=N

sV

B

5. 標準溶液

EJh-TH

硨叫甜

KE

(9)

中小學化學領域中的;一當與鹹」概念的深鼠度與其化學實驗之連貫性與實驗過用性之研究

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(10)

師大學報 第二十九期 各國各階殷實驗活動內容、概念、技能、科學過程與科學態度等之分析表及說明 表 1 中國 概念發展順序 實 驗 活

知 能 小〉【 3-1 日白色粉末 小〉酷能使小蘇打冒氣泡 交互作用 小)

(5 -

8J 認識氣7l< 小〉認識棚蚓克、酷、氯水的特性及

a

高) (四〕硫酸及硝酸 高〉硫酸能使石器變色。與書是瑞吞草藍的變化。 酸性和鹼性 小) (11 一的水溶細句反應。 小〉認識酸性溶液、鹼性溶液與石蕊

4

基) (十〉數種重要元素和化合物的 試紙的變色。 酸鹼指示劑 性質。 基 )Mg 燃燒後之氯化物使石蕊變色 高) C五〕鋪及其化合物。 高〉甜的水溶液具有酸性。 中)

(20-

2J 磷酸、造酸和酷酸 中)1.石蕊試祇可分別酸。

a

2. 酸和積酸餌反應生成氣體。 電解質與非電解質 中)

(20-

lJ 那些物質的水溶液可 中) 1.電解賀。 2.非電解質。 氫離于〈酸鹼學說〉 以導電?

3.離子。

4.酸性溶液可導電並生氣體。

8

小) (11一的水溶液的反應。一 小)酸性溶液和鹼性溶液的交互作用 中和反應 111/-做中和。

4

中) (20-4J 酸鹼中和 中) 1. 中和反應。 『道 2血。 3. 酸鹼指示劑。

ι

基〉亡 5) 酸鹼滴定與氧化還原反應 基) 1. 中和。 2. 酸鹼指示劑。

3.NaVa =

Nb

V

b 4.當量點。 5滴定。 酸鹼強度 高) (1訂酸鹼性質。 高) 1. 標單溶液。

4

2.酸鹼指示劑。' pH 值 3.pH 值。 4.比色法。 高〉口 3J 胃酸棚中制酸攝句測定 高) 1.中和。 2.酸鹼指示劑。

a

3.NaVa

4.pH

5 當量點。~ N b 可 6滴定。 酸鹼滴定 大) (8J 酸興鹼濃度之原定。 大) 1. 中和。 2敢鹼指示劑。

3.NaVa

=

Nb

V

b 也當量點。 5.滴定 6.標定濃度。 註:

1.

r 小 J 小學

2.

r 中 J 園中

3.

r 基 J 高中基聽理化

4.

r 高 J 高中化學 ,...,

620

,...,

(11)

中小學化學領域中的「酸與鹹 J 概念的深廣度與其化學實驗之連貫性與實驗適用性之研究 貴 H骨H 能」 科學過程 科學態度 小〉酷和小蘇打的交互作用 小〉觀寮氣泡 觀察、分類 好奇心 小〉棚酸泳、酷、氯水與誤端香草藍的 小〉觀攘攘瑞香草藍的顏色變化。 觀察、分類 好奇心,尊重 反應。 事賞。 小〉以石蕊試紙區分酸性辯液、鹼性溶 小〉觀棋石蕊鵲紙的顏色變化。 觀察、分顯撮 好奇心,尊重. 液、中性溶液。 基) 1.燃燒技術。 作型定義 事宜。 基)

2Mg+O.

2MgO

2. 觀察石蕊試組麗色。

MgO+H

2

0

Mg(OH)

2 中)1.以石蕊試紙檢驗酸。 中) 1.稀釋酸。 觀察,據作型 客觀,尊重事 2. 酸和碳酸鈣的反應。 2. 觀單是石ZE試紙主要色。 定義 宜。 3.觀察斷械酸餌反應冒泡。 中〉區別聽糖、硫酸、硝酸、硫酸飾的 中)1.觀竊容液導電與冒氣泡。 觀察,分類 客觀,尊重事 導電性。 2.下撮作型定義 I酸世溶歌可導 揖作型定義 宜,精明 電立宣胃氣泡」。 國) 5 滴趨酸和 5 滴氫氧化飾的交互作 小)1.觀察石蕊試紙的顏色變化。 觀察,操作型 客觀,尊重事 用。

2.

r 中和」的接作型定義勻 定義 賢,精明 3.加熱蒸乾技術。 中〉趨酸和氫氧化鋪的中和反應。 中)1.觀察酌敵變色。 觀察,揖作型 客觀,每董事 2.蒸發製燼。 定義、測量 宜,精明,尊 3. 滴定管的使用技備。 重學理結構。 基〉趨酸與氫氧化飾的滴定。 基)1.觀察酌敵變色。 觀察,測量, 客觀,尊重事 2.滴定管使用技術。 推理,實驗解 霞,尊重學理 釋資料 結構,耐心 高) 1. 配製酸性、鹼陸標準溶液。 高) 1.溶液配製技術。 觀察,測量, 客觀,尊重學 2.未知氫離子溶液的測定。 2.比色技術。 推理,質驗解 理結構,耐心 3.酷酸溶液中宣離子濃度的測定。 3. 觀察持示劑的顏色。 釋資料 高〉副主主胃酸劑丹中的制酸壘。 高)1.觀察指示劑的顏色變化。 觀察,捌壘, 客觀,尊重學 2. 議庭管的使用技術。 推理,實驗解 理結構,耐心 釋資料 信,心 大) 1. 配不含 Na.CO. 的 N的 H 溶掛 大)1.觀察酌歡的顏色變化。 觀察,捌益, 尊重事霞,客 2.以KHP標定 NaOH 溶液。 2.抽醋技術。 推理,質驗 觀,精明,每 3. 以NaOH 標定HCl 溶液。 3.滴定管的使用技術。 解釋貴料 重學理結構, 4.未知物濃度自標定。 耐心,信心 ,...

621 ...

(12)

師大學報 第二十九期 精密度 異同分類處理方法 時間份 吾吾 材 安 全 合乎學生能力 備註 ' 化學定性方法一種:氣泡

30

燒杯

+

+

化學定性方法一種:顏色變化

30

燒杯

+

+

化學定性方法一種:顏色鐘化

30

燒杯、滴管、蒸

+

發血 化學定性方法二種:顏色變化,氣

50

燒杯 硫酸,安全上須

+

泡 注意 化學定性方法二種:導電性及冒氣

50

導電裝置,燈泡

+

+

泡 化學定量方法一種:燈光明暗程度

.

半定量 物理、化學定性方法綜合:顏色變

30

燒杯、滴管、蒸發 強酸 (HC I)

,

+

F 化,蒸乾 血 強鹼 (NaOH)

要住意安全

物理、化學定性方法綜合:顏色變

50

滴定管

+

+

半定量 化,蒸乾 滴定管讀數: 物理、化學定性定量方挂組合:顏

50

滴定管、錐形瓶

+

+

+0.1 ml

色變化 pH 語教: 物理、化學定位吏量方法總合

50

試管

+

+

+1 pH

滴定管誼數: 物理、化學定性定量方法總合

50

滴定管、錐形瓶 十

+

+O.lml

稱量:土 0.01 物理、化學定性定量方法總合

150

滴定管、錐形瓶、

+

g

抽氣過濾瓶及漏斗 滴定管讀數:

+O.Olml

一一

-

622

(13)

-中小學化學領域中的「酸與鹹 j 概念的深廣度與其化學實驗之連貫性與實驗適用性之研究 表 2 :美國 ~吋E 濁,司-司,守呵, 概念發展順序 實驗活動名稱 知 能 實驗主要內容 小) C觀察1) 小) 1.同保紅 小〉檸檬酸、碳酸氫輛和剛果紅 頡色變化的觀察 2.檸樣酸 所發生的顏色變化 交互作用 3.碳酸氫銷

4

中) C第十六章〕 中) 1.石蕊試紙 中〉氯氣、氧化蝕與石蕊試紙之 酸性、鹼性與中性 1氯諷和乾石蕊試紙 2. 氯是鹼性 顏色變化

4

2.氯氣和編石蕊試紙 3. 龜化數是中性的化合物 酸鹼指示劑 3.氯化館和石蕊試紙

4

中) C第十六章〕 中)1.垃 3.酸鹼指示劑 中〉由氧化館和重氧化鋪反應製 墟 氧化餘的水解 2.水解 造氯

a

中) C第十七章〕 中) 1.酸鹼指示"j!fIJ 中) 1.用處酸中和重氧化鋪溶液 中和反應 胃酸制酸劑 2. 中和反應 2. 以氫氧化館輯液測定醋酸

4

所舍的酸量

氫離于

局) C第十八章〕 高) 1.酸鹼指示齊Ij 高〉測定酷酸、進酸所合做起離

5

溶液氫離子濃度之測 2. 標準溶液 3. 中和反孵

于濃度

pH 值 定 4.氫離子濃度

l

高) C第廿三章3 晶)1.酸鹼指方濟Ij 自高)1.標準鹼性溶液 定劃悔定 2.滴定 3. 林口反應 2.標定未知溶液 酸鹼滴定

也.NaV Il

=N" V"

3.試樣之標定 且屆中-司、.-想讀~T~_._ ",恥,_~'_c_.1 註:

1.

r.小 J 小學

2.

r 中 J 園中

3.

r 高 J 高中化學 ,...

623

,...

(14)

師大學報 第二十九期 技 能 科學過程 科學態度 精密度 異同分額處理方法 小〉混合物體 觀察:顏色 1.好奇心 化學定性 2.尊重事實 中〉檢驗物質的酷鹼性質 1觀察:顏色 1.好奇,心 化學定性 2.分頭 2尊重事實 3.傳達 中) 1.*解技術 1觀察:顏色 1.客觀 化學定性 2.檢驗物質的酸鹼性質 2.傳達 2.耐,心 3.撮作型定義 中) 1.測量酸之含量 1觀察:顏色 1客觀 2.繪圖 2捌量:體積 2. 耐心 化學定也完量 3. 傳達 3.精明 也解釋責料 |高 J 比色技術 1觀寮:顏色 1客觀

pH :+1 pH

化學定量 2.傳達 2. 信心 3.推理 3.精明 局〉滴定接術 1 觀察:顏色 1.客觀 滴定管讀數: f啤定量 2.應用數字 4.傳達 2.信心

+O.1ml

3.測量 5推理 3.耐心 4.精明

-

624

(15)

-中小學化學領鐵中的「酸與鹹 J 概念的深廣度與其化學實驗之連貫性與實驗適用性之研究 時間〈分〉 器 材 安 全 合乎學生能力 備註

30

+

+

+

50

+

(氯氣揮發〉

+

50

+

+

(氯氣〉

50

+

+

+

50

+

+

+

50

+

+

+

... 625

(16)

-:-師大學報 第二﹒十九期 表 3 :日本 概念發展順序 實驗活動名稱 小) (6 上, 4) 水溶液 的性質 酸鹼指示劑 理) (6) 食極與精之性

t

內 質與成分 化) (1月水素化合物的 性質 酸鹼性質 化) (1 3) 金屬氧化物的 性質

4

化)(1句硝勝日硫酸的 性質 酸鹼理論 中) (III 一的酸性才略

(H+

.OH一離子〉 液的共同性質

l

中和反應 中) (血- 5) 握酸和氫 氧化鋪溶液混合

l

起草 化) (22) 酸之強度

4

酸鹼性強弱

4

化) (2泊中和滴定 滴定

4

化) (24) 趨之加水分解 虛之水解 註:

1.

I 小 J 小學

2.

I 中 J 國中 知 能 小)1.石蕊試紙 2',酸性溶液 3. 鹼性溶液 4. 中性溶液 理) 1.石蕊指示齊j 2..墟能被酸分解 化)1.石蔥試紙 2.酸性、鹼性 化〉酸化物+水→水酸化 物 化〉酷性 中) 1.H+ 離于 2.電氣分解 中)1.中和反應 2.墟 化) 1.強酸 2. 弱酸 化) 1.中和反應 2. 當量點 3滴定‘

4.N aV a

=

NbVb

化〉水解與酸性、中性? 鹼性之變化的關係

3.

I 理 J 高中理科 I

4.

I 化 J 高中化學

626

---;--‘m ‘ m 司車市~~"~""=-~--可 實驗主要內容 能 小〉以石蕊試紙檢驗區酸 小) 1.觀察 、棚酸7.K、酷、汽水 2.分類 、糖水、氫氧化鍋、 3.操作型定義 氫水、石灰水等 理) H , S04 和食盔、糖 理) 1 觀察石蕊指 分別反應,以石蕊試 示劑 紙檢驗 HCl 2. 加熱技術 化)以石蕊試紙檢驗水溶 化) 1 顱察石蕊試 液 紙顏色 -.2.分類 化〉以石蕊試紙檢驗 CaO 化) 1 觀察 'Al , os 之水溶液 2.'實驗 化)鋒和 H , SO. ,

HNOa

化) 1.觀察 反應生成氣體 2. 配製溶液 中〉在藍色石蕊試紙上通 中)1.觀察石蕊試 電軒察試紙顏色變化 紙變色 2. 電解 中〉以 NaOH 中和 HCl 溶 中) 1.曹且要石蕊溶 液,並將溶液蒸乾取 液顏色 得結晶 2.蒸發技術 化〉墟酸、碳酸、酷酸和 化) 1.觀察 1.Mg 反應,若氣體量 2. 配製榕液 2. 通電,君氣體之量 3.通電分析 化) 1.HCl 和 NaOH 之 化)1.配製石蕊溶 滴定 液 2.NaOH 和食酷之滴 2.滴定管用泣 定 化)

NaCl

,

NH. Cl

化) 1. 配製溶液

FeCla'

AICla 等粉末 2.檢驗酸鹼性 分別加水,以石蕊試 紙檢驗溶液的酸鹼性

(17)

中小學化學領場中前「敢與伊~J 概念的潔自度與其化學質驗乏連貫性與實驗過用性之研究

|科學自叫什阿]昕一鼠忌

f時~~)~門|拇材 I 安全凶評學生能力叫

l 觀察石蕊 1.H''Gj心 化學定性分析

4-

0

J.. 試管 注意 HCl

+

試紙顏色 2.t手遮率1主

2

與NaOH 2.分額 3. 耐心 之持用 3.操作型定 在 1.觀察石蕊 1.血,心 fb學定性分析

10

工.試管 避免試管內

+

試紙顏色 2. 客觀 2.燒杯 溶液噴出 2.傳達 3.精明(用 3.ff驗 火燒溶液1 L 觀察 1.客觀 悼

10

1.試管

+

+

2.分類 2.信,心 2.燒杯 1. 觀嚷 1. 年)這毛主咒 '--<v 前Iff

+

+

2. r'i驗 2. 信心 2.:燒杯

j

1.觀察 l. t"::: 喧草草7空 H

2

SO. 與

+

2.分類 2. 精明 化早定性分析 又G 1. 試管 HNO.之濃 3.rf驗 2.:能杯 度為 3

mole/e

二 J曹雪害 1.年反安咒

;11 輛 1甚

+

+

2.傳達 2.耐,心 化學定性分析 池 3. 自驗 2.石蕊試紙 1.觀察 1.tt處事自 J..燒杯 2. 傳達 2.精明 化學定性分析

30

2. 另撥血

+

+

3.fr驗 J.. 觀察 1. 作亟有一7月 時間 J 收集 化學定土主分析 uLJeu n 二拭管

+

+

2.傳達 2. 耐心 品管!付~í<Í,iî鐘 2. 燒杯 3.控制逆因 之所請主持間 3. 這流計 (濃度〉 4.j三三驗 如何? 觀察 2.傳 1.tci盡合事T.哇 精密度:+ 化學定性定益分析

50

1.:燒杯

+

+

達 3.控制毆 2.精明

001 mI

2. 滴定管 因〈濃度〉 3.而幸心 三次函數平 L!.<.î'f驗 5推理 1. 觀察 客觀 化學定性分析

50

1. 試管

+

+

2. 傳達 2.精明 2.燒杯 3. 推理 也.TZ驗 〉戶…,-‘一直v一叫一一日、A~.___ 一一‘一一 一一一 川 :527

"-'

(18)

師大學報!第三十九期 衰 4 :英國 概念發展順序 實驗活動名稱 中)

(B

2.1.) 測定酸性 的方法 酸鹼指示劑

4

酸性與鹼性 中~ (201.) 常見的酸之 酸性研究

8

中) (6.1.) 甚麼物質可 電解質 以導電?

8

中) (202.) 水與酸性的

氫離子

關係

4

中)

(B

2.2.) 蜘句用途 pH 值 如何?

a

高)

00- 2)

1.弱酸稀 滴定 釋對 pH 值的教應 2. pH值變化的測定

a

高〉口。一 5) 導電滴定 中和反應

4

中)

(20

3.) 酸鹼溶液

反應

造 中)

(20- 4

a)

1. 自氧化銅製硫酸銅 2.製硫酸饒 註:

1.

r 中 J 園中 知 能 實驗主要內容 中) 1. 廣周指法劑 中) 1.使用廣用指示劑測定日 2".pH 值 常用品及植物的酸性 3. 酸性 2.以 pH 值說明熔液的酸性 4.鹼性 中) 1.廣用指示劑 中〉研討醋酸、泳酷酸、酒石 2.酸性 酸晶體等的酸性 中) 1.電極 中〉歡讀會硫.酸等的導電性 2.電解質 中) 1、電離子 中〉試驗並比較氯化氫在水及 2.酸鹼指示劑 甲蒙中的酸性 中)1.摘定 中〉使用酷與蘇打灰之滴定來 2.pH 值 測定 pH 值

3.酸鹼指示"J

高) 1.pH 值 高) 1.比較相同濃度之酷的強 2. 酸鹼指示劑 度 3.中和反應 2. 酸、鹼滴定來測定 pH值 4;滴定 高) 1導電滴定 高〉酸、鹼溶波的酸鹼性質與 2.反應終點 氫離子及氫氧離于的 關係 中) 1.中和反應 中〉每酸和氫氧化鋪反暉,觀 2反應終點 察指示齊j顏色及燈光的變 3. 酸鹼指示劑 化 中) 1.中和反應 中〉由酸製備新的物質 2.:盔 3. 酸鹼指示劑

2.

r 高 J 高中化學

.-

628 '"

技 能 中) 1.姐流 2.使用廣用指 示劑 中) 1.配溶液 2.使用廣用指 示劑 中〉蝶作導電裝置 中〉此讀震波性 中〉滴定技術 高〉滴定技術 高〉使用電導計 的中和反應撤 術 中〉製備硫酸銅

(19)

中小學化學領域中的「酸與鹹 j 概念的深廣度與其化學實驗之連貫性與實驗適用性之研究 科學過程 科學態度 精密度 異同分額處理方法 時間(分〉 器 材 安全 合乎學生能力 備註 1觀察:顏色 1.尊重事宜 化學定性

50

+

+

+

2. 測量 :pH 2.客觀 3.傳達 3. 信心 1觀察:顏色 1.尊重事質

溶1液〉管:

(10

化學定性

50

移液管

+

+

2.分頭 2.客觀

ml) : +1

3.傳達 3.耐,心 口11 1.觀察:盤光 1.尊重事實 化學定性

50

車電裝置

+

+

2.分類 2.客觀 3.傳達 3.耐,心 1.觀察:顏色 1.好奇,心 化學定性

50

+

+

+

2..分類 2.尊重事貿 3.控制變因 3.信,心 4,:傳達 1.觀察:顏色 1.奪董事實 1.量筒 (25 化學定性

50

+

+

2.分頓 2.信,心

ml) :+1

3.傳達 3.耐,心

ml

4.測量 :p回區 2. 蘇扣灰以~ 勾計量 1.觀察:顏色 1客觀 滴定賢:+ 化學定性定量

50

+

+

+

2說1主主 :pH值 2.信,心

0.1 ml

3.傅建 3.耐,心 1.觀察 1. 害報 滴定管:+ 物理化學定性定撞

100

電疇計

+

2測最 2.精明

0.1 ml

(電導滴定 3.傳達 3.醋,心 超出學生能 也控制毆因 力〉 1觀察:顏色 1.客觀 2.信心 滴定管:士 2.測量 3.耐,心

O.lml

化學定性定量

100

+

+

+

3.傳達 4.t掌重學理結 也控育計腫因 構 1觀察 1客觀 化學史性

100

+

+

2.傳達 2.信,心 3.撮作型定義 3府才,心

-

629

,..,

(20)

Bulletir of National TaiwaaNormal University Vo

l.

XXIX

Investigatìng into Improvement of Chemistry

Experiments in Relatiòn to

It

s Depth for

the Acid.base Concept

by

αleng-Hsia

Wang and Yong-Hwa Yang

Abs甜act

扭過s

is a research project which investigates into the improvement of

experi-mental activities in the field of chemistry from primary school through senior high

schoo

l. Th

e correlation and suitability of each experiment was evaluated with the

following points as basis: (a) Relevance \)f data produced to the concept for the

particular leaming leve

l.

(b)

Correlation of

ex伊riments

for the same concept at

diffe~ent

learning leve

l.

(c)

Th

e level of

co伊itive

development of the students.

(d) Previously acquired leaming of the students. (e) Safety

,

simplicity

,

economy

(b

oth ofmoney and of class time).

Th

e key experimental activities 6f the acid-base

con~ept

were reviewed on

major curricula (R.O.C.

,

Japan

,

U.S.A.

,

England).

數據

表 6 理想的「酸與鹼 J 實驗活動(量的處理)內容分析表 i ∞ SI 站是實驗活動名加知能實驗活動內容技能精密度異同分讀處理方法1.酸鹼指示劑1.以石蕊試紙區分溶液的酸鹼性。 1.使用石蕊試紙量筒體積 :+lml2

參考文獻

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