從零食到分子料理!結合數學與科學實驗的跨學科課程

你知道手中的零食和飲料,背後蘊藏著怎樣的科學知識嗎?羅宇順透過課程設計帶領學生從日常零食中探索跨學科知識的奧秘,透過實驗和數據分析,學生不僅能夠理解糖對健康的影響,還能學習到科學研究的基本方法。這不僅僅是一堂課,更是一次讓孩子愛上科學、學會探究的全新體驗。

探秘分子料理的跨學科學習之旅。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

探秘分子料理的跨學科學習之旅。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

本文重點摘要

那包隨手可得的洋芋片,或是一杯沁涼的飲料,究竟蘊藏著什麼樣的科學奧秘?看似平凡無奇的零食,其實是通往跨學科知識寶庫的鑰匙。本課程將以零食為引子,開啟一場橫跨數學、科學、資訊科技的學習活動。

課程引導學生運用電子天平、測量工具等科學儀器,深入探究食物的成分、結構和特性,並學習分析數據,利用 Pages 等資訊科技工具製作圖表和報告,展現研究成果。希望透過以下三個活動及實驗,讓學生親身體驗跨學科學習的樂趣。 

學科與知識

學科

知識

數學、科學、資訊科技

數字大小比較及計算、稱量工具的使用、糖的意義、Pages 的實際使用

課程設計思路

  1. 以學生日常生活中的「零食」為切入點,激發興趣。
  2. 結合數學、科學與資訊科技理論知識,透過實際操作,提高動手能力。
  3. 過程逐步深入,從簡單到複雜,層層遞進,刺激思考。
  4. 通過小組活動和合作學習,培養學生團隊精神。

課程內容

教學內容

教材分析

先備知識

  1. 零食中的含糖量分析。
  2. 不同飲料的含糖量比較。
  3. 製作分子料理。
  4. 比較不同結果的反應原理和機制。
  1. 營養標籤:實用性強,學生可以學以致用。
  2. 電子天平:提高學生的實驗能力和精確度。
  3. 分子料理:新穎有趣,激發學生創造力和探究精神。
  1. 基本數理計算與實驗操作能力。
  2. 基本閱讀和理解能力。
  3. 能使用Pages記錄資料。
  4. 團隊合作和溝通能力。

活動設計概念

延伸活動:參觀食品安中心及邀請公共食安部門人員入校進行講座。

活動一:糖分排行榜

活動內容

學生已知道零食中的含糖量對健康有一定影響,是次活動從「零食」延伸到「飲料」,以培養學生的數據記錄、分析、整理和展示能力,及團隊合作精神。讓學生親手測量不同飲料的含糖量,直觀了解飲料中的隱藏糖分。

通過比較和排名,共同製作糖份排行榜作為展示實體,提升學生對飲料含糖量的認知,促進健康飲品選擇意識。 

教學重點與難點

重點

難點

  1. 電子天平的基本操作。
  2. 物理量的比較與應用。
  3. 含加糖在日常飲食的影響。
  1. 電子天平的操作程序。
  2. 數據的測量與比較。
  3. 實驗和記錄工具的綜合應用。

教學目標

新知識

情意

技能

  1. 比較不同飲品的含糖量。
  2. 了解不同飲料(含糖量)對健康的影響。
  3. 基本的實驗程序觀念。
  4. 使用電子天平進行精確測量。
  1. 提高學生對糖攝入量的關注和健康飲食的意識。
  2. 建立對科學實驗的程序觀。
  3. 培養團隊合作精神。
  4. 提升對科學探究的學習動機。
  1. 能按指示有序地展開實驗。
  2. 能熟練使用電子天平測量糖的重量。
  3. 能比較和排列不同飲品的含糖量。
  4. 運用科技工具有效地記錄和展示數據。

活動細則

分組測量

數據記錄與分析

後製與反思

  1. 每組安排測量、記錄、清潔、貼標籤員等…分工,確保測量準確、數據記錄完整。
  2. 每組負責一種飲料的含糖量測量,聽從教師有關稱量與取藥品的操作指示。
  3. 使用電子天平將測量出的糖分放入透明膠杯,每個膠杯最多 5 克,貼上標籤註明糖的份量(圖一)。
  1. 記錄每次測量的數據,包括不同飲料的名稱、測量次數、糖的重量等(圖二)。
  2. 組長負責統籌協調,確保數據的準確性和完整性。
  3. 各組比較不同飲料的含糖量,並將 5 種飲料的含糖量進行排名(圖三)。
  1. 拍攝照片和影片記錄實驗過程,使用 Pages 完成實驗記錄(圖四)。
  2. 實驗結束後,清潔實驗桌面和電子天平。
  3. 討論:哪些飲料的含糖量超出了你的預期?會有什麼影響?為什麼?

圖一:學生使用電子天秤測量,標籤註明糖的份量。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

學生紀錄實驗結果

圖二:學生紀錄實驗結果。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

學生共同製作出糖份排行榜

圖三:學生共同製作出糖量排行榜。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

圖四:拍攝照片和影片記錄實驗過程,並使用 Pages 完成實驗記錄。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

活動二:探秘爆漿珍珠

活動內容

先回顧實驗安全知識和操作規範,如電子天平的使用、藥品取用規則等,然後從上一節課的「飲料」延伸到「加料(珍珠)」,體驗分子料理的樂趣,學習製作爆漿珍珠,了解海藻酸鈉和乳酸鈣反應的原理。

教學重點與難點

重點

難點

  1. 稱量不同物體重量。
  2. 溶液配備。
  3. 鈣離子對海藻酸鈉的影響。
  1. 不同藥品的合成與處理。
  2. 溶液配備。
  3. 海藻酸鈉和乳酸鈣的反應機制。

教學目標

新知識

情意

技能

  1. 依照指定成份配備所需溶液。
  2. 透過實驗觀察和結果比對,了解海藻酸鈉和乳酸鈣的化學反應。
  3. 根據實驗現象,探究背後的科學原理與相關延伸應用。
  1. 培養健康飲食習慣。
  2. 強化同儕間的互相合作與共同默契。
  3. 鼓勵勇於思考和求真的科學態度。
  1. 能夠根據指示配備相關溶液。
  2. 能夠比較液體膠狀時與一般情況下的不同。
  3. 能夠說出生活中常見含鈣離子的食物。

活動細則

趣味導入與準備

溶液配備

製作爆漿珍珠

  1. 以珍珠奶茶引入,介紹分子料理和爆漿珍珠。
  2. 介紹實驗材料:海藻酸鈉和乳酸鈣。
  3. 回顧實驗室安全知識和操作規範。
  4. 學生根據事先分配好的角色和任務,準備實驗所需材料和工具。
  1. 檢查桌面工具和標籤,確保與實驗要求一致。
  2. 播放影片第一部分 ,學習溶液配備的方法和注意事項。
  3. 學生根據影片和教師的指導,進行溶液配備(圖五)。
  4. 確認學生實驗進度,並重複海藻酸鈉、乳酸鈣等關鍵詞,幫助學生複習。
  1. 播放影片第二部分 ,學習製作爆漿珍珠的步驟和技巧。
  2. 學生按照影片和教師指導,進行爆漿珍珠的製作(圖六)。
  3. 學生將製作好的爆漿珍珠放在卡紙上,並在講台上展示和分享。
  4. 討論:生活中哪些東西含有鈣?

體驗分子料理的樂趣

圖五:體驗分子料理的樂趣。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

體驗分子料理的樂趣:爆漿珍珠

圖六:製作爆漿珍珠。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

活動三:翻滾中的分子料理

活動內容

承接上一節課再「舉一反三」,通過實驗,比較魚膠粉和海藻酸鈉形成固體的異同,了解兩種物質形成固體的科學原理及影響因素,激發學生對分子料理的興趣。 

教學重點與難點

重點

難點

  1. 理解魚膠粉和海藻酸鈉在形成固體方面的異同。
  2. 能描述上述反應的科學原理。
  1. 正確操作實驗步驟,精確觀察和記錄實驗現象。
  2. 科學比較和分析不同成分形成固體的結果。

教學目標

新知識

情意

技能

  1. 了解魚膠粉(Gelatin)和海藻酸鈉的性質及其在分子料理中的應用。
  2. 學會比較不同成分形成固體的過程和結果。
  1. 激發學生對分子料理及食品科學的興趣。
  2. 培養學生的科學探究精神和求知欲。
  1. 能實施簡單的分子料理實驗,操作實驗器材。
  2. 能比較和分析實驗結果,科學記錄和重點總結。

活動細則

趣味導入

動手探索差異

總結提升與思考拓展

  1. 複習海藻酸鈉和乳酸鈣反應結果,爆漿珍珠的形成過程及原理。
  2. 引導學生思考魚膠粉的用途,導入分子料理的概念。
  3. 介紹魚膠粉和海藻酸鈉在分子料理中的應用,明確本節課的實驗目標。
  1. 學生驗收實驗藥品與工具。
  2. 教師詳細講解實驗步驟,指導學生配製魚膠粉溶液和海藻酸鈉溶液,並觀察其形成固體的過程。
  3. 學生進行實驗,透過探索過程,觀察、記錄並分析比較兩種結果(圖七)。
  1. 分組討論兩種物質形成固體的異同,如形態、質地、形成速度,以及可能影響結果的因素。
  2. 各小組展示實驗結果,分享觀察到的現象和分析(圖八)。
  3. 教師總結:歸納總結兩種物質形成固體的條件和過程差異,強調即使都能形成固體,但形成機制卻不相同。

實驗比較

圖七:實驗比較。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

分子料理分組報告

圖八:分組報告。圖片提供:羅宇順,來源:澳門石排灣公立學校FB

 
 
 

延伸閱讀

羅宇順 羅宇順

羅宇順

澳門石排灣公立學校教師

我單純的相信,越努力的人越幸運;而幸運的是,我能夠在教育工作中努力。

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