小學生無懼高深 用實驗學納米

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由陳裕能老師（右）帶領的實驗，叫小學生們很興奮。

一班小六的常識科尖子，早前參與一項「納米體驗課」活動，透過多個迷你小實驗和探索項目，嘗試探究和討論，一起開心找答案。負責的李求恩紀念中學科學主任陳裕能，自中學已愛上物理，也時與一對子女在家玩實驗，希望透過科學實驗推動科普。

一般人聽到納米，以為很高深，上過納米堂才明白納米只是長度單位的一種。陳Sir去年因借調到教育局，能抽空研究納米，並研讀了厚厚的台灣高中及小學應用教科書，研究怎樣用顯淺道理教授納米，並先在李求恩中學中三試驗，再邀請小學常識科尖子來學習四堂，以理解小六學生有沒有能力消化，希望進一步把課程調校到適合中一的程度。

家居品切入

聖文德天主教小學的同學仔是納米試驗課的首批學生，陳Sir強調因應小學生認知能力，第一堂先教納米定義。他謂納米只是一個長度單位，但當物料被拆小到納米尺寸時，其特性和化學反應與原物料比較是截然不同。「納米材料（泛指1至100nm範圍內製造的物料）在光、電、磁方面的特性，與一般物料有很大分別，物料被納米化後，原有的表面活性大幅提升，會產生自燃或易與氣體進行反應的新效應，使它能衍生其他新應用，如用來防腐、抗菌。」他介紹最先研究納米現象的物理學家理查德費曼，告訴學生他講過：「在底下還有更大的空間！」稱讚科學家富有想像力，課堂上更不時拿出常見的納米家居品，讓學生觸摸和研究，進而請同學仔細想像納米到底還可以有哪些應用。

小尺寸效應

課堂的實驗很有趣味，包括用到劇毒化學品去分解銀，以製作出肉眼沒法分辨的納米銀顆粒，驗證納米神奇的「小尺寸效應」。製作納米銀時要用化學品，故同學要保持安全距離，陳Sir把無色硝酸銀溶液加入盛有化學品的錐形瓶中，不久溶液變成黃色，再加入硝酸銀溶液，最後化學品把它還原成灰黑溶液，用過濾紙便可過濾出大粒的銀顆粒。而當電筒照射進納米銀內，學生也看到有光柱出現等光學反應。

同學謂製造納米銀顆粒過程刺激，也想不到為甚麼銀被分解後變色，陳Sir便順勢詢問學生：「你們猜為何費曼愛研究納米？」竟有女生說：「因為東西被分解到最小時，效果很神奇。」陳Sir讚同學一語道出了納米的趣味點，他拿出在便利店售賣的豆奶，讓學生感到納米很貼近生活。「上面寫着放入了納米鈣，原來納米已悄悄走入日常生活。但我們也要思考，到底納米材料的製成品，有沒有缺點？下一堂我們試納米洗衣粉和普通洗衣粉洗同一件污糟衫，看看有何分別。是否真的好用，是要親自去試才能驗證。」

從小教更好

陳Sir謂最喜歡教小朋友在家用紙杯和蠟燭製作碳納米粒子的過程，也試過與小四的大女兒玩這實驗，父女都覺得非常有趣。「因納米是高中量子物理選修單元，若初中時不修理科，到長大已難以接觸，日後便感到道理太高深。但小朋友是張白紙，納米的小尺寸效應，可以用不同實驗驗證，而過程新奇有趣，能引發小學生自己去繼續看書上網探索，將來不會一聽到陌生的名詞便害怕。」



有男生自發出來繪畫排列整齊的原子結構圖，令阿 Sir 驚訝。


用化學品把銀液還原，再用過瀘紙過濾出大粒的銀顆粒，學生見到納米銀液由黃色變回灰色。


首個實驗是把鐵枝分解成粉狀用本生燈燃點，同學拿起鐵粉末讓其他人觀摩。


銀被分解後變成黃色，用肉眼已沒法看到固體存在。