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國二下理化⏱ 約 20 分鐘PhETJf-IV-4

5.3 肥皂與清潔劑

任務簡報:洗碗精只要一點點就能把油膩的碗盤洗乾淨,這是因為清潔劑分子具有特殊的結構。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⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

洗碗精只要一點點就能把油膩的碗盤洗乾淨,這是因為清潔劑分子具有特殊的結構。這一節,我們要透過模擬實驗,觀察分子的極性分布,探究肥皂與清潔劑的清潔原理,以及它們對水域生態的影響。

2

實驗工作站:PhET Interactive Simulations — Molecule Polarity

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「Two Atoms」畫面,調整兩原子的電負度,觀察分子偶極(正負電荷分布)的變化。

  2. 2

    切換至「Real Molecules」畫面,觀察不同分子(如水、二氧化碳)的極性分布。

  3. 3

    思考:肥皂分子一端親水(極性)、一端親油(非極性),這樣的結構如何幫助去除油污?

  4. 4

    對照課本圖片,畫出肥皂分子的親水端與疏水端,並標示其如何包覆油污形成微胞(micelle)。

  5. 5

    思考:清潔劑若大量排入河川或海洋,可能對水域生態造成什麼影響?

💡 實驗小提醒
  • 肥皂分子具有親水的極性頭部與疏水的非極性尾部,疏水端會包圍油污,親水端則朝外溶於水中,形成微胞使油污被水沖走。

🧪 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!

分子/物質極性/非極性親水或疏水特性生活應用
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

什麼是分子的極性與非極性?

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

極性分子的正負電荷分布不均勻(有明顯的正端與負端);非極性分子的電荷分布均勻,沒有明顯的正負端。

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

使用模擬工具觀察不同分子時,哪些分子是極性分子?哪些是非極性分子?

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

例如水是極性分子;油脂等通常是非極性(或極性較弱)分子(依模擬實際顯示為準)。

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

肥皂分子的親水端與疏水端如何幫助清除油污?

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

肥皂分子的親水端(極性)溶於水,疏水端(非極性)親近油脂,疏水端包圍油污形成微胞,親水端使微胞懸浮溶於水中,隨水沖洗而去除油污。

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

清潔劑排入水域後,可能對生態造成哪些影響?

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

清潔劑若大量排入水域,可能造成優養化、破壞水中生物的皮膜或呼吸器官、影響水生生物的繁殖與生存。

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 💪

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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:比較水與油脂的極性差異 ▶

使用 PhET「Molecule Polarity」的「Real Molecules」畫面,比較水、油脂等分子的極性差異,並嘗試解釋為什麼油與水不互溶。

phet.colorado.edu · Molecule Polarity 🔎 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。
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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

這次活動後,我對肥皂與清潔劑的清潔原理有什麼新的理解?

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

可選用低磷、可生物分解的環保清潔劑,並減少用量,降低清潔劑對水域生態的衝擊。

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

你認為在使用清潔劑時,可以怎麼做來減少對水域生態的影響(例如選用環保清潔劑)?

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!👏