14/05/2015
小學生無懼高深 用實驗學納米
一班小六的常識科尖子,早前參與一項「納米體驗課」活動,透過多個迷你小實驗和探索項目,嘗試探究和討論,一起開心找答案。負責的李求恩紀念中學科學主任陳裕能,自中學已愛上物理,也時與一對子女在家玩實驗,希望透過科學實驗推動科普。
由陳裕能老師(右)帶領的實驗,叫小學生們很興奮。
一般人聽到納米,以為很高深,上過納米堂才明白納米只是長度單位的一種。陳Sir去年因借調到教育局,能抽空研究納米,並研讀了厚厚的台灣高中及小學應用教科書,研究怎樣用顯淺道理教授納米,並先在李求恩中學中三試驗,再邀請小學常識科尖子來學習四堂,以理解小六學生有沒有能力消化,希望進一步把課程調校到適合中一的程度。
家居品切入
有男生自發出來繪畫排列整齊的原子結構圖,令阿 Sir 驚訝。
聖文德天主教小學的同學仔是納米試驗課的首批學生,陳Sir強調因應小學生認知能力,第一堂先教納米定義。他謂納米只是一個長度單位,但當物料被拆小到納米尺寸時,其特性和化學反應與原物料比較是截然不同。「納米材料(泛指1至100nm範圍內製造的物料)在光、電、磁方面的特性,與一般物料有很大分別,物料被納米化後,原有的表面活性大幅提升,會產生自燃或易與氣體進行反應的新效應,使它能衍生其他新應用,如用來防腐、抗菌。」他介紹最先研究納米現象的物理學家理查德費曼,告訴學生他講過:「在底下還有更大的空間!」稱讚科學家富有想像力,課堂上更不時拿出常見的納米家居品,讓學生觸摸和研究,進而請同學仔細想像納米到底還可以有哪些應用。
小尺寸效應
用化學品把銀液還原,再用過瀘紙過濾出大粒的銀顆粒,學生見到納米銀液由黃色變回灰色。
課堂的實驗很有趣味,包括用到劇毒化學品去分解銀,以製作出肉眼沒法分辨的納米銀顆粒,驗證納米神奇的「小尺寸效應」。製作納米銀時要用化學品,故同學要保持安全距離,陳Sir把無色硝酸銀溶液加入盛有化學品的錐形瓶中,不久溶液變成黃色,再加入硝酸銀溶液,最後化學品把它還原成灰黑溶液,用過濾紙便可過濾出大粒的銀顆粒。而當電筒照射進納米銀內,學生也看到有光柱出現等光學反應。
首個實驗是把鐵枝分解成粉狀用本生燈燃點,同學拿起鐵粉末讓其他人觀摩。
同學謂製造納米銀顆粒過程刺激,也想不到為甚麼銀被分解後變色,陳Sir便順勢詢問學生:「你們猜為何費曼愛研究納米?」竟有女生說:「因為東西被分解到最小時,效果很神奇。」陳Sir讚同學一語道出了納米的趣味點,他拿出在便利店售賣的豆奶,讓學生感到納米很貼近生活。「上面寫著放入了納米鈣,原來納米已悄悄走入日常生活。但我們也要思考,到底納米材料的製成品,有沒有缺點?下一堂我們試納米洗衣粉和普通洗衣粉洗同一件污糟衫,看看有何分別。是否真的好用,是要親自去試才能驗證。」
從小教更好
銀被分解後變成黃色,用肉眼已沒法看到固體存在。
陳Sir謂最喜歡教小朋友在家用紙杯和蠟燭製作碳納米粒子的過程,也試過與小四的大女兒玩這實驗,父女都覺得非常有趣。「因納米是高中量子物理選修單元,若初中時不修理科,到長大已難以接觸,日後便感到道理太高深。但小朋友是張白紙,納米的小尺寸效應,可以用不同實驗驗證,而過程新奇有趣,能引發小學生自己去繼續看書上網探索,將來不會一聽到陌生的名詞便害怕。」
轉載自: 晴報
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