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國二上理化⏱ 約 20 分鐘PhETMe-IV-2Me-IV-3

跨科 物質的分離

任務簡報:泡茶時茶葉被濾網擋下、洗米時淘米水被倒掉、海水曬乾後留下食鹽……這些都是生活中常見的物質分離現象。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
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情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

泡茶時茶葉被濾網擋下、洗米時淘米水被倒掉、海水曬乾後留下食鹽……這些都是生活中常見的物質分離現象。這一節,我們要透過模擬實驗,探究溶解、飽和與結晶分離的原理,並連結到污水處理與再生水的應用。

2

實驗工作站:PhET

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,選擇「Solubility」畫面,選擇食鹽或糖,觀察溶質溶解於水中的過程。

  2. 2

    持續加入溶質直到溶液飽和,觀察溶液底部出現未溶解的固體(沉澱)。

  3. 3

    嘗試蒸發部分水分,觀察溶質重新結晶析出的現象。

  4. 4

    比較食鹽與糖在水中的溶解度是否相同。

  5. 5

    思考:如何利用蒸發結晶的方法,把溶解在水中的鹽分分離出來?

💡 實驗小提醒
  • 物質分離常利用物質的物理性質差異(如溶解度、沸點)進行分離,例如蒸發結晶法可將溶質從溶液中分離出來。

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 小提示:不知道怎麼填?按「✨ 填入範例數據看看」,再改成你自己的觀察!

溶質加入量是否飽和蒸發後現象
食鹽
糖
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

常見的物質分離方法有哪些?分別利用了物質的什麼性質差異?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

常見的分離方法包括過濾(利用顆粒大小差異)、蒸餾(利用沸點差異)、結晶(利用溶解度差異)、萃取(利用溶解度於不同溶劑間的差異)、色層分析(利用物質在固定相與流動相中移動速度的差異)。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

溶液飽和後繼續加入溶質,會發生什麼現象?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

溶液飽和後繼續加入溶質,多餘的溶質將無法再溶解,會沉澱在溶液底部。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

污水處理與再生水的過程中,運用了哪些物質分離的概念?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

污水處理運用過濾(攔汙柵去除大型固體)、沉澱(分離漂浮物與沉澱物)等物質分離概念,將處理後的水轉化為可再利用的再生水。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

你能舉出一個生活中應用物質分離技術的例子嗎?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

例如泡茶、過濾咖啡、洗米後濾除米湯等,都運用了過濾的分離原理。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:使用CoSci進行物質分離模擬 ▶

前往 CoSci 網站搜尋「過濾」「蒸餾」或「色層分析」相關模擬,比較不同分離方法適用的混合物類型與原理。

CoSci 平台沒有固定的模擬網址,請到課程專區搜尋本卡提到的主題:

🚀 前往 CoSci 課程專區

打開新分頁完成挑戰後,記得回來繼續闖關!
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反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對物質分離的方法與應用有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

透過認識蒸發結晶、過濾等分離技術,我們可以了解水資源回收再利用(如再生水)的原理,進而支持節水措施;也可以理解空氣品質監測中如何分離、偵測不同粒徑的懸浮微粒。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你認為在日常生活中,我們可以如何應用物質分離的概念來節約水資源或改善空氣品質?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏