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【興新聞/媒體公關組】興大創新教學-化學魔術 學生反應熱烈

更新時間:2013-05-02 14:13:39 / 張貼時間:2013-05-02 11:53:04
興新聞張貼者
單位秘書室
新聞來源秘書室媒體公關組
3,047

 

   

【興新聞】


 

興大創新教學-化學魔術 學生反應熱烈

張貼.2013/05/02 上午 11:51:31   祕書室媒體公關組  .

 
                                                                                                                                      
 

林兆果(左)示範液態氮低溫實驗(E):在液氮(LN2,-196℃或是77K)的低溫環境下,氣球將因溫度下降、體積減少而收縮變小,實際驗證了查理定律的要點:「氣體之體積與溫度成正比」;當氣球浸泡在液氮的時間足夠久,將可觀察到氣球內的空氣會全部液化,轉變成乳白色的液體,只佔據很小的空間;進行此項表演時,應強調避免被凍傷,以及保持通風,以免缺氧。

液態氮低溫體驗(C):觀察液氮(LN2,-196℃或是77K)的實際樣貌;液氮容易製造,一公升體積的市售價約七十元,不算非常昂貴。但是,液氮的儲存及運輸則相當不易,需要使用特殊的容器-杜瓦瓶(Dewar flask),其主要特徵為:雙層(避免熱傳導)、真空(避免熱對流)、鍍銀(避免熱輻射)。將液氮傾倒於地板的常溫環境下時,液氮將因吸收大量來自地板的熱能而迅速氣化,體積急遽收縮變小的同時,會將空氣中的水蒸氣凝結,呈現出雲霧狀的舞台效果;進行此項表演時,應強調避免被凍傷,以及保持通風,以免缺氧。

桌上煙火效果體驗:將約十公克的氯酸鉀、八公克的葡萄糖、以及五公克的特殊金屬化合物(硝酸鍶)等粉末充分混合後點火,立即發生劇烈氧化還原反應(燃燒),伴隨而生大量的煙霧、發出紅光、溫度遽增、火焰效果十足(專用術語:原子放射光譜)。因為聲、光、色、味等感官刺激兼具,是非常受歡迎的一項表演。(圖說與圖片提供/林兆果)

【文/媒體公關組】教科書中艱深難背的化學原理及方程式,如何讓人輕鬆理解?感官效果十足的化學魔術(又稱化學示範表演),最能引起學生的興趣。國立中興大學化學系推行獨特的化學示範表演已有將近20年的歷史,包含利用劇烈氧化還原反應,自製的桌上煙火、或是運用大氣壓力原理弄出「水倒不完」的神奇水瓶,以及氫氣球遇火所產生的爆炸反應,都深受學生喜愛。

台灣在化學示範表演方面的重要貢獻者之一,是已從高雄中山大學退休的余岳川教授,他也是興大化學系畢業的校友,余教授的總表演場次已超過300場。大約在20年前,興大化學系協助台中縣教育局舉辦「國中生科學營」,邀請余教授進行化學魔術表演,師生的反應十分熱烈。因此,興大化學系鄭政峯教授與林兆果老師,開始將化學示範表演引進校內,每年固定表演給興大化學營及高中化學資優生輔導班的學生觀賞,希望學生能從奇妙有趣的示範表演中引發更多的學習興趣。

鄭政峯教授說:「真正將興大化學魔術發揚光大的是林兆果老師。」他利用課餘時間,應各級學校之邀請到校外表演,推廣科普教育的深化;近年來,更是把示範表演過程,以及大一普化實驗課程中教學示範影片的內容,拍製成三十多段影片放上網路,提供有興趣的人能隨時上網觀賞,期望能達成擴大推廣的效果。

林兆果老師目前固定表演的示範節目約20種左右,他表示,聲、光、色效果好、變化大、速度快的實驗較適合做表演,單場表演從原理講解到表演節目至少要50分鐘,最長可到3小時。感官刺激越大的表演觀眾反應越好,印象也越深刻,氫氣球爆炸就是個例子。飄在半空中的氫氣球,因為火焰的靠近,「砰」得一聲在空中爆炸冒出火花,台下學生驚呼聲連連,由氫氧混合氣(俗稱:爆鳴氣)填充的氣球,爆破威力更為強大,可能造成暫時性耳鳴!透過示範表演,學生更能深刻記住氫氣的燃點為攝氏573.8℃、氫燃燒是劇烈的氧化反應。

「親自體驗」有助於理解與記憶,林兆果老師說,至今他都還記得第一次看到液態氮低溫實驗、氫氣球爆炸與化學振盪反應時,心中所湧現的驚喜與震撼,原來化學可以那麼有趣。課本中的化學式對學生來說,是個抽象不具體的概念,他以自己為例,國中唸書時都讀過乾冰是固態的二氧化碳,但第一次看到乾冰的實體卻是在數年後,台北的冰淇淋店內,從小生長在宜蘭鄉下的他,根本沒機會知道乾冰長怎樣。所以,他希望透過一些輕鬆有趣的方式讓學生不再看到化學就皺眉,在沒有考試壓力的情況下,讓學生從神奇的表演中思考背後的原理。

畢業於興大化學研究所的林兆果老師表示,自己是對理工方面很有興趣才轉唸化學系;十多年來,看著學生玩得很快樂,他也從中得到了小小的成就感。但他強調示範表演只是一種額外的教學輔助系統,他比喻「化學魔術只是扮演一個冰淇淋的角色,很甜很好吃,可以在短時間內滿足一下感官。」,但真正的養分仍要靠攝取正餐而來,也就是課堂上的嚴謹學習及努力記憶。

分享這些年表演的心得,他觀察到高中生與大學生是最適合的觀眾,搭配表演可做學理上的解擇,加深學生在理論方面的理解。目前興大所有化學示範影片(包含有趣的化學魔術與大一普化實驗教學影片)皆放置於youtube網路平台,可以直接輸入關鍵字:「nchuchem」;網址為:http://www.youtube.com/user/nchuchem?feature=,歡迎上網瀏覽。

高中職等學校有意至興大參觀者,請洽興大教務處招生組04-22840216。

 

 



 

 


  

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