115/04/18【科學「食」驗】【課程活動成果紀錄】
115年4月18日本校於南大校區綜合教學大樓辦理「科學『食』驗」課程,由數理教育研究所王薪惠教授擔任講師,帶領高中生與教師透過生活中常見的食物,深入探索其中蘊含的科學原理。課程以理論結合實作方式進行,從化學、熱力學、聲學到環境永續等多元面向,引導學員在親身操作、觀察紀錄與討論分享中理解科學知識,進一步培養探究精神與科學素養,也讓大家體會科學其實與日常生活息息相關。
上午課程以「Ooho可食用水球」實驗揭開序幕。王教授首先介紹海藻酸鈉與乳酸鈣的特性,並說明兩者產生交聯作用後形成凝膠薄膜的原理,再結合海洋塑膠污染與減塑議題,引導學員思考如何運用科學創新改善環境問題。學員依照步驟調製海藻酸鈉與乳酸鈣水溶液,透過滴管操作製作可食用水球,仔細觀察鈣離子取代鈉離子後形成薄膜的變化,也發現海藻酸鈉濃度愈高,形成的膜層愈厚,色素逐漸擴散至乳酸鈣溶液中的現象,更讓大家直觀感受到交聯反應確實發生。雖然滴管操作需要耐心與技巧,不少學員一開始未能成功完成圓潤的水球,但在反覆嘗試與教師指導下,都順利完成作品,也從中體會科學實驗需要細心觀察與持續修正的重要性。
教授進一步分享,可食用水球曾被期待應用於馬拉松等大型運動賽事,取代一次性塑膠瓶,降低塑膠垃圾對海洋環境造成的危害。然而,目前仍受到保存期限、衛生安全、運輸成本及口感接受度等因素限制,因此尚未廣泛普及。學員在了解產品研發背景後,也開始思考科技發展除了追求創新之外,更需要兼顧實際應用、成本效益與社會需求,才能真正落實環境永續理念。透過這項實驗,不僅學習到化學知識,更理解科學研究與生活、環保之間密不可分的關係。
下午課程則進行趣味十足的自製爆米花實驗。教授從熱力學與聲學角度說明爆米花形成原理,介紹玉米粒內部含有水分,當受熱至約攝氏一百七十度時,水分快速汽化形成高壓蒸氣,最後衝破堅硬外殼,使澱粉瞬間膨脹形成香脆的爆米花。同時也破解大家長久以來的迷思,指出爆裂聲主要來自高壓水蒸氣瞬間釋放,而非玉米本身發出的聲音。實驗過程中,學員嘗試調整玉米粒大小、攪拌頻率及加熱方式,並加入奶油、糖與巧克力等不同配料,比較爆開率、外型及風味變化,充分展現科學探究中控制變因的重要性。課程更結合代幣購買食材的設計,培養學員金錢運用與資源分配觀念,讓實驗過程充滿互動與樂趣。
參與學員一致表示,本次課程內容生動有趣,完全顛覆以往對科學課程的想像。原本以為會是較為嚴肅的知識講授,實際參與後卻發現教授透過不斷提問、引導思考及鼓勵討論,讓每位學員都能主動投入學習,從操作中發現問題,再透過觀察與分析尋找答案。讓所有參與者收穫豐富、受益良多,並期待未來能持續參與更多兼具創意、實作與生活應用的科學教育課程。
上午課程以「Ooho可食用水球」實驗揭開序幕。王教授首先介紹海藻酸鈉與乳酸鈣的特性,並說明兩者產生交聯作用後形成凝膠薄膜的原理,再結合海洋塑膠污染與減塑議題,引導學員思考如何運用科學創新改善環境問題。學員依照步驟調製海藻酸鈉與乳酸鈣水溶液,透過滴管操作製作可食用水球,仔細觀察鈣離子取代鈉離子後形成薄膜的變化,也發現海藻酸鈉濃度愈高,形成的膜層愈厚,色素逐漸擴散至乳酸鈣溶液中的現象,更讓大家直觀感受到交聯反應確實發生。雖然滴管操作需要耐心與技巧,不少學員一開始未能成功完成圓潤的水球,但在反覆嘗試與教師指導下,都順利完成作品,也從中體會科學實驗需要細心觀察與持續修正的重要性。
教授進一步分享,可食用水球曾被期待應用於馬拉松等大型運動賽事,取代一次性塑膠瓶,降低塑膠垃圾對海洋環境造成的危害。然而,目前仍受到保存期限、衛生安全、運輸成本及口感接受度等因素限制,因此尚未廣泛普及。學員在了解產品研發背景後,也開始思考科技發展除了追求創新之外,更需要兼顧實際應用、成本效益與社會需求,才能真正落實環境永續理念。透過這項實驗,不僅學習到化學知識,更理解科學研究與生活、環保之間密不可分的關係。
下午課程則進行趣味十足的自製爆米花實驗。教授從熱力學與聲學角度說明爆米花形成原理,介紹玉米粒內部含有水分,當受熱至約攝氏一百七十度時,水分快速汽化形成高壓蒸氣,最後衝破堅硬外殼,使澱粉瞬間膨脹形成香脆的爆米花。同時也破解大家長久以來的迷思,指出爆裂聲主要來自高壓水蒸氣瞬間釋放,而非玉米本身發出的聲音。實驗過程中,學員嘗試調整玉米粒大小、攪拌頻率及加熱方式,並加入奶油、糖與巧克力等不同配料,比較爆開率、外型及風味變化,充分展現科學探究中控制變因的重要性。課程更結合代幣購買食材的設計,培養學員金錢運用與資源分配觀念,讓實驗過程充滿互動與樂趣。
參與學員一致表示,本次課程內容生動有趣,完全顛覆以往對科學課程的想像。原本以為會是較為嚴肅的知識講授,實際參與後卻發現教授透過不斷提問、引導思考及鼓勵討論,讓每位學員都能主動投入學習,從操作中發現問題,再透過觀察與分析尋找答案。讓所有參與者收穫豐富、受益良多,並期待未來能持續參與更多兼具創意、實作與生活應用的科學教育課程。