臺灣化學教育

2015亞洲化學教育國際研討會

邱美虹^1, *、周金城²

¹國立臺灣師範大學科學教育研究所
²國立臺北教育大學自然科學教育學系
*[email protected]

n  起心動念

亞洲化學教育者網絡（Network for Inter-Asian Chemistry Educators, NICE）是IUPAC的三位亞洲國家代表於2004年參加在土耳其舉辦的國際化學教育研討會（International Conference on Chemistry Education, ICCE）時起心動念的一個想法，希望藉由這樣一個組織可以將亞洲的化學教育研究人員和化學教師結合起來一起為化學教育而努力。這三位學者分別是韓國的Choon H. Do教授、日本的Masato M. Ito教授和臺灣的邱美虹教授。有鑑於亞洲國家文化與教育從某種程度觀之有其相似之處，且都面對類似的教育問題（如升學）；然而彼此之間又有相異之處（如課綱與教科書的取向），基於「三人行必有我師」，遂積極推動NICE的成立。

2006年2月21日，來自於三國的數位學者與化學教師齊聚於韓國光州討論設置這樣一個組織、並輪流辦理研討會以促進彼此學術與實務工作的交流，會中同時決定第一次亞洲化學教育研討會會議與第19屆ICCE於韓國首爾合併舉辦。會議中，三國代表亦草擬合約，並於2007年在臺北辦理第二屆亞洲化學教育研討會後於7月31日簽約正式成立NICE¹。該合約內容包括組織的組成、目的、權利與義務等。日後NICE的國際性研討會便是基於當時的共識與該合約的內容而辦理的。

n  NICE成立的目的和成果

NICE組織成立之時，訂定的目的有三：首先，加強亞洲化學從業人員的互動與友誼；其次是將化學教育研究落實於實務中；最後是交換與分享化學教與學的經驗與想法。同時，主辦國本著互惠的原則，必須負責其他兩國代表團六人的住宿與註冊費，其目的無外乎是維持更密切的互動關係、建立良好與永續的交流管道、並鼓勵學者與中學教師參與學術研討會。為了與IUPAC的國際化學教育研討會（ICCE）舉辦年錯開，以利大家每年都可以透過參加國際化學教育研討會或亞洲化學教育研討會而有更密切的互動，因此第一年(2006年)由ICCE大會主席Choon H. Do教授將亞洲化學教育研討會與ICCE合辦外，緊接著於2007年由邱美虹教授在臺灣臺北舉辦第二屆亞洲化學教育研討會會議，2009年由日方Masahiro Kamata教授在東京辦理第三屆亞洲化學教育研討會會議，自此每兩年辦理一次研討會，即奇數年舉辦亞洲化學教育研討會，與偶數年舉辦的ICCE有所區別。亞洲化學教育研討會至今已辦理六次，今年（2015）距2006年恰為10年，參與人數從當年數十位到2015年已破百，且參與人從大學教授、碩博士生、中學教師、到高中生，期待這個組織能持續向上發展、向下紮根，透過良好的互動與交流能促進化學教育的發展。圖一是六屆亞洲化學教育研討會參與者合照。

2006第一屆亞洲化學教育研討會      2007第二屆亞洲化學教育研討會

2009第三屆亞洲化學教育研討會        2011第四屆亞洲化學教育研討會

2013第五屆亞洲化學教育研討會      2015第六屆亞洲化學教育研討會

圖一：六屆亞洲化學教育研討會參與者合照

臺灣在2009年參加由日方舉辦的第三屆亞洲化學教育研討會研討會時，僅有18位人員參與，六年後的2015年，計有來自九個國家（或地區）的118位與會者，而臺灣學者與教師、高中生合計37人，出席人數占大會約1/3，在大會報告的形式也相當多元，舉凡有大會專題演講（keynote）、教師工作坊、實驗演示、海報展示、以及高中生口頭報告和海報展示等等。讓我們看到臺灣的軟實力是不容小覷的。希望未來能有更多的大學教授、中學化學教師和學生也能共襄盛舉，為化學教育的研究與實務再增添一筆。

n  本期專題文章導讀

本期專題主要是邀請參與2015第六屆化學教育國際研討會的專家學者與教師撰寫與會心得，以其個人經驗分享給更多有志於化學教育工作者，同時也希望藉由這些文章的分享與啟發，可以鼓勵更多人參與NICE活動，將個人教學與研究的成果與國際友人交換心得、相互學習與成長。

2015年7月29-31於日本舉辦的第六屆亞洲化學教育研討會是由日本東京學藝大學的鎌田正裕教授（Masahiro Kamata）和生尾光教授（Akira Ikuo）合辦。本次研討會前兩日於日本科學未來館舉辦，讓各國的化學教育學者與高中教師可以論文發表、海報展與實驗工作坊的形式互相交流，第三日的高中參訪則於東京學藝大學附屬高中舉辦，上午有各國高中生的混合編組化學實驗教學活動，以及下午有各國高中生的海報展示活動。

首先是大會邀請專題演講者傅麗玉教授介紹這次大會受邀講者背景與其演講內容，身為臺灣代表的傅教授表現相當優異，尤其是曾獲金鐘獎的3D動畫的研究成果更是讓國際人士刮目相看，也讓出席的臺灣代表團們與有榮焉。

其次是第五屆NICE大會主席李賢哲教授，以其主辦第五屆亞洲化學教育研討會以及參與此次研討會的經驗，分享參與兩屆研討會的心得，尤其是自第五屆起有高中生的參與，到此次日方提供高中生上台報告的機會，都是突破既有以大學和中學教師為主體的研討會模式，使化學教育更能深入基層教育中。

其三是周金城教授對此次大會會場—日本科學未來館的設施與設計理念做了詳盡的說明，尤其是針對日本透過新興科技培養學生想像力與創造力的做法來維持學生對科學的興趣特別有感而發，並呼籲臺灣應重視興趣的培養，尤其是日本自小培養學生對科學興趣的做法值得學習，全文頗具省思。

其四是由新北市錦和中學化學教師鐘建坪博士以實際參加第五屆與第六屆的兩次經驗，和大家分享化學教師參與此研討會的過程經驗與啟發，讓未來想參與的教師可以提早規畫與準備。同時，文中並比較其所使用的小型私人開放式課程的模式（Small Private Open Courses, SPOCs）與大規模網路免費公開課程（Massive Open Online Courses, MOOCs）的差異，以及以SPOCs進行模型本位合作學習之教學模式的成效。

其五是大甲高中化學科廖旭茂老師說明本次大會安排的六個化學實驗實作演示工作坊，文中並說明實驗設計的原理與步驟，其可攜式的化學教具讓化學實驗教學變得更方便與安全。其個人的工作坊亦因受到與會者的高度肯定與喜愛而延長時間，讓賓主盡歡。

其六是彰化高中化學科劉曉倩老師針對研討會前後歷程詳實記錄於文中、分享參訪高中所做的觀察、以及研討會晚宴的歌唱活動拉近各國學者、教師與高中生的距離，從正式的研討會交流到非正式的互動，鉅細靡遺的報導與反思，讓人如親臨會場一般。

其七是武陵高中化學科張明娟老師針對第三天在東京學藝大學附屬高中的化學教師岩藤英司老師所設計的藍染實驗演示課程流程以及實驗設計進行詳細的介紹，可以提供其他有興趣的化學教師作為化學實驗教學上的參考。同時明娟老師也對日本課綱與高中實驗室設備做了一番介紹，提供讀者了解日本化學教學的現況。

其八是復旦中學化學科徐欣慈老師針對研討會會場、書商教材與教具展示、以及日本未來科學館進行詳細的說明，讓讀者對整個研討會活動地點與相關資源有清楚的輪廓，尤其是介紹生動的教材與媒體素材，對有興趣了解化學教學資源者，有具體的參考價值。

其九是東華大學科學教育研究所研究生陳珮怡同學由研究生的角度詳實描述個人參與第五屆與第六屆亞洲化學教育研討會從投稿到發表的心路歷程，並於研討會的過程中所獲得化學教育上的啟發。林靜雯教授則分享如何鼓勵與輔導研究生餐與國際性的研討會，其經驗亦可參考。

其十是新北市錦和中學化學教師鐘建坪博士帶領高中生潘建章同學參與本次活動的經驗分享，而潘同學於文中說明其大會口頭英文報告的內容主要是他的科展作品，第一次參加國際會議獲益良多。將科展作品再轉換成化學教育研討會的報告題材，的確是一個教師與學生能掌握的方向。

其十一是大甲高中化學廖旭茂老師帶高中生廖心妍同學參與此次研討會，廖同學於大會上進行英文口頭報告分享其由8100個串珠所組成之超級巴克球之製作過程，於大會報告時其恆心與毅力贏得在場聽眾的一致掌聲。而後，其在學藝大學附屬高中展示的海報，也獲得評審一致的推崇而獲得大會最佳海報獎。

其十二是彰化高中化學科劉曉倩老師帶高中生蔡尚峰同學參與本次研討會，蔡同學將其參與此次活動前後的心情以及準備的過程詳實紀錄，並於互動式海報展示時，全程以英文說明其實驗過程與所遇到的困難和解決之道。以英文做專業發表，對高中生而言並不是一件容易的工作，而蔡同學描述自學的日文在此次報告中也派上用場，本次的交流讓蔡同學收穫豐富。

n  2016-18相關研討會

由2006年開始舉辦的亞洲化學教育研討研討會，至今已經舉辦六屆，參加的人數也逐年成長。2017年的第七屆亞洲化學教育研討會將於韓國首爾舉辦，若對化學教育有興趣參加的學者或教師，可以提早規劃排入行程中，屆時也可以鼓勵高中學生前往參與。

走筆至此，順便宣傳一下，明年（2016）的IUPAC國際化學教育研討會（ICCE）將在馬來西亞古晉舉辦（詳見：http://www.icce2016.org.my/）、2017年第七屆化學教育研討會將於韓國首爾舉辦、2018年ICCE將於澳洲雪梨舉辦、2019年恰逢IUPAC成立100週年紀念年，將由本文第二作者周金城教授擔任亞洲化學教育研討會的主席，屆時還請大家多多支持，邀起您的同事、學生共襄盛舉，讓臺灣所舉辦的國際會議迸出令人驚豔的火花。

n  附註

註1：當時參與簽署合約的韓方代表有Choon Ho Do, Nak Han Jang, Wonghil Change三位教授和Moon Jung Han化學教師；日方有Masato Ito和Masahiro Kamata兩位教授以及Karayama Masaki化學教師；臺灣則有邱美虹和周金城兩位教授、林靜雯博士、佘瑞琳講師、鍾曉蘭化學教師。有關NICE的相關訊息可參見：http://www.chemistryeducator.org/。

2015亞洲化學教育國際研討會：
大會專題演講議題分享

傅麗玉

國立清華大學師資培育中心
[email protected]

n  研討會簡介與專題演講

第六屆亞洲化學教育國際研討會（6th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference）於今年7月29日到7月31日於日本東京的日本東京的國立新興科學與創新博物館或稱日本科學未來館（National Museum of Emerging Science and Innovation, Miraikan）舉辦。東京學藝大學（Tokyo Gakugei University）主辦，大會主席是東京學藝大學的鎌田正裕（Masahiro Kamata）教授。在國立臺灣師範大學邱美虹教授的鼓勵與推動下，臺灣化學教育學者、教育部高中化學學科中心教師及優秀高中學生一行37人出席大會。除在地國日本之外，臺灣的團隊是出席人數最多的國家，與會者合影如圖一所示。

圖一：2015NICE研討會與會者合影

（照片來源：http://www.u-gakugei.ac.jp/~nice2015/）

本屆NICE研討會的研討重點，包括學生的概念與概念改變、教學策略、生活中的化學與化學態度、實驗室活動、科展經驗與成果分享、課程教科書的再現。大會的活動包括大會專題演講、口頭發表、海報發表、示範實驗與工作坊，以及高中學生特別活動。研討會的第三天還特別安排東京學藝大學附屬中學的學生化學專題研究交流以及化學教學演示活動（見圖二）。此外，本次研討會邀請與會各國推薦高中生參與研討會。有專門時段安排高中升上台做化學研究專題成果發表，也有海報發表。臺灣有三位高中生上台發表，可說所有與會國家中，臺灣的高中生是最積極表現的。雖然這是筆者第五次參加亞洲化學教育研討會，但是每一次參與都有新的學習與體驗。

圖二：筆者參觀學藝大學附屬中學為2015NICE辦理的化學教學演示活動

筆者獲邀擔任本屆研討會的其中一場大會專題演講，同時全程參加三場的大會專題演講。四場專題演講的講者來自四個不同的國家，以不同面向的觀點與途徑，提出化學教育的建議與研究成果。筆者期望透過本文，分享在2015NICE專題演講的學習與議題探討心得。

n  第一場演講／德國Bolte教授

第一場演講是7月29日上午由德國Freie University Berlin（柏林自由大學）的Bolte教授主講「Towards the Enhancement of Scientific Literacy and the Role of Chemistry: Wishes & Necessities（邁向科學素養的提升與化學的角色：願望和必要性）」（見圖三）。Bolte教授認為「強化科學素養」是科學教育的最高目標。在科學教育中這項目標與化學教育的「科學素養」目標有什麼不同的樣貌？如同科學教育的改進，化學教育的改進應該是使化學教育更具吸引力，尤其要能吸引年輕人進入化學的學習。Bolte教授在歐洲以2700位與化學教育領域相關的人士為樣本，以科學素養相關的不同面向問題，探討其「科學素養」與「化學素養」的相關概念、看法以及期望，並且做一些比較的研究。希望能有助於確認到底應該如何努力才能提升歐洲國家的科學素養，或許也能有助於亞洲提升科學素養的工作。

Bolte教授發現發展創意科學教材模組應該有助於加強科學素養，而其中教師是最重要的因素。因此Bolte教授應用一套以科學教師與科學教育學者合作關係為基礎的教師專業發展模式continuous professional development（CPD）（持續專業發展）。在CPD模式下，教師的角色是課程發展伙伴，打破科學教育學者與科學教師之間的隔閡。在歐盟所補助的一個名為「PROFILE（Professional Reflection-Oriented Focus on Inquiry-Based Learning and Education through Science）（透過專業反思導向的科學探究學習與教育）」的計畫下，CPD模式在歐洲數個國家的相關機構試做，結果相當成功。顯示CPD計畫的模式有助於提升教師的專業態度與自我專業效能，有助於提升科學教學與學習成效。

Bolte教授以CPD模式中的一個生物科課程該模組發展為例，該模組是德國柏林的科學教師與科學教育學者合作發展，由科學教師在課堂中進行教學與評量。評量的重點在於檢測學生在經過該模組教學後，是否有更強的科學學習動機。幾年前類似的模組也在德國與日本合作的一個計畫「German-Japanese Chemistry Class of Its Own（德日自有化學課）」實施。這個計畫的成果顯示CPD模式對於日本的化學教育也是有所幫助。

圖三：德國Freie University Berlin的Bolte教授的專題演講

n  第二場演講／臺灣傅麗玉教授

7月29日上午第二場演講由筆者擔任，題目是「Creating a Multicultural Chemistry Learning Opportunity in a Digital World（在數位世界中創造多元文化的化學學習機會）」（見圖四）。筆者首先說明數位科技在當今各領域的影響力已經不容忽視，化學教育必然是無可避免受數位科技的影響。而在多元文化教育潮流中，數位化的化學教育將是化學學習的一種機會。本演講中，筆者提出五個過去執行完成的計畫成果分享，包括「我家門前有大河」、「原住民華碩科教獎」、「飛鼠部落原住民3D科學動畫」、「雲端飛鼠部落科學遊戲繪本」以及「WOLF教學模組產生器」。「2001年筆者成立「飛鼠部落」原住民科學教育網站後，即展開一系列數位學習的教材與學習活動的開發。

在本演講中，呈現主要的幾項活動與教材，包括「我家門前有大河」，該活動邀集新竹市與新竹縣共有的母河「頭前溪」沿岸的七所學校一起進行水質監測。七所學校所在的社區屬不同的文化背景，從頭前溪上游的泰雅族部落、中游的客家族群聚落，到出海口的閩南族群聚落。大家一起監測河水，並定期將監測數據上傳到「飛鼠部落」網站的「我家門前有大河」的專區。該活動促成以學生為主體，專家為輔的科學田野調查，同時原住民族的學生參與後，以其部落水質環境為研究題材，參加全國科展，並獲得獎項。

「原住民華碩科教獎」從2009年開辦至今，已經進入第七屆，是目前全世界唯一的原住民族雲端科展活動。「飛鼠部落原住民3D科學動畫」是2005年開拍。目前已經形成一系列的動畫，正在製作第三季「吉娃斯愛科學」。「雲端飛鼠部落科學遊戲繪本」已經完成六集並上架到Google Play供民眾公益下載，而使用者的反應呈現，該繪本可讀性高，有助於提升民眾學習科學的興趣、幫助大眾瞭解原住民族文化中的自然智慧。「WOLF教學模組產生器」則是筆者長年開發建置的成果，已經上架到「飛鼠部落」網站，供教師隨時取用教學模組，幫助其以在地原住民族文化為題材，設計學科教學所需的教學模組。該演講引熱烈討論，有不少提問，顯然演講內容涵蓋與會專家學者關心的議題。

圖四：國立清華大學傅麗玉教授的專題演講

n  第三場演講／韓國Dae Hong Jeong教授

第三場演講是7月30日下午韓國Seoul National University化學系Dae Hong Jeong教授的演講「Authentic Thinking with Argumentation in Science Class for Fostering Problem-Solving Ability」（見圖五）。在科學課堂中以論證思考活動，培養學生問題解決的能力。針對論證的真實思考（authentic thinking with argumentation, ATA），讓學習者參與認識論方式的思考、反思與討論。ATA採用日常生活議題，以利凸顯問題解決的真實性。對學習科學而言，ATA包含互助的歷程、POE（Prediction–Observation–Explanation）（預測–觀察–解釋）以及DOE（Design–Observation–Evaluation）（設計–觀察–評量）。

Jeong教授以「浮力」與「為下身麻痺患者設計泳衣」為例，整合成為一個ATA模式的小組活動。參與者是一群來自資優生中心的18位九年級生。用Toulmin的論證架構，Toulmin論證架構的過程包括資料（data）、主張（claim）、理由（warrant）、支持（backings）、限制（qualifiers）與反例（rebuttal）。學生要製作錄影、對話錄音、報告與泳衣廣告海報。接著是追蹤協商（negotiation）。學生們是用Claim–Evidence–Reasoning（主張–證據–推理）為工具，進行推理與證據論述，證明（verify）科學正確性。整個活動將「浮力」概念的科學模式擴增到非科學模式。參與的學生在瞭解科學模式後，能建立泳衣的功能性，而且在決定功能後，又能以直覺思考創造出吸引人的設計，讓泳衣功能符合下身麻痺患者的需求，又有設計美感。ATA有助於學生透過合作的方式，共同解決問題並學到真實的科學概念。

圖五：韓國首爾國立大學化學系Dae Hong Jeong教授的演講

n  第四場演講／日本Akira Ikuo教授

第四場演講是日本東京學藝大學的Akira Ikuo教授主講「Making Electronic Textbook Linked with Computer Graphics for College Chemistry Experiment」（見圖六），採用電腦繪圖為大學生設計基礎化學實驗的電子教科書，除了一般電子書的優勢之外，該電子書的最大特色是可以同步呈現化學反應現象的影音、化學反應式與概念，以及相關分子結構的轉變（見圖六）。Ikuo教授示範幾個實例，例如：談到有關雙原子分子的形成，以碘化氫（HI）為例，碘化氫（HI）的氫原子（H）與碘原子（I）碰撞產生HI分子。又如：一氯甲烷（CH3Cl）的羥基化（hydroxylation）反應，也就是用羥基（–OH）取代碳上的氯原子（–Cl）的反應，這可以透過電腦繪圖具體呈現。此外，該電子書甚至還可以具體生動地呈現比較複雜的瓦耳登翻轉（Walden Inversion）的分子結構的構型翻轉。電腦繪圖可以立即呈現化學反應的特性、機制等概念，以及經由球形與棒狀模型或是空間填滿模式呈現電子以及位能改變，同時展示實驗設備操作、實驗的過程與現象。使用該電子教科書，學生可以安全地順利進行實驗。透過這種結合數位圖像的教學，經驗「現象」、「概念」與「分子」三種面向的學習，學生們就能整合可觀察的實驗與不可見的分子世界，深入地學習動態的化學反應機制。

圖六：日本東京學藝大學Akira Ikuo教授研發電子書呈現可見的化學反應現象影音、化學反應式與概念圖像，以及具體化的相關分子結構轉變

n  結語

整體而言，四場專題演講之中，有兩場是有關數位教材的研發，有一場是關於論證活動與科學素養，還有一場是教師專業發展與科學素養。顯示數位教材開發是近日相當重要的發展重點。但是從四位講者的論述與研發成果可看到，無論是實體的世界還是雲端的數位世界，無論是以學生為主體的化學學習活動，動手做、探究活動或論證活動等，還是數位教材的研發，甚至教師的專業發展，科學素養、概念學習、問題解決能力、探究能力與思考能力的培育仍然是當今化學教育重要的核心。

2015亞洲化學教育國際研討會：
日本科學未來館介紹及對科教意義初探

周金城

國立臺北教育大學自然科學教育學系
[email protected]

n  各屆舉辦地點和本屆辦理概要

由中日韓三國主辦的亞洲化學教育研討會（Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, NICE Conference），各屆舉辦地點分別在：第一屆2006年於韓國首爾的淑明女子大學，第二屆2007年於臺灣台北的國立臺灣師範大學公館校區，第三屆2009年於日本東京的東京學藝大學，第四屆2011年於南韓首爾的首爾國立大學，第五屆2013年於臺灣屏東的國立屏東教育大學與墾丁福華飯店，本次第六屆2015年於日本東京的日本科學未來館（Miraikan）〔全名為國立新興科學與創新博物館（National Museum of Emerging Science and Innovation）〕。前五屆研討會主要在大學校園中舉辦，除了第五屆第二天搭乘巴士移到墾丁福華飯店續辦活動。

第六屆研討會註冊參與的會員共有118人，其中來自日本55人、臺灣37人、韓國18人、馬來西亞1人、香港1人、中國2人、新加坡1人、德國1人、菲律賓2人。臺灣是僅次於地主日本參加人數最多的國國家。口頭論文發表17篇，海報發表35篇，工作坊6場，大會演講4場。由於是化學教育研討會，因此除了口頭論文與海報發表外，同時會安排動手做科學實驗演示工作坊，化學實作因為受限於實驗場地，若沒有在化學實驗室，需要動手操作的化學實驗就必須要很安全，只有安全與無污染的實驗，才能在一般場地實施。因此，能夠在科學展示館辦理化學教育研討會，在動手做科學實驗演示工作坊的實驗主題的選擇上就會有一些限制。

本屆研討會決定在自2001年開館的日本科學未來館七樓的會議室區域舉行，整個場地有四個部分，有未來館演講廳舉行專題演講、海報與廠商教具展示區，以及兩間研討室，整個場地的安排集中在七樓，對整個活動的進行算是相當的方便。本次研討會舉辦的日期是2015/07/29~31，前兩天是研討會，第三天是整天參訪日本東京學藝大學附屬高中的化學實驗教學課程。第二天的下午14:00 ~ 16:00大會有安排參觀位在1到5樓的未來科學館主體展示館，在時間有限的情況下，筆者以兩小時的行程所能參觀到的展示區部分進行介紹。

n  日本科學未來館介紹

一、  未來館地點和各層樓展示

日本科學未來館位於東京交通便捷的台場地區（見圖一），也是日本大型商場聚集的地區。科學未來館門票個人部分售價620日圓（台幣約160元），18歲以下210日圓（台幣約55元），售價算是非常便宜。開館時間10:00~17:00，因為研討會是九點開幕，我們早上無法由大門出入，而是由後方的行政區入口由警衛檢查證件進入會場的。

圖一：Miraikan於東京灣區中以紅點標（左），Miraikan於台場區域中以紅點標記（右）

一樓是標誌性展式區、三樓是常設展覽區—創造未來、五樓是常設展覽區—探索世界還有一間咖啡館、五樓是球幕影院、七樓則是觀景廊內設有餐廳和會議室等。一樓可以花錢另外買票體驗本田（Honda）製造的未來個人移動工具〝UNI-CUB”（註1），看起來有點像一張會移動的板凳，但體積小有其方便性，對未來老年化的社會，行動不便者的移動有其研究的價值與意義。

二、  球型顯示器GEO-COSMOS

由一樓到六的挑高大廳，懸吊一個直徑6.5公尺的球型顯示器GEO-COSMOS（見圖二左）的中央，此球型顯示器是顯示衛星對地球攝影的畫面，走過館場的橢圓形廊橋斜坡走道，會像是由外太空看地球一般，非常的特別。但由於整個環境太亮，若是周遭環境再暗一點，就會更像由太空船內看面向太陽的地球面。此外，觀眾可以躺在大廳向上仰望地球（見圖二右）。

圖二：GEO-COSMOS 顯示地球影像（左），觀眾可躺在大廳仰望GEO-COSMOS（右）

球幕影院門票是可以先在網路預約（見圖三左），這樣就可以確保當天來參觀者可以看到球幕影院中所播放的影片，每場約25分鐘，播放立體天象影片，需要另外付費，成年人300日圓，18歲以下100日圓。三樓有實驗工作室，在周末會舉辦尖端科學技術的實驗教室，也是需要提前上網預約。三樓另外還有好奇心樂園，這是一個可以親子共同體驗的科學活動空間，每次45分鐘，無須再另外購票（見圖三右）。而一樓的販賣部營業時間是由10:00~18:00，17:00展示館關閉後還有一個小時可以輕鬆購物，若販賣部與展示館閉館時間相同，這樣參觀者就需要壓縮參觀的時間去購物，時間錯開這似乎是不錯的營運方式。

圖三：球幕影院說明告示牌（左），可與觀眾互動之現場展示（右）

三、  仿真機器人Otonaroid

說到日本的仿真機器人，就不得不提到日本大阪大學智能機器人學實驗室的主持人石黑浩教授，將認知科學與機器人學緊密的相互結合，指出「為了讓仿製人和真人一樣，我們必須從認知科學、行為科學及神經科學的角度研究人類的活動；為了評估人類的活動，我們又必須在仿製人身上實踐該行動背後的程序。」（註2）。而這些機器人娃娃「Telenoid」（註3）開發目的主要是作為溝通使用（見圖四左），它可以過網路進行遠端操控動作，可以發出聲音做為溝通的工具。而仿真機器人「Otonaroid」（註4），也是可以作為遠距溝通的工具，甚至可以操縱動作，整個外型更接近真人的設計（見圖四右）。2014年所發佈的可播報新聞的仿真機器「Kodomoroid」（註5），其外型就直接由真人仿製，可以像新聞主播一樣進行新聞播報。展示的方式也很特別，觀眾必須蹲下由一個縫隙中來觀看此展示（見圖五）。

圖四：機器人娃娃Telenoid（左），觀眾與仿真機器人Otonaroid互動（右）

圖五：仿真機器人Kodomoroid播報新聞

四、  機器人ASIMO

本田技術研究所所設計製造高度約130公分的機器人「ASIMO」（見圖六），每天有三次每次10分鐘的現場表演，分別是11點、14點與16點。由於16:00要回到7樓參加閉幕式，因此沒有機會看到實際現場表演的樣子，雖然沒有時間能親眼看到，但還是可以透過網路看到它的風采（註6）。由影片中可以看到ASIMO可以走路、上下樓梯、跑步、雙腳跳躍、單腳跳躍、踢足球、開保溫瓶蓋倒水並取水給發出指令者、握手、甚至簡單的舞蹈動作。

圖六：ASIMO會由左邊櫥窗出場和觀眾進行近距離接觸

五、  機器人Paro

2008年日本產業技術綜合研究所製造來陪伴老人和小孩的機器人「Paro」（註7），這機器玩具的外形像一隻幼小的海豹，毛皮和鬍鬚下有傳測器，可以對聽覺、視覺和觸覺等刺激進行反應，可以使用者進行互動，是設計為療癒系的機器寵物，可惜參觀時間不足，這個展示無法親自看到，只能由展場簡介手冊中看到此展示，但YouTube上已有很多這些機器裝置實際運作的影片介紹，筆者也逐一將連結列出。YouTube 2D影片的介紹有時比到現場觀看更清楚與仔細，但少了臨場感，若未來這些介紹能以3D影片呈現，將更具臨場感。

六、  太空艙和深海潛艇

展示區除了機器人是一個重要部分，還有機器醫療手臂（見圖七左）、太空探險與海底探險的主題，這也都是展示日本所研發設計的太空艙（見圖七右），以及深海載人深潛器—深海6500（圖八）原尺寸模型等設備。

圖七：觀眾可親自體驗醫療機械手臂操作（左），日本支援國際太空站之設備展示（右）

圖八：深海潛艇可進入參觀（左），深海潛艇前偵測設備與機械手臂（右）

n  讓學生充滿實現科學想像的熱情

愛因斯坦曾說：「想像力比知識更重要。」小孩的想像力最豐富，因為知識或許有限，但是想像力無限。有好的想像力並加上好的實踐力，創造力就產生了。如何讓孩童渴望長大進入科學研究的領域，和讓孩童理解科學一樣重要。孩童能理解科學，但是未來長大不從事科學，科學領域的研究就會後繼無人，沒有科學家投入此領域，此領域就會衰退。這讓筆者想到三十多年前，筆者小學的電視台，常會播出許多日本製作的機器人卡通節目。有人曾說日本科學家非常熱衷於機器人研究，是因為這些科學家小時候，就是看這些機器人卡通長大，所以他們長大變成科學家之後，努力實現小時候的夢想，將心目中的機器人製作出來。我很同意這個看法，科學家需要理想與熱情，但這個是需要長時間的培養，長時間的環境塑造，這不是短時間的量化績效所能達到。若我們的科學教育只是努力地告訴學生，念理工科以後比較好找工作薪水比較高，那以後學生長大後即使成為科學家，也就真的只是去找錢多的工作，甚至到打擊台灣科技產業的其他國際公司也在所不惜，因為學生的夢想就是找薪水高的工作。

如何激發學生的熱情，投入於科學創新的研究之中，這是科學教育中最重要的環節之一。日本科學未來館「技術革新的原動力」展示板（見圖九）的說明，由〝想像”到〝創造實體”其創新的過程涉及五個面向，分別是替代（alternative）、模仿（mimic）、機緣（serendipity）、整合（integration）、聯想（association）。這個科學未來館設立的目的之一，我想是期待讓參訪的孩童能形成科學夢想未來能進一步去實現，而不僅只是教學生如何認識這些新科技，常說人類因為有夢想而偉大，而未來是有無限的可能，科學教育給學生科學知識、教他們科學方法，建立正確的科學態度，也要給他們建立的科學夢想。

圖九：技術革新的原動力

n  附註

註1：Honda UNI-CUB Personal Mobility Device（Honda UNI-CUB個人移動裝置），https://www.youtube.com/watch?v=_Me1P0JljVk&feature=player_detailpage。

註2：仿製人科學，科學人雜誌，http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=columns&id=866。

註3：テレノイド・遠隔介護サービス１（機器人娃娃Telenoid），https://www.youtube.com/watch?v=N9JyDQlHo1A&feature=player_embedded。

註4：Otonaroid Android Interview（互動機器人Otonaroid）， https://www.youtube.com/watch?v=Yja50tLKpLw。

註5：Kodomoroid Android Demonstration（新聞播報機器人Kodomoroid示範）， https://www.youtube.com/watch?v=mq89jFcG5EM。

註6：Honda Asimo Robot Demonstration（機器人Honda Asimo示範），https://youtu.be/RRVZjdk5OsQ。

註7：Cute Baby Seal Robot – PARO Therapeutic Robot #DigInfo（可愛的小海豹機器人—PARO治療機器人），https://www.youtube.com/watch?v=oJq5PQZHU-I。

2015亞洲化學教育國際研討會：
中學教師論文發表與交流心得

鐘建坪

新北市立錦和高級中學國中部
[email protected] 

目前校園中的成員交流區分多種型態，若以地理環境可區分國際性的不同國家、全國的各縣市以及區域內跨校與校內社團交流，若是依據成員屬性可區分為教師與學生，若再依據年齡可再細分成小學、國中、高中、大學與研究所的交流活動。目前進行的交流活動型態非常多元，其中屬於學生且從區域性到國際性的活動有科展競賽、社團交流與志工服務、屬於中學教師多半是各種研習參訪交流，而學術研討會多半屬於大學教授與研究員的國際性交流活動。報告指出培養學生的國際觀應從不同層級逐步進展與推廣，讓學生與教師能從中獲取更多元與廣泛的視野（教育部，2011）。雖然目前校園中不同層級的成員各自具有國際與國內的交流機會，然而缺少的是不同層級之間成員的互動交流。本文嘗試說明一個學術與實務性整合並且涵蓋大學教授、中學教師與高中學生的學術交流研討會活動—亞洲化學教育研討會（Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators），並以筆者實際進行口頭報告的經驗以及帶領科展學生實際在不同國家學者、教師及學生中做報告之心得分享。

n  研討會簡介

亞洲化學教育研討會的發想始於國際純粹化學與應用化學聯盟（International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC）的三位化學教育委員會委員，包括韓國的Choon H. Do教授、日本的Masato M. Ito教授以及臺灣的邱美虹教授，在2004年的國際化學教育研討會（International Conference on Chemical Education）倡議亞洲化學教育研討會。第一屆（2006年）在韓國首爾舉辦，第二屆（2007年）在臺灣臺北舉辦，之後每兩年舉辦一次，至今（2015年）已經辦理6屆，其主旨為促進亞洲各國化學教育工作者之交流，並交換各國實際推動化學教育之策略與方法，以及具體成效的分享。

筆者第一次參加是在臺灣屏東舉辦的第五屆會議（2013年），當時即感受到研討會的主題多元化，不僅強調理論也著重在實務面向的討論，也對其他國家學校的主題報告相當感到興趣。有幸地，筆者今年能夠獲得邱美虹教授推薦擔任臺灣的教師代表，參加在日本東京舉辦第六屆研討議。此次研討會論文報告主要在7/29至7/30兩日舉辦，7/31為到高中校園的高中化學教學觀摩以及各國高中生間的科展研究海報交流。此次研討會的主題包括學生概念與概念改變、教學策略、生活中的化學與對化學的態度、實驗室活動與科展主題的展示與分享以及課程與教科書的展示等，相對應的活動有主題演講、口頭與壁報論文發表、工作坊以及高中學生的特殊活動等（活動型態請見圖1至2，議會流程請詳見註1）。

圖1：大會開幕圖（左），壁報論文展示（右）

不同於其他僅以學術交流為主的研討會，亞洲化學教育研討會除了學術交流之外亦設置中學教師與學生的交流活動。為了增進學生國際視野，筆者今年帶著自己任職學校所指導的科展高三學生潘建彰同學一起參加此次研討會。潘同學參與研討會的活動包括開幕當天的科展作品的口頭發表和第三天的學校參訪海報展示，其餘時間可自行選擇參與壁報論文討論與工作坊的動手做活動。筆者除了協助學生口頭與壁報論文的發表之外，自己也發表一篇口頭論文和一篇壁報論文，期許自己能帶著學生共同成長與擴展國際視野。

圖2：動手操作工作坊

n  發表論文與相關提問

今年筆者以模型本位合作學習教學策略為主軸進行口頭報告，題目：Students’ Engagement with Blended Model-based Collaborative Learning in a SPOC Environment: The Impact of Concept and Spending Time in Learning，主要探索教師以選擇課程內容影片的方式，讓學生直接在課堂上進行觀看影片、討論影片內容以及小組互動深化學生的概念學習。

研究以準實驗設計進行，其中一組為實驗組以模型本位合作學習教學模式進行教學，另外一組為對照組以傳統講述學為主。模型本位合作學習教學模式主要整併建模教學與萃取合作學習的精隨，以強化合作學習的教學本質。讓其教學策略不僅做為學生合作學習的使用，更是引導學生心智模型的逐步建構（關於模型本位合作學習教學模式請詳見鐘建坪，2014a、b）。

研究動機來自於免費線上課程的使用經驗，筆者曾透過Edx、Coursera學習教育與教育科技相關的課程，而經由Kahn Academacy學習化學領域相關知識。鑒於國內均一教育平台的內容提升，並希望學生能夠有機會進行線上學習以利未來的線上自主學習環境，因此筆者在高一基礎化學的課堂上即帶領學生運用均一教育平台的線上課程進行學習。經由文獻知悉，傳統線上課程的學習模式多數是自主性高且動機強烈者所進行的非正式課程（informal education）的學習，而正式課程（formal education）要納入這些線上課程需要改進線上課程的完成率低和缺少即時回饋機制的問題。有鑒於此，筆者即採用小型私人開放式課程的模式（Small Private Open Courses, SPOCs）以探討在此環境下以模型本位合作學習教學模式進行教學的學習成效。

研究顯示學生在經過教學之後，各組學生的學習成就皆有顯著性的提升。而實驗組學生在後測概念問卷的平衡反應方程式、理想化的化學劑量、限量試劑的化學劑量以及總分四個部分顯著優於對照組。此結果表示傳統講述與模型本位合作學習教學模式皆能夠促進學生概念學習，然而後者的效果更亦顯著。主要的原因來自於教師基於建模歷程在合作學習教學中逐步協助學生建立、修正以及重建他們的概念模型，而非傳統講述教學只要求不斷地練習。

筆者報告完畢之後，與會者提問的問題主要有(1)如何區辨大規模網路免費公開課程（Massive Open Online Courses, MOOCs）與SPOCs課程，以及(2)模型本位合作學習教學模式的時間分配。首先(1)MOOCs與SPOCs課程的主要差別在於是否能夠依據教師與學生實際需求而規劃的課程，因為MOOCs強調是能夠提供大量學習者進行學習，但是這些課程並非皆能夠完全符合中小學課室教學的實際需求，因此教師選擇適切的影片讓學生在家或是在課室中直接觀看即是SPOCs課程，而SPOCs課程可以增加課程的完成率、讓學生能夠獲得即時回饋並且能夠呼應課綱的內容。接著(2)在模型本位合作學習教學模式的時間分配上主要依據3個成分，亦即教學、討論以及表揚。一堂課中教學部分在此即由線上課程影片取代教師的直接教學，學生觀看設定好的影片約略10-15分鐘，此時教師的任務即是巡邏輔助不能操作工具或是無法專心觀看的學生，當學生按照自己的學習步調觀看完影片之後即需要回答設定的基礎題。接著進入討論部分，此部分約莫20-25分鐘，不僅讓學生討論基礎題，並且需要完成進階題，達到概念改變的目的。最後表揚的部分約莫5-10分鐘，抽籤或是讓學生自願上台說明解題歷程與原理機制，藉由不同程度學生有不同的小組積分制度，期望學生能夠從外在動機逐步轉為內在動機。

n  學生科學研究成果報告

開幕當天韓國、臺灣以及日本三國學生分別向所有與會者進行的科展主題報告。這項報告主要讓與會學生獲得一些見解與反思，更讓與會教師與教授看到不同國家高中學生的表現特質（見圖3至5），筆者的學生潘建彰同學也進行大會口頭報告。

圖3：韓國學生報告（左），日本學生報告（右）

圖4：臺灣錦和高中潘建彰同學報告（左），臺灣大甲高中廖心妍同學報告（右）

潘同學所報告的內容是其在高一時曾參加新北市科展競賽獲得優等的科展作品，主要探討風暴玻璃（storm glass）或稱天氣瓶的晶體形狀與天氣變化的關係。風暴玻璃是樟腦之乙醇溶液、硝酸鉀及氯化銨之水溶液混合後放入密封玻璃瓶內之裝置。自十九世紀起，英國即有人將其內部晶體結晶變化視為氣象預測之證據（有興趣讀者請詳見Jong, Hsieh, & Pan, 2014）。

記得當時已經是高一生的潘同學找筆者談論此主題的想法時，筆者隨即鼓勵進行文獻找尋與並進行相關研究，並經由當時指導的臺灣師大實習教師引介至化學系進行核磁共振光譜分析，探討風暴玻璃的結晶物是何種化合物以確認溶液中是否發生化學反應等問題。

由於要以英文型態進行口頭發表，因此筆者在六月底至七月底出發前的1個月，即規劃每星期兩次約6小時與潘同學討論修訂投影片與英文詞彙。事實上，即將升大一的潘同學已經學完英文中的基本文法與生活用語，此時最為缺乏的是學科專業術語的詞彙，因此教師可以協助他們透過搜尋引擎（google）與課本附錄等找尋專門詞彙。慶幸的是，潘同學恰好在就學學期間曾經參加過英文演說比賽，使得當他知道學科專門詞彙之後即可自行組成語句，讓討論的相關內容能夠更快上手（見圖5）。

大會第一天的高中學生報告，潘同學是安排在第二位上台，生動而活潑地具體呈現科展成果內容。發表完畢之後，所有與會者對於潘同學的表現皆給予極高的評價，深覺能夠以18歲的年齡在日本、韓國與臺灣學者、教師與學生面前侃侃而談自己的研究成果實屬難得，也讓與會學者與教師看見新一代我們臺灣學生的學習能力！

圖5：潘同學報告內容投影片（左），Prof. Kamata致贈謝禮（右）

n  參訪高中、實作實驗及壁報發表

第三天的交流活動是參訪東京學藝大學附屬高中，主要以高中學生交流為主體的方式進行動手做活動與壁報論文發表。參與的學生包括學藝高中學生與參與研討會的國際與當地學生（見圖6-7）。

壁報論文發表時，不同國家的教授、教師與學生皆能夠針對壁報內容進行提問，因此參與的每一位學生需要對自己的研究內容深切的理解，並能以英文答辯才行。其中與會者不少人問及風暴玻璃是一個簡單的系統，其研究的價值為何?這亦讓學生與筆者思索這個系統的定位，而事實上，在筆者後續帶領的科展學生中已嘗試將此系統作為氣溫溫度計的可能性進行初步的探索性研究。

圖6：學生參訪進行動手做實驗

圖7：不同國家間學生壁報展示互動（左），參與交流之臺灣、日本及韓國三國學生（右）

n  結語與啟發

一、結語

由於交流活動須以英文進行，因此事先的準備與練習確實花費不少的功夫，而也因為投入的時間多了，發覺英文的口說與聽力也進步了不少，間接促使自己在會議過程能夠與日、韓學者和教師進行互動溝通，才得以解決筆者不少因為文化差異而衍生的課程與教學問題。

當教師具備多元教學方式，才能培育出下一代多元能力的學生。而當老師具備國際視野之後，也才能夠帶給學生更深入的多元國際觀點。非常高興能夠有機會拓展並提升自己與學生視野，更期許下一次研討會的參與！

二、啟發

(一)國際交流需要相關英文能力輔助

國際交流基本的溝通語言是英文，因此需要強化教師與學生自身的英文表達能力與增進特定學科詞彙，讓彼此國家之間的互動不會因為語言的隔閡造成只有表象的交流而欠缺深入的對話。

(二)從生活中啟發科學研究主題

日本和韓國學生壁報論文的研究主題其實很簡單地解決自身遭遇的問題或是有興趣單純想研究的主題，並沒有過度超過學生可能的知識範疇。因此，以學生為主體的發表會可以讓學生重新思索科學研究對他們自身的價值，並且從中獲得科學方法與相關技能，當未來年紀與知識更加增長時，即可以此為基礎進行更深且扎實的研究。

(三)不同交流層級的持續互動發展

此次與會人員即包括學生、中學教師與大學教授，透過設計的活動可以增進相同年齡與背景的對象進行交流，而此交流即會產生不同層次的文化衝擊。當然，短時間的交流通常只是交朋友的方式，更加期待自己能夠與新朋友們持續地互動與相互討論，如此才能夠深入學習不同國家的課程與教學脈絡。

n  致謝

感謝臺灣師大科學教育研究所邱美虹教授推薦筆者擔任訪問教師，以及本文承蒙國立臺北教育大學自然科學教育系周金城副教授編修以致完整，在此致謝！

n  附註

1.      會議流程請詳見網址：http://www.u-gakugei.ac.jp/~nice2015/program.html。

n  參考資料

教育部（2011）。中小學國際教育白皮書—扎根培育21世紀國際化人才。臺北：教育部。

鐘建坪（2014a）。模型本位之合作學習教學模式。臺灣化學教育，1(2)，203-209。網址：http://chemed.chemistry.org.tw/?p=1960。

鐘建坪（2014b）。超越純粹概念知識的教學—強調概念與能力的建模教學。臺灣化學教育，1(4)，423-428。網址：http://chemed.chemistry.org.tw/?attachment_id=8998。

Jong, J. P., Hsieh, P. H., & Pan, J. Z. (2014). Investigating the relationship between temperature and crystal growth of storm glass in high school laboratories. Chemical Education Journal, 15(2), article 110.

Network of Inter-Asian Chemistry Educators (2015, August, 2). Charter for Network of Inter-Asian Chemistry Educators. Retrieved from the Webpage: http:// http://www.chemistryeducator.org/Charter%20for%20NICE.htm.

2015亞洲化學教育國際研討會：
極具巧思和創意的工作坊交流與分享

廖旭茂

國立大甲高級中學
教育部高中化學學科中心
[email protected]

n  前言

在國立臺灣師範大學科學教育研究所的邱美虹教授帶領下，很高興教育部高中化學學科中心的夥伴揪團與國內的化學教育學者專家一起參加今年七月底在日本東京科學未來館（Miraikan: National Museum of Emerging Science and Innovation）舉辦的第六屆亞洲化學教育研討會（6th Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference），三天的活動在熱絡溫馨、離別依依的氛圍下劃下句點。趁記憶還算猶新之時，將特別感興趣的部分—親手做實驗Workshop的內容記錄下來，跟大家分享。

n  工作坊一：歡樂製作糖果

研討會第一個工作坊是Let’s enjoy making sugar candy with friends without special equipment（無需特殊設備讓我們與朋友歡樂製作糖果），由東京學藝大學（Tokyo Gakugei University）科學教育系的Masahide Takanashi教授所分享的「椪糖」的製作，當高溫的濃糖水與小蘇打相混合，會使小蘇打分解出大量的二氧化碳氣體，因而膨脹了糖漿，待冷卻後，即為「椪糖」。小蘇打受熱的反應，如式[1]所示：

跟臺灣不同的是小蘇打的使用，M. Takanashi教授在小蘇打中多加了蛋白和ㄧ小匙的白糖攪拌成泥狀的「重曹卵」，這一獨門配方其目的據說可以讓糖的晶體更容易析出，實際上的膨脹效果也會更好。工作坊還提供煮糖水的最佳條件，約在130度下成功機率最高。圖1為椪糖的製作過程。

圖1：小蘇打與蛋白的混合物（重曹卵）（左上），熱糖水（右上），椪糖成品（右下）

整個椪糖工作坊，雖然有語言的隔閡，活動仍相當熱絡，受到大家的喜愛，尤其是工作坊還提供淺顯易懂的卡通Q版製作流程，這一點很值得臺灣的科學教育工作者效法。圖2為工作坊過程。

圖2：M. Takanashi教授的解說過程（左），卡通版的說明書（右）

n  工作坊二：開發顏色科學實驗

研討會第二個工作坊是Development of a science experiment on color for junior and senior high school students（開發國中和高中學生的顏色科學實驗），由千葉縣東邦大學（Toho University）環境科學系的Fumi Kouno博士主講，主要是介紹各種酸檢指示劑在不同酸鹼溶液中的顏色變化，其中最大的特點是現場提供一些昆蟲、小動物等趣味圖案參考，讓參加者自行用筆在紙上勾勒作圖，然後用指示劑來上色作畫，塗畫工具是直接將指示劑裝在指甲油瓶內，用其中的刷筆來作畫，這個方便的創意作法很適合提供給中學老師，做為酸鹼課程教學參考。圖3是酸鹼指示劑作圖過程。

圖3：Fumi Kouno博士利用酸鹼指示劑來作圖

n  工作坊三：化學魔術演示

研討會第三個工作坊是Chemical Magic Presentation by University Students of Science Teacher Training Programs as Chemical Education（化學魔術演示—職前科學教師培訓項目作為化學教育），由愛知大學（Aichi University）科學教育系的Yoshiaki Toya教授所分享的自動彩虹變色實驗（Automatic Rainbow Color Change）。該實驗中，裝在寶特瓶的溶液原為紫色，經搖晃後，轉為藍色，綠色，黃色，最後變成橘紅色。當大夥還在納悶時，Yoshiaki Toya教授在PPT上公佈了答案，他使用演示實驗罕見的氯化第三丁基（tert-butyl chloride）當作主角，在NaOH存在的鹼性環境中，發生親核性取代反應（nucleophilic substitution reactions），因而釋出酸性的HCl，並中和了NaOH，降低溶液的pH值；此實驗最高明的地方是使用了醋酸銨（Ammonium acetate, CH₃COONH₄ ）作為緩衝溶液，讓顏色能緩慢漸進的由紫色轉變成橘紅色。演示實驗相關反應如式[2]所示：

Yoshiaki Toya教授個性活潑，自稱為Magic Teacher，跟大部分日本教授較拘謹的形象不同，他同時也是一位好奇心旺盛的學者，隔天也來參加筆者的工作坊，雙方以極不流利的英文努力相互交流，能夠認識他真是一件開心的事。圖4為自動彩虹變色演示過程。

圖4：Yoshiaki Toya教授演示及PPT講解圖

n  工作坊四：使用電池設計實驗

第二天早上研討會的工作坊是Educational experiments using commercial batteries（使用商用電池設計教育實驗），由日本東京學藝大學科學教育系Masahiro Kamata教授實驗室所分享，他是本屆研討會的主辦人。這個工作坊分享了兩個利用鈕扣型電池，進行微型電化學電解實驗。茲將兩實驗分述如下：

一、電解反應觀察陰、陽離子的遷移

以兩顆3伏特的CR2032的鋰電池作為電源，電池間堆疊數張交錯置放的濾紙與廣用試紙 （事先以1.0 M的Na₂SO₄浸泡過），再利用金屬公文夾夾住兩個電池（形狀像漢堡一樣），經約三分鐘後，鬆開夾子，分開濾紙與試紙，即可發現紙中心出現由紫到紅的變化。這是一個相當厲害的實驗，除了可以由廣用試紙的顏色變化觀測、印證氫離子與氫氧根離子的移動方向外，還加裝了紅色LED燈與電阻，讓人清楚看到電解正在進行。相關實驗組裝示意，如圖5所示：

圖5：組合機構圖（左），電解進行時間（中），試紙的變色（右）

關於這個實驗的延伸，Kamata教授還提供不同電解質，探索陰、陽離子的移動方向的實驗，如電解CuCl₂(aq)，有興趣的老師可以試試看。

二、利用鋅–空氣電池印證法拉第電解定律

以四顆鋅空氣電池（Zinc-air cells）以迴紋針串聯接在一起，裝入一根附有矽膠塞的試管內，矽膠塞中心鑽一圓孔，插入一根塑膠附刻度的吸液管，管內注入一小段酒精柱（可染成紅色以利觀察），通電後，試管內的氧氣會被消耗，測量酒精柱移動0.1 mL所需要的時間，藉以印證法拉第電解定律。此鋅–空氣電池的外觀與運作原理，如圖6所示。

圖6：鋅–空氣電池的外觀及反應示意圖（Prof. Kamata提供）

至於試管內空氣電池的聯接固定，是靠小段塑膠軟管及迴紋針，其中的巧思與手工之精細，真是令人嘆為觀止，折服不已。兩個微型電化學實驗設計，充分展現了日本國「工匠」的執著與細膩，可供臺灣科學教育工作者發展實驗動手做一個優化參考。圖7為工作坊的實況。

圖7：鋅–空氣電池的串接（左），實作過程（中和右）

n  工作坊五：用偏光片製作顏色

這個工作坊是The Color Made by Polarizer（用偏光片製作顏色），由韓國京畿道國中（Yeong-Duk middle School）的Sungsook Lim（林善淑）老師所分享，主要圍繞在光學與視覺方面，比如偏光片的應用、視覺偏差、3D全息投影（3D Hologram）等，其中全息投影，這對學化學的人而言較陌生，也最感興趣；林老師是為很熱情的老師，因為我分享的工作坊時間延長，來不及參加她分享的內容，會後她很熱心的送我工作坊的材料，並親自演示，真是一位很有意思的老師。她的全息投影影片分享在：智慧手機的全息圖，http://m.site.naver.com/qrcode/view.nhn?v=0cj26，做法簡單，只要利用透明的塑膠（透明光碟片亦可），做成四角錐型，反置於手機上，當手機播放上述影片時，即可投影立體成像於四角錐中。有關全息投影和工作坊過程如圖8所示。

圖8：全息投影的透明四角錐（左），投影成像圖（中），工作坊過程（右）

n  工作坊六：攜帶式教具學習化學

筆者所主持的這個工作坊是Portable Teaching Aids for Learning Chemistry（攜帶式教具學習化學），在高中化學學科中心與大甲高中的支持下，在本屆NICE研討會中筆者主要分享兩項可攜式教具—行動電化學蝕刻和分子撲克牌桌遊，茲將兩項教具的使用簡述如下：

一、行動電化學蝕刻

此項教具已發表在《臺灣化學教育》（第二期，2014年七月），原理及製作過程，不再此處詳述。此次為NICE研討會準備的電源是USB版，利用5 V的行動電源，使用數滴的0.5 M Na₂SO₄（大會事先準備），然後在不銹鋼書籤上進行蝕刻，操作上十分方便，而且環保。其使用流程圖如圖9所示：

圖9：接上電源、連接書籤、滴上電解液（上），壓上印台蝕刻、撕掉字模、完成蝕刻作品（下）

二、分子撲克牌

分子撲克牌的研發已發表在《科學研習》（No.54-3，P36~43），於此亦不再詳述。使用者只要用智慧型手機掃描撲克牌上的QR code，上網連結一個3D虛擬實境分子動畫後，用手即可觸控螢幕，左右翻轉分子，此過程並不需安裝任何APP即可使用，此項教具可用於化學科行動學習，配合桌遊亦可輔助高二、三有機化學的課程教學。分子撲克牌的外觀即使用如圖10所示。

圖10：圖上為分子撲克牌外觀，圖下為大甲高中學生上課過程

此行筆者準備了30幾套的蝕刻印台組和分子撲克牌桌遊來到東京，在第二天舉行，大家的反應很熱烈，原本大會預定一個小時的工作坊，持續了兩個半小時，看到參加者很努力想了解教具內的箇中巧妙的心情，雖然英文的表達能力不好、還是盡力比手畫腳，讓大家了解設計的概念與過程。圖11是可攜式行動教具組—電化學蝕刻與分子撲克牌。圖12為工作坊的實作過程。

圖11：行動教具組包含分子撲克牌、蝕刻印台、不鏽鋼書籤、USB電源線

圖12：工作坊的講解與操作

n  結語

此次參加研討會，眼界大開，真是一次彌足珍貴的經驗—看到日本學者將繁雜的化學實驗商業化，做成精緻的實驗套件模組來推廣；運用巧思，以使用者的心情來規劃實驗室；化學課不多，卻徹底落實化學實驗教學；還有看似緩慢，卻細膩有效率的做事態度，很多地方值得的我們學習和參考。由衷感謝臺灣師大科學教育研究所邱美虹教授的引薦，才能透過這個工作坊，跟來自日本、韓國、新加坡、馬來西亞等國志同道合的教育工作者相互交流與認識。透過這樣交流，從中提升自己的眼界，並汲取他人的新觀念、新作為，也為自己累積進步的基礎，此行真是獲益良多啊！

n  參考文獻

1.      廖旭茂、黃維靜。行動電化學蝕刻—印台和金屬書籤的製作。臺灣化學教育，2014，第2期。網址：http://chemed.chemistry.org.tw/wordpress2/?p=2174。

2.      廖旭茂、許正欣。行動學習新教具—分子撲克牌的開發。科學研習，2015，54-3，p36~43。網址：http://www.ntsec.gov.tw/FileAtt.ashx?id=2601。

2015亞洲化學教育國際研討會：
高中師生海報發表和與會心得分享（上）

劉曉倩

國立彰化高級中學
教育部高中化學學科中心
[email protected]

n  前言

蟻人（Ant-man）是一位出現在漫威漫畫中的超級英雄，原名亨利「漢克」皮姆，又稱皮姆博士。皮姆博士是一個天才級科學家，擁有生物化學博士學位。他的研究包含量子物理、人工智慧、機器人工學等領域。皮姆博士的主要能力來自他創造的微形原子—皮姆粒子（Pym Particles），皮姆粒子可以改變原子之間的距離，進而讓物體的尺寸發生變化，其具體運作原理則和科斯莫斯空間（Kosmos Dimension）有關。接觸該微形原子後，可以隨意改變自身大小，並且他所接觸到的物體也能改變大小，而且還能擁有正常體型的體能和力量。東京學藝大學Masahiro Kamata（鎌田正裕）教授善於將課堂上大型教具縮小成可以隨身攜帶的環保微型教具，除了可以使實驗藥品及實驗器材減量外，可攜式的便利性更是教育工作者努力的目標。筆者對教授善於利用手邊容易取得的生活材料，製作可攜式的微型電化學教具，十分推崇，所以才鼓起勇氣參加第六屆亞洲化學教育國際研討會（6th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference），希望可以吸取教授的專業知識，補強自己在教具製作及電學原理知識的不足。

蟻人雖是夢想，但Kamata教授不僅具有深厚的化學專業，在電化學領域的設計實作實驗更是擅長，彷彿具有魔法一般，稱為「現代版蟻人」也不為過。此次東京行的目的，除了訓練自己可以以英文發表海報外，透過NICE的舉辦，使得日本、韓國、香港及臺灣等地個別的文化傳統與歷史環境發展出的化學教育經驗，透過各國教師的共同探討與文化交流，汲取各國發展化學課程的經驗，提昇臺灣化學教育的水準。

n  與會緣起

五月下旬，第六屆亞洲化學教育國際研討會即展開師生徵稿活動，研討主題分為七大部分：跨學科化學願景、教學對話分析與教學策略、日常生活中的化學、微型實驗、各國化學教科書的呈現、學生對化學的概念及學習態度、多媒體教材在課堂上的應用及各國優秀科展作品觀摩與分享，筆者對於自己要參加哪個主題發表感到困惑，腦海裡迴響的是這幾年自己在指導學生科展作品中是否有較合適且符合環保的議題，因為是初試水溫，所以主題也不宜太過複雜，否則在英文海報及展示時，面對來自日本各地的老師在內容講解上，恐怕會遇到很多困難。

決定好發表主題後，即與教育部高中化學學科中心的雅雯聯繫，上網完成所有的報名手續，直到報名完成，獲得大會寄來的確認信，內心還是充滿難以置信，畢竟「興奮」與「害怕」往往只是一線之隔，如何面對接踵而來的挑戰，有條不紊的完成，同時藉此給自己機會，重新認識自己，找到未來努力的目標，相信回學校後，藉由與同仁分享，對未來的教學會有更多層面的助益。

n  大學教授大會專題演講

誠如大會一開始Kamata教授所言，亞洲化學教育研討會的目的，著重在亞洲從事教育者的面對面溝通，化學教材和教法分享，啟發學生潛能並從事更深入的科展活動。所以除了目前正在從事教學的老師外，此會議與其他國際會議不同點在於，研究生和一般高中生也可參與討論！此次會議有來自三個國家的高中生，可以參與老師的教學工作坊實作及討論，提出自己的看法及交換意見，使所設計教具更實用且更切合教學現場。

本屆研討會主講人之一，德國柏林自由大學（Freie Universität Berlin）化學暨生化研究所（Institute for Chemistry and Biochemistry）的Claus Bolte博士（見圖一）主講，科學教育的目的，是以提升學生科學研究能力為主，我們必須在腦海裡有一個藍圖，學生、老師、科學教育者及科學家其實是一個合作團體，學生經由對周圍環境的探索產生學習領域的興趣後，必須有老師及研究機構一起指導，如此才能提升科學力！歐洲國家教育很重視這樣有些類似股東的研究模式，相信亞洲國家在教育上也可以漸漸改變以升學為導向的教學模式，建立持續及專業的學習模組。

圖一：Claus Bolte博士演講實況（左）和Claus Bolte博士與筆者分享教學模式（右）

Bolte教授以自己所建立的「生質能源」學習模組為例，將一群日本與德國學生分組學習，透過教師有目的式地引導，激發學生主動學習的目標及研究方向，而這種學習方式的改變，才能在學生心裡種下學習種子，成功萌芽後，對於日後科學能力的爆發，更是無可限量的。

與會中，令我印象最深刻的演講，當然還是來自臺灣清華大學傅麗玉教授（見圖二）所提及的「數位化學習科學」，充滿活力的傅教授提及自己已是「祖母級」，看到自己的小孫女才八個月大，就會偷玩媽媽的筆電，還將Email刪除，可見網路世界對小孩的吸引力是非常大的，數位科技時代不僅影響我們的生活及溝通方式，也對我們在科學方面的學習有很大幫助。傅教授在1997年即開始在原住民部落從事科學教育工作，原住民在社會上多是勞工階級，所以孩子受科學教育的機會很少，而且他們多半有自己的文化背景及生活方式，我們若是以傳統學習科學的方式教導他們，其實是有困難的，傅教授曾一度想放棄，但自己那種不服輸及堅持，促使自己咬緊牙關苦撐下去，第一部以原住民為主題的『飛鼠部落』3D卡通，終於正式登上原民台呈現給全國觀眾。此系列影片獲得行政院國科會補助，並與國際影展級的導演及製片合作組成計畫團隊，包括部落耆老與族人、音樂家、動畫師、科學家、科學教師等超過100人，費時5年完成，可說是傅教授等人的嘔心瀝血之作。

圖二：傅麗玉教授演講實況（左）和Kamata教授與傅教授合影（右）

本片每一集都有一個主題，每一集都會針對該主題以科學的角度探討該主題背後所存在的科學常識與原理，觀眾可藉由活潑的3D動畫，很輕鬆的融入原住民族生動及寫實的山林生活，內容跳脫以往生硬的教學媒體形式，以樸實的部落生活實貌編劇，透過一對小兄妹Tintin、Lawa以及好友Tola一起遨遊山水之間，再藉由長輩的殷勤教誨，逐一學習部落長輩們所傳承下來的傳統知識，用活潑的方式呈現傳統智慧與科學的對話。

傅教授流暢的英文表達及精彩的內容，獲得如雷掌聲，「再探飛鼠部落」榮獲102年度廣播電視金鐘獎動畫節目獎，這不僅是傅教授的榮耀，更是臺灣化學教育的可貴之處，臺灣化學教育重視每個城鎮角落的學習成效，同時希望透過教育，讓偏遠地區孩子們對自己的土地有情感，對自然有感覺，對自己的族民有感情，祖靈驕傲與尊榮得以傳承。

n  高中學生大會專題發表

演講終曲安排來自三個國家的高中生代表演說，韓國學生代表提及使用4%膠原蛋白溶液在不同溫度下形成固體，並事先在固體上方插入吸管緩慢加入AgNO3水溶液，研究產生Liesegang ring的現象；臺灣學生代表有兩位，潘建彰同學（新北市立錦和中學），提及目前最夯的天氣瓶發現及製作，此外也藉此提醒學生對實驗研究時控制變因和操縱變因是影響實驗結果很重要的因素；另一位廖心妍同學（國立大甲高中）提到，臺灣教育在化學教具的用心，而且自己也從化學教具製作中獲得很多學習的樂趣，心妍展示自己花了無數個夜晚完成的大型巴克球，同時也與師生分享巨型巴克球製作時所遇到的難題及團隊互助帶給自己在學習上的快樂與滿足，學習建立化學模組可以培養熱情、專注力及耐心，鼓勵大家，放手一博，肯定會有收穫！

茨城縣立水戸第一高等學校（Mito Dai-Ichi High School）日本高校學生代表，發表科展研究主題「Maillard反應」，探討食物中胺基酸在常溫或加熱下產生一系列複雜的反應，發現反應過程中會產生大分子擬黑素外，還會產生成千種不同氣味的分子，包含酮、醛及雜環或合物，這些物質為食物提供宜人可口的風味及誘人的色澤。研究中主要是針對葡萄糖及胺基酸官能基上的氮原子在不同溫度反應下，對Maillard反應的速率常數的影響，提供給大家在食品加工、食品保存及香精發展等重要參考資料。

n  筆者與高中學生海報演示

活動第一天早上開幕式一結束，下午就是分組口頭報告、海報展示及教師工作坊時間，也是此行會議最重要的交流時刻，筆者與隨行學生蔡尚峰（見圖三）一起出席海報發表及工作坊，學生在臺灣時已經受過英文及日語表達的訓練，所以現場海報演示和交流活動就交由學生自由發揮，我們的主題是「果皮再生紙對有毒氣體的吸附作用」，為了使現場來的師生能深入了解手工抄紙的做法，學科中心的助理雅雯細心的準備日前在學科中心拍攝的家庭化學影片，我們也同時展示各種果皮手工紙及埔里廣興紙寮製作的「可以吃的紙」。

日本研究生對於可以吃的手工紙很感興趣，筆者會選擇以果皮紙張為此次科展參展主題，除了環保再利用外，旨在推廣在地文化，臺灣在日本殖民時期，因埔里水質佳，含鐵量少，適合製造宣紙、棉紙等高級手工紙，開啟了埔里造紙重鎮的歷史。但隨著經濟起飛，手工紙漸趨沒落，位於埔里的廣興紙寮成立迄今46年，是臺灣第一座觀光紙廠，近年來經營者黃煥彰先生研發出以茭白筍殼及檳榔樹做成高級手工紙，此外開發一系列以秋葵、辣椒、柳丁、紅蘿蔔為材料的「食用紙」十分新鮮有趣。而我們將廢棄果皮回收做成的手工再生紙對於揮發性強的有毒有機溶劑吸附效果極佳，是十分實用的研發成果。

圖三：臺灣學生蔡尚峰同學海報發表（含示範）

〔續《高中師生海報發表和與會心得分享（下）》〕

2015亞洲化學教育國際研討會：
高中師生海報發表和與會心得分享（下）

劉曉倩

國立彰化高級中學
教育部高中化學學科中心
[email protected]

〔承《高中師生海報發表和與會心得分享（上）》〕

n  歡樂與交流並重的晚宴

傍晚晚宴一開始，Kamata教授（見圖四左）的研究生著正式日本和服引領大家進入晚宴場（Tokyo Bay Arike Washington Hotel），現場約十來張小圓桌，每張桌子最多只能站六至七人（見圖四右），這是日本晚宴常見的交流方式，希望貴賓將隨身物品放置在宴會廳兩側座椅，輕鬆自在地享受歐式自助餐，並在小圓桌旁站著交流，避免大家坐在固定的座位而少了互動機會。晚宴一旁還有專業調酒師為大家服務，一位日本教授極力推薦鹿兒島清酒，他說風味獨特絕無僅有，滴滴入魂的吟釀，執著而近乎癡狂。也許是酒精濃度作祟，舞台也跟著熱絡起來，日本學生演唱傳統曲調，德國Claus Bolte教授演唱從自己家鄉老奶奶流傳至今的德國民謠，以聲音為特色，沒有伴奏，粗獷雄厚，音階不複雜，彷彿可以跟著跳舞起來。

圖四：廖旭茂老師、Yasunao Kuriyama教授、Kamata教授、邱美虹教授及宋元惟（臺灣師大到日本學藝大學的交換碩士生）晚會合影（左，由左至右），和高中化學學科中心夥伴晚宴合影（右）

來自臺灣的高中生（見圖五）當然也不遑讓，以演歌方式展現臺灣歌曲「追、追、追」，當心妍開始唱「千江水 千江月 千里帆 千重山 千里江山 我最水」時，旁邊的兩位男生也跟著伴舞，一時之間，現場氣氛沸騰！

圖五：臺灣學生與韓國學生（左一和左四）合影

最後傅麗玉教授上台演唱臺灣原住民歌曲：

Pintalaman, kinholan ta

He~in~na~lu~uan~ hay~ya~o~o~
Hin~ho~hi~yan~
Law~kah ta kwa~ra m~t~sway ta
La~xi ta pa~yu~ngi i~ta kwa~ra~
Yu~tas ya~ki ya~ba yaya
La~xi ta pa~yu~ngi, tayal lalu ta
pin~ta~la~man, kin~ho~lan ta

pin~ta~la~man, kin~ho~lan ta

北得拉曼 我們的家鄉

大家都平安  都是一家人
無論在何處  永遠心連心
爺爺奶奶  爸爸媽媽
我們記得  我們是泰雅人（原住民）
北得拉曼  我們的家鄉
北得拉曼  我們的家鄉

是的，臺灣是我們的故鄉，我們的土地，也許是筆者酒量太差，淚水彷彿燙得就要在眼眶蒸發，現在的環境改變太大了，我們矛盾、掙扎、遺忘的東西很多，時代的變化太快，在學習現代化改變的同時，是否我們也遺忘了很多傳統寶貴的經驗？

n  反應熱烈的工作坊

第二天會場活動依舊十分精彩，瓊蘭老師（新北市立新店高中王瓊蘭老師）就地取材，利用前一天在超商採買的酒精、食醋及雙氧水，解釋「勒沙特列原理」的意義；茂茂老師（國立大甲高中廖旭茂老師）大顯神通，準備了30幾套的蝕刻印台組及分子撲克牌桌遊，我對桌遊並不擅長，遊戲規則也不熟悉，不過茂茂老師說遊戲規則可以依參與者的化學程度建立，不用過度擔心。大家的反應很熱烈，教學現場除了有詳細的海報解說，茂茂老師夫妻指導各國師生完成蝕刻印台模組，原本預定一個小時的工作坊，持續了兩個半小時，直到中午用餐時間，還可以看到幾位外國老師在分享工作坊心得呢！

n  參訪東京學藝大學附屬高等學校

與會第三天Kamata教授帶著大家參訪東京學藝大學附屬高等學校，現在的東京學藝大學，主要培養學校（幼稚園、小學、初中、高中等）教師的教育系和教養系，也就是說現在的東京學藝大學不只是停留在狹義的培養教師的大學，而是一所如同「學藝」（學問與藝術）其名而能夠深入其中的大學。而附屬高等學校在學習上受大學教授指導，所以在教學上更活潑且多元。

早上是化學實驗實做「藍染技術」，負責示範教學的岩藤英司老師對於實驗原理及過程解釋精簡，但是對於實驗過程的細節十分注意（見圖六），給學生和老師的染料配方並不相同，希望在地日本學生透過與外國學生互相合作完成實驗（見圖七），過程輕鬆且時有笑聲，與筆者去年至中國上海參訪時，嚴謹的上課氣氛大大不同。此外，附屬高中的老師帶領我們參觀各個學科的實驗室及圖書館，從實驗室抹布使用程度可以看出實驗室頻繁的使用情形，從圖書館裡豐富的漫畫書典藏（見圖八），可以想像出學生在圖書館出入十分頻繁，其中最特別的是，一些生硬的法律條文及哲學書籍都有漫畫版！對於愛看漫畫卻不懂日文的筆者而言，可真是折磨呀！

圖六：岩藤英司老師親自指導藍染實驗

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圖七：筆者與明娟老師一起做藍染（左），藍染成品展示（右）

圖八：圖書館內超萌法律漫畫書

一整天的高校參訪活動，Kamata教授忙進忙出，話不多但十分謙虛而真誠，整個學校是個大團隊，感覺上不管上上下下都在為了學校榮譽而努力，校園雖不大但十分整齊乾淨，反觀臺灣長因為經費問題，校園設備不曾修整，某些校園雜草叢生及殘破不堪，學生參與清掃工作時也多採取應付了事的態度，然而日本對學生生活教育態度十分慎重，並尊重個體學生興趣發展；反觀臺灣在教育方面，對孩子的發展較受局限，生活及禮節要求卻又不嚴謹，這是臺灣教育較不足之處，值得省思。

英國詩人阿佛烈·丁尼生曾經說過：

縱使我們當前的勇氣，

不如往昔能震天撼地，

但我們依然如故，

同樣醉心於英雄情懷，

因時間，和命運變得虛弱，

但仍意志堅強，

去奮鬥，去追尋。

去探索，永不屈服。

n  結語

此次日本行之前恰逢筆者參與高瞻計畫日本大阪發表截止日，兩個活動日期撞在一起，除了都要交論文摘要外，海報及簡報均不可少，內心十分焦躁，痛苦不堪，想到「害怕」與「想要」不過是一線之隔，對自己教學生涯而言，也是一種人生挑戰呢？於是決定放手一搏！感謝上帝巧妙安排，兩個赴日發表日期恰好完全銜接，筆者在日本漂泊十二天，從東京、大阪到京都，白天與會，夜晚縱情於東京現代化高樓及大阪道頓崛運河的夜色，想起在東京台場的日本科學未來館會場時彰化師大楊水平教授所說的話，高中化學學科中心真像個大家庭，到任何會場，大家總是充滿歡笑，互相幫忙，一起行動，無私地分享與交換意見，真是一個超強的教學團隊！沒錯！此次筆者能毫不猶豫地參與兩個赴日活動，主要也是因為臺灣師範大學邱美虹教授大力幫忙與日聯繫事宜，否則此次活動絕無法進行如此順利，匆忙中，感謝夥伴提供的眾多參考資料及加油打氣，感受到夥伴間的互相依賴與信任，這一切都長存在我們彼此，而這些正是我們一起經歷的最大成就。圖九是參與6th NICE研討會的所有教授及師生合影。

圖九：參與6th NICE的所有教授及師生合影

n  筆者和學生發表論文摘要

The Adsorption of Toxic Gas in Air by Homemade Pericarp Reprocessed Paper

Abstract: One summer field trip, I took my students to visit Kwong Hing Paper Workshop in Puli Nantou, learning how to manufacture handmade paper. The students feel very interested about the papermaking process. So we try to find the appropriate equipment and materials in the laboratory and make handmade paper. Taiwan is known as a cornucopia of fruit and the consumption of fruit produces a lot of peel waste every year. Actually, those peel wastes are very good materials for handmade paper. We learned “Chemistry and Environmental Ecology” which discussed about the influence of chemistry on air pollution in class. So we have a new idea to test the adsorption of toxic gases in air by homemade pericarp reprocessed paper. I designed a two-class in one week program to make the students understanding the air pollution further and learning how to control the experimental condition and measure the result. This program should be a good training for students when they do the further scientific research. We try to find the appropriate equipment in the laboratory and discard peel as the materials to make handmade paper. We measure the adsorption efficiency of toxic gas (CH₃OH and CH₂O) by these handmade peel paper. It should be a good application to apply these paper to make commercial mask or wall paper to improve the indoor environment.

n  參考資料

1.      廖旭茂、黃維靜。行動電化學蝕刻––印台和金屬書籤的製作。臺灣化學教育，2014，第2期。

2.      廖旭茂、許正欣。行動學習新教具─分子撲克牌的開發。科學研習，2015，54-3，p36~43。

3.      楊晏甄，作品名稱：鳳紙再罩—紙張對氣體的吸附（2013年旺宏科學獎）http://www.mxeduc.org.tw/ScienceAward/history/projectDoc/12th/production2.htm

4.      氧化還原滴定，科學Online（科技部高瞻自然科學教學資源平台），http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/

5.      傳統手工紙的製作，教育部數位教學資源，https://market.cloud.edu.tw/content/local/tauyan/lonkan/content/people/people2/paper_make.htm。

6.      紙醉今迷~廣興紙寮，http://www.mobile01.com/waypointdetail.php?id=1413。

2015亞洲化學教育國際研討會：
東京學藝大學附屬高中參訪過程和心得

張明娟

國立武陵高級中學
教育部高中化學學科中心
[email protected]

n  東京學藝大學附屬高中簡介

此次參加第六屆亞洲化學教育研討會（6th Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference），在大會為與會者的安排下， 筆者有幸得以參訪東京學藝大學（Tokyo Gakugei University）附屬高中，這所學校是位於住宅區，校區佔地稍小但卻古色古香，隸屬於東京學藝大學，這所學校約有1050位學生，因為東京學藝大學是師資培育機構，所以這個高中也提供東京學藝大學學生成為教師的實習場域，並與東京學藝大學合作相關教育研究計畫，這所高中提供多樣的藝術學科並透過教室內的靜態教學與戶外觀察研究的方式，例如該校舉辦地理戶外教學、運動日、登山露營活動、園遊會、合唱比賽…等等，強化學生對於基礎課程能有更全面性的了解。圖1為東京學藝大學附屬高中校園一景。

圖1：東京學藝大學附屬高中的教學樓入口

東京學藝大學附屬高中在日本東京高中排名第二，僅次於日本都立國際高中，隨後為東京工業大學工學部附屬高中、東京大學教育學部附屬高中、東京都立青山高等學校。東京學藝大學附屬高中也是一所「超級科學高校」（Super Science High School, SSH），所謂超級科學高校係日本文部科學省自2002年開始推動，希望以SSH作為發展據點，以科學技術、理科、數學教育做為發展重點，並透過與大學和研究機關等進行課程合作開發，達到培養科學技術領域的人才並普及區域科技發展的目標。為了與鄰近國家化學教育專業人士交流，在6th NICE研討會中，除了提供學生以英文發表專題研究外，還讓與會人士參訪該校的化學教學，並讓高中生以英文海報和口頭報告方式相互交流。

n  比較兩國高中化學修習學分

參訪過程中作者了解到日本高中化學修習的學分較臺灣少很多，臺灣高中化學修習學分分成兩部分：必修部分為基礎化學（一）兩學分，在高一上或下修習，基礎化學（二）（三）為兩學期課程，在高二修習，每學期至少兩學分，學生可選擇性修習，以滿足自然領域的必修學分；選修部分為兩學期之課程，每學期三學分。選修化學實驗為兩學期之課程，每學期一學分，自然組學生總共最多修習了十四學分。然而，日本在必修部分一樣是兩學分的基礎化學，是在高二時才修習，但在選修部分只有六學分，是在高三修習，總共修習八學分。

n  頗具巧思的實驗室

在聽完簡報後由校方帶領我們參觀實驗室，每個專科教室雖然沒有新穎的實驗設備，但卻有令人驚豔的巧思，例如：物理實驗教室中，從天而降的伸縮插頭（見圖2），可以避免學生在做實驗時被電線絆倒，或桌面上不小心打翻盛水容器，造成觸電的可能，使用上相當便利性，除此之外，生物實驗教室中，隱藏版的水槽（見圖3），學生實驗時可以當實驗桌使用，需要用水清洗時再把桌面拿開，將水龍頭轉正即可使用，他們在空間的利用的確頗具巧思。在化學實驗教室中（見圖4），觸目所及讓我有時空錯亂的感覺，以為身處在臺灣，一切都是那麼的熟悉，每個玻璃器皿也按照大小不同分別擺放整齊，而化學實驗室特有的「味道」，原來兩國都一樣！。

圖2：物理實驗室頂置可伸縮插座

圖3：生物實驗室隱藏版水槽和可調式水龍頭

（影片觀賞：https://youtu.be/wpwSSYY4IeA）

圖4：化學實驗室的空調（左）、洗手台（中）、分類清楚的器材櫃（右）

n  實作藍染實驗

在參訪該校過程中，東京學藝大學附屬高中岩藤英司教師設計了藍染實驗，提供與會人士（以學生為主體）體驗，該實驗步驟如下：

1.        把10克藍靛色素（Ai）粉末放入一小塑膠袋A中，加入100 mL的熱開水和2M 20 mL的NaOH及5克的低亞硫酸鈉（Na₂S₂O₄）。輕輕地搓揉塑膠袋使粉末完全溶解。

2.        放置A袋於裝有3 L熱水的大塑膠袋B中，使A袋之液體與B袋之熱水混合均勻。

3.        盡量趕出在B袋中的空氣，再置入欲藍染之布料在B袋中。

4.        靜置約5~10分鐘，取出布料用流動的水清洗即完成。

此實驗涉及氧化還原概念，其反應式如圖5所示：

圖5：靛藍的氧化還原反應，氧化態的靛藍（Indigo）呈藍色，還原態的靛白（Leuco Indigo）呈黃色

就染色過程而言，因被氧化而顯色的藍靛色素（Ai）水溶性不高，無法親和纖維素，而不能直接調水染色，必須放藍靛色素於還原劑中在鹼性的條件下，使之還原成還原態的靛白，如圖5的反應式所示。靛白對水的溶解度高，此染液才具有染著力。布料經還原液浸染後，取出並攤開，靛白被空氣氧化而顯現出靛藍的顏色，固著於纖維上。圖6為岩藤英司老師藍染教學和參訪者完成的作品。

圖6：岩藤英司老師藍染教學（左），美虹教授（中）和化學學科中心夥伴的藍染作品（右）

n  學生海報展示

用完午餐，稍作休息，下午的時間即為三個國家的高中學生海報展示，參賽的學生，多以流利的英文向學者和教師們賣力解說自己的學習及研究成果，這部分的交流跟臺灣的科展類似，只不過臺灣只講給評審聽，競賽性很強，而NICE的海報展目的是希望讓年輕學子們能相互的交流，反而不像在比賽。經由本次學生專題研究的發表發現，台日兩國學生於研究題目的選擇上頗有差異，臺灣學生較注重於學理上的探討，而日本的學生則注重生活經驗的探索，「科技始終來自於人性」，科學的研究亦是提升人類的生活，日本學生對於生活細節入微的觀察，以及運用科學知識解決問題的熱誠，可做為未來我國高中學生在研究主題挑選的參考及學習對象。圖7為這次參訪中臺灣學生參加海報展示的情形。

圖7：新北市立錦和中學潘建彰（左）、國立彰化高中蔡尚峰（中）、國立大甲高中廖心妍（右）三位同學的海報展示

n  參訪合照

在主持人Kamata教授致詞完，將NICE研討會的棒子交給韓國的Jeong, Dae Hong教授後，接著一行人步行至門口合照，在離別依依的揮手中，搭上巴士離開東京學藝大學附中，圖8是各國高中教師和大學教授的合照，圖9是三國高中學生的合照。

圖8：各國高中教師和大學教授的合照

圖9：參加海報展三國高中學生的合照

n  參考資料

1.          日本東京高中排名。網址：http://japan.bailitop.com/ranking/20140809/60183.html。

2.          基礎化學課程綱要，高中化學學科中心。網址：http://chem.kshs.kh.edu.tw/。