臺灣化學教育

泰雅族的醃苦花魚

傅麗玉

國立清華大學師資培育中心

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苦花魚（圖1）只能在低溫完全無污染的溪流中生存。苦花魚本身的生態與泰雅族生活世界的自然觀是合而為一的。因此它的泰雅語名字qulex tayal的意涵就是「泰雅族的魚」。醃苦花魚（圖2）和醃肉是泰雅族非常重要的傳統文化食物，具備深遠的文化意涵。只有在重要節慶祭典或接待貴賓時，才能吃到。醃苦花魚與醃肉的技術更是泰雅族傳統的食物保存技術，其中涉及豐富的科學原理。

圖1：苦花魚的外型與身體部位名稱（「飛鼠部落」網站提供）

圖2：人間美味的泰雅醃苦花魚（傅麗玉攝，2014年12月）

n  醃苦花魚的方法

醃製苦花魚只可選用新鮮的苦花魚。在處理的過程中，雙手及一切容器必要保持乾淨，否則將無法做出醃苦花魚。醃苦花魚製作步驟如下：

1.          將苦花魚除去內臟，洗淨瀝乾，用鹽醃一到二天。注意約每半天翻動魚一次，使鹽滲入魚中（圖3）。

圖3：苦花魚除去內臟並洗淨瀝乾

2.          將醃好的魚與打鬆的冷飯均勻的攪拌混合。若鹹度不足，則再加一些鹽。米飯不限定種類，但以在來米的保存效果最佳。若希望魚肉軟一點，可在冷飯中加入少許水分（圖4）。

圖4：醃好的魚與冷飯均勻的攪拌混合

3.          先在密封罐內底層鋪一層飯，將魚放入再鋪一層米飯，然後放入魚，以此類推。當接近瓶口時以飯封口，但需留一些空間（圖5）。

圖5：米飯與醃魚重疊堆積

4.          將罐口封死置於通風處，天氣較熱時放約半個月、較冷時放約一個月，即可食用（圖6）。

圖6：密封罐口

n  醃苦花魚的化學

泰雅族的老祖先醃製苦花魚的目的在於加長苦花魚的保存期限。影響魚肉保存期限的最主要原因是細菌。影響細菌成長的原因很多，例如溫度、水分、光線等。細菌的來源到處都有，尤其在魚死後，細菌便可以快速侵入魚肉中，使魚肉快速腐爛。如果能殺菌或阻止細菌成長，便可延長魚類的保存期限。魚肉經高溫加熱可以殺菌。細菌的發育需要水分，當水分減少到50％以下後，細菌的發育能力就逐漸衰退，而當水分減至40％以下時，可阻止大多數細菌的發育能力，但還不能殺死細菌，必須長期乾燥才有可能使細菌死亡（陳燕南，1989）。

雖然食鹽本身防腐的效果不強，也沒有殺死細菌的能力，但是高濃度（15％以上）的食鹽溶液則具有阻止細菌繼續發育的功效。不同細菌對食鹽的抵抗力不同，因此只使用食鹽並不能完全阻止細菌發育（陳燕南，1989）。當食鹽進入魚肉時，魚肉質量發生變化，且肉質變硬。食鹽本身為化合物氯化鈉（NaCl），溶在水中成為鈉離子（Na⁺）和氯離子（Cl⁻），其中氯離子（Cl⁻）具有抑止細菌的作用（孫恆泰譯，1992）。

食鹽的濃度越高，食鹽進入魚肉的速度越快。沒有皮的魚比有皮的魚更容易使食鹽進入魚肉。用食鹽醃過的魚，因為食鹽溶解於魚皮表面的水分，形成一層飽和食鹽水，飽和食鹽水滲透壓高於細菌細胞，使得細菌的原形質萎縮，而達到阻止細菌繼續生長的效果。細菌在比它的原形質滲透壓低的溶液中，細菌本身細胞膨脹，吐出原形質；而在滲透壓比原形質高的環境中，原形質會萎縮。比較正常苦花魚與浸泡過濃食鹽水苦花魚的表皮與肌肉組織，可以明顯看到兩者的差異 （圖7、圖8、圖9、圖10）。無論是原形質萎縮或膨脹，均可破壞細菌的功能（陳燕南，1989）。因為原形質萎縮，水分也減少，通常鹽醃後的魚皮質地變得較硬，因此，魚皮較厚的魚，鹽醃後魚皮質地變得比較硬，可以因個人口味喜好，選擇醃製不同種類的魚。

圖7：未經醃製的苦花魚表皮組織（傅麗玉提供）

圖8：經醃製的苦花魚表皮組織（傅麗玉提供）

圖9：未經醃製的苦花魚肌肉組織（傅麗玉提供）

圖10：經醃製的苦花魚肌肉組織（傅麗玉提供）

泰雅族採用冷的米飯與鹽醃過的苦花魚交互重疊堆積，米飯經過一連串自然發酵過程產生醋酸，將食鹽醃過的苦花魚輕微酸化，產生更好的防腐效果，風味更好的醃魚。米飯經過發酵作用所產生的酸具有保護魚肉的作用，但因為效果有限，因此必須依賴食鹽延長保存期限（施明智，1993）。如此，可以阻止不良的細菌生長，又同時能保留好的細菌，同時阻止一些在食鹽中更容易繁殖的細菌（孫恆泰，2002）。米飯的主要成分是澱粉，澱粉在酸性溶液中，經能水解產生葡萄糖，其過程如下（李敏雄，1995）：

要注意有些細菌屬於嗜鹽性病原菌，在食鹽的環境中反而更容易繁殖，引起食物中毒（林慶文，1983）。亞硝酸鹽和硼酸能有效阻止細菌發育，保存魚肉的效果很強，但硼酸毒性強，亞硝酸鹽已被證實會引發癌症。這是必須小心的。

n  參考資料

台灣總督府臨時台灣舊慣調查會（1996）。番族慣習調查報告書（第一卷）：泰雅族。台北：中央研究院民族學研究所。

李敏雄（1995）。發酵食品。食品化學第14章（國立編譯館主編）。台北：華香園出版社。

林慶文（1983）。肉品加工學。台北：華香園出版社。

施明智（1994）。食品學原理。台北：藝軒出版社。

孫恆泰譯（1992）。水產製造。臺北：徐氏文教基金會。

張中（2000）。食品科技奇葩。新竹：凡異出版社。

陳燕南（1989）。水產食品化學。臺北：正中書局。

 

膠體溶液的帶電性與凝聚

施建輝

國立新竹科學園區實驗高級中學
教育部高中化學學科中心
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n   疑難問題

在膠體溶液的單元中，有一段文字敘述：「金屬的氫氧化物帶正電，金屬的硫化物則帶負電」，為何兩者會帶電？為何帶有不同的電荷？

n  解答一：膠體溶液的帶電性說明

膠體（Colloid）溶液有三大特性，「帶電」是其特性之一。在教科書開放之前，由國立編譯館發行的化學課本裡，有一句話：「膠體溶液中，金屬的氫氧化物帶正電，金屬的硫化物帶負電」，困擾高中化學老師多年，近來又有老師問起，因此作者參考多本相關書籍，提供這個問題的解釋方式，供高中化學老師參考。

以硝酸銀（AgNO₃）溶液與碘化鉀（KI）溶液混合為例，使其中某一溶液過量，過量之電解質溶液扮演穩定劑的角色，讓膠體溶液能穩定存在。碘化銀溶膠的帶電性說明如下。

當硝酸銀溶液與碘化鉀溶液混合時，銀離子（Ag⁺）與碘離子（I⁻）會生成有晶體結構的（AgI）_m而形成「膠核」（colloidal nucleus）（圖1），膠核選擇性的吸附溶液中過量的碘離子（I⁻）而帶負電（圖2）。帶負電的粒子吸引溶液中帶正電荷的鉀離子（K⁺），被吸附的碘離子（I⁻）與鉀離子（K⁺） 稱為吸附層（Stern layer）（圖3），膠核與吸附層構成「膠體粒子」，又稱「膠粒」（colloidal particle）。因為膠體粒子吸附的碘離子（I⁻）數目大於鉀離子（K⁺），故此膠體粒子帶負電。帶負電的膠體粒子再以疏鬆的方式吸引鉀離子（K⁺），此為擴散層（diffuse layer），膠體粒子與擴散層構成「膠團」（圖4）。膠團即膠體溶液常被提及的「電雙層」（electric double layer），電雙層為電中性。AgI膠團的示意圖，如圖5所示。

課本提及的帶電性即為膠核與吸附層構成的膠體粒子所帶的電荷，上例因碘化鉀溶液過量，故此一膠體溶液帶負電；反之，若是硝酸銀溶液過量，則形成之膠體溶液帶正電。

圖1：膠核的形成

圖2：膠核吸附碘離子

 

圖3：再吸附鉀離子，構成膠體粒子

圖4：電雙層的形成

圖5：AgI膠團形成的示意圖

回頭說明為何「膠體溶液中，金屬的氫氧化物帶正電，金屬的硫化物帶負電」。

一、   氫氧化鐵溶膠：氯化鐵溶於水可製得氫氧化鐵溶膠，其化學反應式，如[1]～[4]所示：

FeCl₃(aq) + 3H₂O(l) → Fe(OH)₃(s) + 3HCl(aq)                [1]

其中鐵離子(Fe³⁺)是酸性陽離子，在水中會起水解，其水解過程如下：

Fe³⁺(aq) + 3H₂O(l) → Fe(OH)₃(aq) + 3H⁺(aq)                  [2]

Fe(OH)₃(aq) → FeO(OH)(aq) + H₂O(l)                               [3]

FeO(OH)(aq) → FeO⁺(aq) + OH⁻(aq)                                 [4]

[Fe(OH)₃]_m為膠核（圖6），膠核選擇性的吸附溶液中類似晶格粒子的FeO⁺ 而帶正電（圖7）。帶正電的粒子吸引溶液中帶負電荷的氯離子（Cl⁻）（圖8），膠核與吸附層構成「膠體粒子」。因為膠體粒子吸附的FeO⁺ 數目大於Cl⁻，故此膠體粒子帶正電。帶正電的膠體粒子再以疏鬆的方式吸引Cl⁻，構成「膠團」（圖9）。Fe(OH)₃膠團的示意圖，如圖10所示。

 

圖6：膠核的形成

圖7：膠核吸附FeO+離子

 

圖8：再吸附氯離子，構成膠體粒子

圖9：電雙層的形成

圖10：Fe(OH)₃膠團形成的示意圖

二、   硫化砷溶膠：將氫硫酸溶液（H₂S）與亞砷酸溶液（H₃AsO₃）作用，可製得硫化砷溶膠，其化學反應式，如[5]所示：

2H₃AsO₃(aq) + 3H₂S(aq) → As₂S₃(s) + 6H₂O(l)       [5]

氫硫酸溶液（H₂S）在水中會解離，生成HS⁻與H^＋，其解離反應式，如[6]所示：

H₂S(aq) ⇌ HS⁻(aq) + H^＋(aq)                                       [6]

[As₂S₃]_m為膠核，膠核選擇性的吸附溶液中類似晶格粒子的HS⁻ 而帶負電。帶負電的粒子吸引溶液中帶正電荷的氫離子（H^＋），膠核與吸附層構成「膠體粒子」。因為膠體粒子吸附的HS⁻ 數目大於H^＋，故此膠體粒子帶負電。帶正電的膠體粒子再以疏鬆的方式吸引H^＋，構成「膠團」。As₂S₃膠團的示意圖，如圖11所示。

圖11：As₂S₃膠團形成的示意圖

n  解答二：膠體溶液的凝聚說明

明白為何「金屬的氫氧化物帶正電，金屬的硫化物則帶負電」之後，此處就要論及膠體溶液的凝聚。膠體溶液凝聚常用的方法有三：加熱、通電與加入電解質溶液。加熱是克服因膠體粒子帶電而互斥，以致無法形成夠大的顆粒以生成沉澱；通電則是利用溶膠的帶電性，讓帶電的溶膠移向不同電性的電極，去除所帶電荷而凝聚，此一方法亦可驗證溶膠帶何種電荷，圖12即是通電後，氫氧化鐵溶膠移向負極並凝聚，可驗證氫氧化鐵溶膠確實帶正電；

圖12：通電後，氫氧化鐵溶膠移向負極並凝聚
（圖片來源：小林正光、野村祐次郎、本岡達、內藤周弌，化學（第三版），數研出版株式會社，p 2。）

最後，則是加入電解質溶液以中和該溶膠所帶的電荷而達到凝聚的效果。溶膠所帶電荷的種類與加入的電解質之關係，如表一所示，「聚沉值」為特定條件下，使溶膠明顯凝聚所需電解質溶液的最小濃度。表中可見，氫氧化鐵溶膠與氧化鋁溶膠帶正電，所以加入帶較多電荷的陰離子效果較好，如SO₄²⁻、Cr₂O₇²⁻優於Cl⁻，Fe(CN)₆³⁻ 又優於SO₄²⁻、Cr₂O₇²⁻。硫化砷溶膠帶負電，所以加入帶較多電荷的陽離子效果較好，如Mg²⁺、Ca²⁺優於Na⁺，Al³⁺ 又優於Mg²⁺、Ca²⁺。

表一：電解質對溶膠的聚沉值（mmol/L）

n  參考資料

1.    普通化學（第三版），浙江大學普通化學教研組編，高等教育出版社。

2.    近代物理化學（第三版），朱志昂主編，科學出版社。

3.    膠體及界面化學入門（Introduction to Colloid and Surface Chemistry 4/e），Duncan J. Shaw原著，張有義、郭蘭生編譯，高立圖書有限公司。

 

 

 

上海化學教學參訪與經驗交流

邱美虹

國立臺灣師範大學科學教育研究所
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n  緣起

2013年11月我受邀在大陸安徽省黃山市，參加由中國教育學會化學教學專業委員會與華東師範大學《化學教學》編輯部聯合主辦的化學教學研討會，對700多位與會者做大會專題演講。我針對如何以建模方式促進學生化學學習以及運用人臉辨識系統探究學生面對反直覺的科學現象的反應進行報告。前者介紹建模在科學學習中的重要性，後者乃是經由特殊設計的教學活動（包含預測、觀察、解釋、視覺化），透過比較觀察與預測之間的關係以確定是否造成學生概念衝突與改變。得到與會教授與中學教師廣大的迴響，同時也對促進學生科學學習的教學策略做了深入的意見交流。此次交流再令我深深感覺教師要能不斷受到啟發以及反思教學與評量，方能自我鞭策在專業上的成長與精進。有優質的教師，方能啟迪學生的心智。

2009年上海市第一次參與國際科學素養調查研究（The Programme for International Student Assessment, PISA）就拔得頭籌，不免讓人好奇其教學現場。因此會中我便向上海師範大學吳俊明教授（圖1）提出兩岸教師交流的想法，希望能藉此讓台灣和上海的教師進行交流及經驗分享。沒想到吳教授欣然答應，並積極促成此事。回台後我也和高中化學學科中心老師表達有意促成兩岸教師交流一事，同樣地，回覆是肯定的且是興奮的，因而展開後續的聯繫與活動的安排。學科中心張雅雯小姐協助聯繫中心種子老師，也負責協調教學觀摩的內容。除此之外，也透過學科中心種子老師鍾曉蘭協助行程的安排。起心動念約一年前，歷經七、八個月的準備終於在今年十月有了這次的破冰之旅，一共是15位老師、1位工作人員、2位眷屬，和我一行19人。感謝吳教授的促成、金山中學徐曉燕校長和大境中學姚曉紅校長熱情的接待、化學學科中心的協助以及種子老師們的積極參與，使此行收穫滿滿。

本次專題即以此行經驗交流為主題，以下綜合幾個參訪心得與讀者分享。

n  教育理念與教育目標明確、科學教學設備完善

此次參訪主要是以上海市的金山中學和大境中學為主。金山中學成立於1927年，目前學生人數約1500人，教師150人，38班（高一到高三各10班，再加8個新疆內地高中班），是上海市實驗性示範性高級中學。學校的教育理念是以「教育是充滿了智慧」為宗旨，發展智慧型的教育鏈—智慧型的管理者、智慧型的教師、智慧型的學生、以及智慧型的家長。對學生的教育尤其著重崇文通理、培養領袖氣質及自主情懷，期待學生「會生活、會學習、會做人」。余副校長更在說明會時提到「心有多大、舞台就有多寬廣」，藉此來說明學校對學生的期待以及鼓勵。由於該校是重點學校，校舍是2004年完成，新穎的設備與建築令人讚嘆，校內同時設有創新實驗室（圖2）、智慧機器人工作室、科學博物館等等，對於培養學生對科學的喜好、探究、問題解決等能力皆提供了相當先進的環境，並訂每年三月是科技節。除現有的環境資源以外，目前尚在規劃第二期科學體驗的校園建設。徐曉燕校長（圖1）是特級化學教師，對於培養學生的科學素養相當重視，在教學環境上提供相當完善的教學設備與環境，同時備有單面鏡教室作為教學觀摩之用。

圖1：徐曉燕校長、邱美虹教授、吳俊民教授

 

圖2：金山中學實驗室和新穎的設備

上海外國語大學附屬大鏡中學則是坐落在黃浦區的學校，1962年創校，2004年被評定為實驗性示範性中學，目前有38班，學生人數約1700名。姚曉紅校長（圖3）也是化學特級教師，目前同時也擔任上海化學實驗研究中心主任。該校在科學教育的設備也相當令人稱羨，姚校長帶領我們參觀具有特色的科學探索隧道（圖4）和創新實驗室，對高中生而言，這些設備足以讓師生深入進行探索實驗的專題研究或由科學家透過實驗器材對學生進行講學。

上述兩所學校對科學教育的重視，可從學校設備、教學資源、環境建立得知其學校在人才培育上的投資是不可小覷的。有些設備更是大學所不及，即可見一斑。

圖3：邱美虹教授致贈姚曉紅校長化學大使百寶箱

圖4：科學探索隧道

n  引導思考與新興科技融入化學教學

此次兩所學校的觀課都讓人感受到教師對於教學內容的掌握以及引導思考與拋問題的技巧，相當熟練與精采。看似一堂簡單介紹金屬（鈉）性質的課程，授課的龐老師循序漸進地拋問以引導學生思考，並挑戰學生如何從實驗中得到甚麼、看到甚麼、聽到甚麼、聞到甚麼等等（圖5），並要學生從上述過程中綜合出結論，且結論又是否有實驗證據支撐等等的教學策略，可體會到教師是如何強化學生思考能力以及重視科學理論與證據之間的關係的能力培養。另一堂課則是由馮老師要求學生將收集到的強弱電解質的實驗數據以平板紀錄並呈現在螢幕上，並要學生針對數據發表意見、以及比較和討論彼此的實驗結果（圖6）。上課步調緊湊，學生必須相當專注才能跟上老師的思考，師生互動的過程，學生必須要能以科學語言明確表達自己的想法，一來一往，一問一答，相當精采。而楊老師以平板電腦配合立即回饋系統（IRS）了解學生解題狀況、增加師生互動的活化教學方式，亦展現新興科技融入教學與評量的實踐面。科學學習宜考量創造眼到、手到、心到、口到、耳到的學習環境，缺一不可，而教學應以啟迪智慧、探究問題，兼顧實踐與理論的結合。

圖5：金山中學教學現場

圖6：大境中學學生討論實驗步驟

n  教師分級制度，落實終身學習

教師的分級制度在國內已討論多年但一直受到各種因素，遲遲未能實行，個人覺得甚為可惜。而分級制度在大陸早已行之有年，雖然對教師產生壓力，但是也因為這樣的壓力，使得教師必須要不斷自我磨練與挑戰，使其在教學方法、課程安排、與學習評量上更加精進與創新；同時此制度也對認真教學、求新求變的教師給予適當的激勵與肯定；更重要的是透過制度有系統的培育師資並協助教師成長。期待主管機關在這方面能更積極的落實教師分級制度，使教學更加優質化。

n  實驗室管理人員的編制，使實驗教學較易於落實

上海市實驗室管理人員的編制，不得不讓台灣教學繁重的教師稱羨。以我們所參觀的兩校的規模而言，每年級在實驗室的管理員編制至少化學科有兩位管理員（圖7）。當參訪的老師聽到有這樣的人員編制時，都瞠目結舌，以為自己耳背聽錯了，沒想到各科學科目（舉凡物理、化學、生物）皆是如此安排，所以教師做實驗的意願也較為提升。反觀我們的體制，似乎有要馬兒好又要馬兒自己找草吃，老師教學繁重，許多學校並未編制管理員或是員額不夠，多科的科學科目一起兼顧，在寥寥無幾的管理員的情況下，老師常常必須自己準備器材和藥品，在教學與準備實驗的壓力下經常分身乏術，而減少帶學生做實驗的意願。教育主管單位應重視科學教育的實驗技能要能落實，在制度上必須要有配套的作法，以免使得做實驗的課程規劃的美意流於空談。

圖7：金山中學實驗室管理員

n  化學學科中心教師的創意教學與實驗設計

此次參與此行的高中化學學科中心的老師都是相當優質的且深具豐富教學經驗的種子老師，同時教師們之間的默契十足，總能在關鍵處相互協助解決問題，令人佩服。此次參訪除觀課外，值得一提的是有別於過往參訪如蜻蜓點水般的行程安排，此次我們的教師代表也進行教學活動的交流與演示，這是相當難得的經驗與挑戰，同時也因為在兩校分別都停留一整天，互動時間較長，因此交流的議題也比較深入，收益良多。

高中化學學科中心教師們的教學如下：廖旭茂老師（圖8）和陳怡宏老師介紹的新興行動科技、鍾曉蘭老師和鐘建坪老師談生活化學與創新教學法、呂雲端老師介紹學習共同體之發展歷程、施建輝老師和呂子琦老師介紹化學百寶箱（圖9）、並現場帶與會者動手做實驗、謝耀隆老師和余珈禎老師分享氣體性質的實驗影片、周芳妃老師和林健志老師進行創意化學實驗、王瓊蘭、張威進、劉曉倩和蔡孟佑四位老師則介紹化學學科中心研發的實驗。上海師範大學吳俊民教授和華東師範大學王程杰教授也親自參與動手做的活動（圖10） 每位教師都做了教學發表，內容相當豐富、創意十足、生動活潑，讓現場教師與學生感到無比的新鮮感與趣味性，甚至歡呼聲不絕，然在輕鬆的教學活動中又不失於其中傳遞了重要的化學概念與實驗技巧，充分展現化學學科中心種子教師的專業與創意。台灣雖然有強大的升學壓力，但是近年來教師們在教學上求新求變、致力於創新與研發、強調科學興趣的培養，使其寓教於樂，更因為逐漸重視學生的個別差異、提倡差異化教學的重要、以及鼓勵教師間形成學習共同體，使得教學型態更加具有創新性與前瞻性。

圖8 ：廖旭茂老師教學

 

圖9 ：動手做實驗教學現場（左），劉曉倩老師和呂子琦老師從旁協助（右）

圖10 ：上海師範大學吳俊民教授和華東師範大學王程杰教授

n  行萬里路

本期專刊有六位教師撰稿介紹此次參訪活動，每一篇都詳實紀載此行的收穫與反思國內教育的盲點以及需要努力的方向。劉曉倩老師的文章對觀課的教學內容以及對大環境的條件頗析深刻，並於字裡行間流露出對科學教育的殷殷期待。廖旭茂老師的教學唱作俱佳、效果十足，只可惜時間太短，無法發揮的淋漓盡致，但其以先進科技展現創新行動教學，以及綠色行動蝕刻動手做實驗，已讓現場老師嘖嘖稱奇。無論如何，其文中雖對此行所見的上海兩間學校的設備與制度讚嘆不已，但也充分表達對台灣所擁有的軟實力—優質教師是肯定的；王瓊蘭老師即興地演示有趣的化學示範引入生活中的化學知識，展現生活中處處有化學；張威進老師則從教育制度及教學面進行討論，文中對教師考核的合理性、教學側重理論與升學的呼應也做了批判；陳怡宏老師則是因為在上海無法使用雲端資料而深覺懊惱，但該文介紹其在互訪中分享參與科技部高瞻計畫行動學習的研發成果，頗具前瞻性；謝耀隆老師的氣體性質影片在很短的時間內將自行研發的一組氣體收集裝置，在現場展示與示範，頗獲好評。六篇交流報告應已大致勾勒出此行的樣貌，以及對化學教育的期待，希望未來兩岸教師交流可以更加活絡，相互學習與激勵，提升化學教育的品質。

n  後語

此次在參觀兩校之外，還有一項非常特殊的行程就是參觀上海科學技術協會。此行初步了解上海市在推動科普上是不遺餘力，除五月辦理科技週外，在九月還辦理科普日。科普活動涉及面相當廣，在所屬的149個單位下，各階層的人員皆共襄盛舉，有專業科學家的參與，也有一般來自民間的科普達人，透過組織的力量，使科普觸及到每位市民，使整個城市環繞科學的氛圍。科普始於生活！

上海化學教學參訪與經驗交流：

行動蝕刻和分子撲克牌教學交流與參訪心得

廖旭茂

國立大甲高級中學

教育部高中化學學科中心
[email protected]

最近，要繳交上海化學教學參訪的心得報告，經過一個星期的情緒的沉澱平復，很快地整理出一些所見所聞…

n  上海教師端出大菜，技驚四座

很高興能夠跟隨教育部高中化學學科中心，參加由臺灣師範大學科學教育研究所的邱美虹教授所帶領的參訪團，與全中國首屈一指的上海兩所高中教師進行觀課點評與實驗交流。其中由上海金山中學、大競中學三位年輕教師所安排的開放觀課最讓人激賞，無論是教師教案內容編寫的扎實、課堂教學節奏的流暢，或同學表達時的穩健，都是難能可貴的範例。綜合來說，上海高中化學教學的先進措施主要展現在三方面：其一是行動學習：利用行動載具上課，及時回饋系統，可以有節奏地掌握學生（對勒沙特列與平衡常數）的學習狀況。其二是實驗教學：透過動手做的觀察，建構探究的思維路線，強化學生勇於表達的能力（鈉金屬性質的探究）。其三是數位化科學實驗的應用，透過自行開發的 pH 無線感測器模組及行動資料蒐集處理器，協助教師進行抽象概念（酸鹼解離與平衡）的實驗教學等，如圖 1 所示。無論是行動學習裝置、無線投影系統抑或先進無線感測器系統都可看出上海對基礎科學教育所投注的金錢與重視。

圖 1：大競中學結合無線傳輸技術的數位化科學實驗（照片由台東高中謝耀隆老師提供）

n  台灣教師結合生活，創意開眼界

此次化學學科中心帶著種子老師所研發的實驗與上海進行分享，呈現的多是單一主題的實驗內容，有實驗內容最豐富的百寶箱—新竹實中施建輝老師，有實驗產品最受女老師們青睞的美容品百寶箱—新北高中鍾曉蘭老師，還有可以看到200個學生同時在做酒精凍合成實驗的浩大場面—北一女中周芳妃老師，更勁爆的還有藉用保險套氣球與果皮精油摩擦反應，介紹物質間溶解度的大小—新店高中王瓊蘭老師等。驚呼聲四起，博得師生滿堂采。

此行我就把校內團隊最近研發的行動教具—綠色行動蝕刻與分子撲克牌，拿到上海與教師夥伴們分享交流。行動蝕刻台與金屬書籤的模板的製作尤為耗時厚工，必須先在台灣完成，真是多虧校內美工科黃維靜老師協助設計書籤上的 Logo，以藏字「i」巧妙地點出台灣老師的精巧創意，如圖 2 所示。學員們只要利用具有 USB 接孔的行動電源或 9 V 乾電池當電源，隔著沾了幾點鹽水的化妝棉，即可在事先貼上鏤空卡典西得的不銹鋼片上完成蝕刻實驗。

圖 2：蝕刻完成後的不銹鋼書籤，Logo 上的「i」為台灣外型

簡報開始前，先讓現場約 60 位教師與教授專家進行電化學蝕刻實驗，在化學學科中心夥伴們的協助下分發蝕刻印台、金屬書籤、電源線、電池與化妝棉等器材，接著一個口令一個動作，現場五、六十位老師進行分組實驗，場面熱絡非凡，如圖3和4所示。

圖 3：大競中學會議現場進行蝕刻教學（照片由台東高中謝耀隆老師提供）

圖 4：作者在大競中學行動教具製作原理的解說（照片由台東高中謝耀隆老師提供)

接下來，介紹融合虛擬實境技術與 QR code 製作的分子撲克牌。在分子撲克牌中，每個花色介紹同一類有機分子，按官能基的不同由 Ace 到 K 分別介紹碳族、烷類、烯類、炔類、芳香烴族、醇類、醚類、醛類、酮類、酸類、酯類、胺類等十三類分子，每張撲克牌除了以球棒模式呈現有機分子的立體圖形外，還介紹相關的物理、化學性質及用途；在撲克牌的左下角還有一個 QR code，當用手機或平板掃描後，可連結一個分子 Flash 動畫，並在手機的螢幕上滑動這個分子，如圖 5 所示。

圖5：分子撲克牌的外觀

本次使用的行動載具是微軟的 Surface Pro 平板筆電，由於瀏覽器是 IE，完全支援Flash的播放與操作，用起來比 Android 載具來得方便許多，更不會有挑瀏覽器的問題，如圖6所示。此項教具更獲得上海師範大學王程杰教授的公開的讚揚。

圖6：大競中學教師操作分子撲克牌（照片由台東高中謝耀隆老師提供）

n  台灣教師咬牙面對「困局」

兩岸高中化學教學最前緣的碰觸後，幾天下來，看得到的地方，台灣確實很多部分不如上海，談實驗室硬體設備部分，台灣的實驗設施確實需要升級，尤其在菁英及重點高中方面更應有固定經費支援實驗教學設備的改善；談實驗室教學，台灣除了缺錢，更缺人，大部分學校連一個化學實驗管理員都沒有，遑論實驗教學品質的提升，可以進行實驗教學的學校，大多仰賴教師個人的教學熱忱在撐，而上海一般中型的高中（40 班規模），大多有2個專業化學管理員的編置，教師不涉及實驗準備與管理工作；談教師分級，台灣還在吃大鍋飯，教學勤惰全憑良心，而上海早已實施教師分級制，優秀的特級教師擁有極高的社會地位；談學生學習，陸生戰戰兢兢，全神貫注，而台生上課「度規」的，大家心裡有數；多年來兩岸經濟競合，台灣的資金、技術、人才大量流失，財力彼長我消下，整體反應在教育現況上，資深老師心裡難免有一股滄海桑田，不勝唏噓的感嘆！

隊友們瀰漫著一股無奈感，卻不服輸的情緒，有些東西或許真的回不去了，不過與政策一條鞭的對岸相比，自由開放數十年的我們，難道一無是處嗎？在大競中學最後的行程中，兩岸教師代表分別上台分享創新實驗，出乎意料之外的，上海師範大學教授專家們給了台灣的老師很高的評價，用了「大開眼界」、「簡易卻趣味」、「暗藏玄機的生活創意」等幾近恭維的字眼來讚賞台灣老師的表現。當下的激動，讓拉傷的腰桿挺得更直了……

n  社群合作，齊創新局

「自然到不行的自由空氣，但就對方而言，卻也是難以突破的奢求」。也因為有這樣珍貴的開放自由的氛圍，縱使領導者的忙於政策辯護，難以作為，然而島內教育工作者紛紛由下而上，突破各種藩籬，風起雲湧的進行跨界合作，教學翻轉；無論「賽 E 趴」、「學思達」或「Science Maker」，創意教學社群的百花齊放，正在在展現了台灣教師專業自主的活力與教學自省。期待改變得的力量，從己身開始發酵……

這些或許就是台灣教師的軟實力，也是台灣真正的價值所在。

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。

 

上海化學教學參訪與經驗交流：

化學科科展作品交流與參訪心得（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  活動簡介

自2011年PISA（國際學生能力評量計畫）調查顯示，台灣學子「閱讀素養」排名大幅下滑，落後上海、香港、韓國、新加坡等國家與城市。主要原因在於台灣學生只是「悅」讀，卻沒有「有效的閱讀」，缺乏深度、重點與策略。根據PISA資料庫的分析報告指出，台灣學生喜歡閱讀的程度，在全球僅次於上海，但閱讀素養的排名明顯落後，原因就是出在沒有「讀到重點，言之有物」。研究資料指出上海的中學，能十分有效地一堂課就教完一長篇選文，台灣卻要一個星期才教得完，台灣的老師教得太多太細，還幫學生畫重點，反而讓孩子沒有空間與機會發展自己的閱讀策略。

另外，PISA測驗非常重視學生的表達能力，上海中學生表達能力也比台灣優秀。一方面是因老師鼓勵學生上課多表達，另一方面則是考試引導教學。大陸和香港的升大學考試都考申論題，學生也培養出論述能力。有鑒於此，教育部化學學科中心在今年三月著手策劃台灣上海兩岸特級教師研習活動，希望透過此次研習活動，讓兩岸老師吸收彼此的教學特點，推動科學教育改革。

尤其在政府推動12年國教後，國中生致力於閱讀的加深與加廣，培養學生的獨立思考能力，高中要培養主動學習及「做中學」實驗及歸納整理的能力。學生能力的培養有賴於教師在教學方法上的突破及改變，而兩岸教育制度及教材教法上雖不盡相同，但語言溝通方便，升學制度也較為相似，因此化學學科中心在今年三月即開始籌劃兩岸教學交流活動，希望透過第一次交流擦出更多火花，對彼此的教學有更多助益，同時了解兩岸的學習環境，諸如正規課程、課外社團、家庭環境及學校氣氛等。

兩岸研習活動為期六天（2014年10月9－14日），促使此交流活動得以成行的大功臣是台灣師範大學邱美虹教授，邱教授本身是科學教育專家，長期投入研究學生科學概念的學習，並嘗試透過不同的策略（如模擬、動手做、模型）使學生學習更有效率，因此她對於此次研習活動十分重視，並特請上海師範大學吳俊明教授幫忙聯繫上海金山中學及大境中學作為此次專訪的兩大重點學校。

化學學科中心老師因應參訪學校分為兩個梯次，第一梯次老師負責金山中學的交流活動，第二梯次老師負責大境中學交流活動，並同時參與大境中學交流活動兩岸特級教師點評，由上海市中學化學實驗中心團隊及化學專家負責講評及指導。如圖一、圖二及圖三所示。

圖一：兩岸化學教師交流活動關係圖

圖二：大境中學參與教學研討會

圖三：與上海市科協就兩岸科博活動交流

n  實驗主題規劃與實施

一開始決定要參加上海教育旅行時內心很掙扎，因為以往的兩岸交流活動都是以大學為主，這是第一次辦高中教師的交流研習，所以教育部對於研習內容及對等方式十分重視，再者筆者加入學科中心已七年，參加過大大小小的研習活動，卻從未受過專家「點評」，此次上海交流表面上是赴「西方取經」，事實上也是兩岸教師評鑑的開端，講得不夠精采，當然硬著頭皮還是可以撐過去，但是心裡著實對不起苦心安排此次交流的邱美虹教授及化學學科中心雅雯小姐。也因此交流活動的時間、地點及行程安排均十分慎重，行程安排在10月9－14日剛好是各校高中期中考期間並且緊連雙十連續假期，學校安排兼代課課時較不會造成困擾，同時間本校剛好也辦理高中生赴日教育旅行，回台後剛好可以做日本、上海及台灣的教學交流分享，故在時間安排上十分恰當。

A. 交流活動實驗主題與負責教師

高中化學學科中心上海化學教學參訪規劃圖，如圖四所示。

(一) 教室裡的化學實驗教學創意實作：周芳妃老師、林健志老師

(二) 化學學科中心研發成果分享：劉曉倩老師、蔡孟祐老師

(三) 看見氣體的性質實驗影片分享：謝耀隆老師、余珈禎老師

(四) 學習共同體之發展歷程和保養品DIY：呂雲瑞老師、鍾曉蘭老師

(五) 化學百寶箱在教學上的應用：施建輝老師、呂子琦老師

(六) 行動電化學教具和行動學習：廖旭茂老師、陳怡宏老師

(七) 化學學科中心研發成果分享：王瓊蘭老師

(八) 模型化教學和POEC教學法：鍾曉蘭老師、鐘建坪老師

圖四：高中化學學科中心上海化學教學參訪規劃圖

B. 參加者

臺灣：化學學科中心種子教師18人。

上海：市教育學會化學教學專委會實驗研究中心成員、市青年化學教師培訓班成員、金山區化學教學專委會及青年化學教學研究會部分成員等（計畫100人）。

C. 活動內容

第一天（10月09日） 桃園機場至上海浦東機場

第二天（10月10日）

早上：金山中學情況介紹、校園導覽、觀課

下午：第一階段：教室裡的化學實驗教學創意實作（針對學生演示）；
第二階段：會場一：化學百寶箱在教學上的應用，會場二：學習共同體之發展歷程和保養品DIY、化學學科中心研發成果分享，會場三：教室裡的化學實驗教學創意實作；
第三階段：邱美虹教授：「行動科技融入科學課程」的開發與實踐

第三天（10月11日） 上海今昔歷史文化藝術之旅

第四天（10月12日） 上海科學探知博物館、圖書館、交通大學之旅

第五天（10月13日） 大境中學

第一階段：觀課、評課互動；雙方教師互評、教研員和實驗中心專家點評

第二階段：1.台灣實驗教學交流：化學百寶箱在教學上的應用：施建輝、模型化教學和POEC教學法；2.部分特級教師代表與台灣種子教師座談活動、校園導覽

第三階段：參觀大境中學科學探索隧道和創新實驗室

第四階段：台灣教師實驗研究交流、行動電化學教具和行動學習、化學學科中心研發成果分享、看見氣體的性質實驗影片分享

第五階段：上海化學實驗研究中心教師代表交流、化學實驗改進與創新設計、數字化化學實驗研究與探索、上海中學化學實驗研究中心實驗作品分享

第六階段：上海、台灣專家發言

第六天10月14日自行活動、上海磁浮列車往上海浦東機場à返回桃園機場

參訪主題設計是化學學科中心及種子教師依據自己多年教學經驗，自行規劃發表主題，交流活動為契合研習主題「聚焦實驗，改進教學」，所以以創新教學實驗實作及研發成果分享為主，針對「做中學」及培養兩岸學生科學精神、科學研究能力，將抽象的概念變成實驗圖表及學習歸納及理解能力，在主題規劃上多元，內容十分豐富。

n  研發成果發表交流及實驗實作介紹

壹、化學學科中心研發成果分享—紙張對有毒氣體吸附之研究

本研究獲得2012年中區科展特優、2012年第52屆全國中小學科展高中組佳作。

一、摘要

利用廢棄的蔬果皮與手工紙結合廣泛應用，研究主題為「果皮再生紙對空氣中有毒氣體的吸附作用」探討。

二、研究成果

（一）紙張外觀探討

不同蔬果皮製作出來的紙張色澤及表面光滑度都不一樣，而且都有特殊清香。

（二）紙張吸附甲醇氣體之研究

經過反覆的測試，先選擇吸附量最多的鳳梨皮做研究。市面上的活性碳口罩幾乎無法吸附甲醇氣體，而我們自製鳳梨紙張在30分鐘內，吸附甲醇氣體量是活性碳口罩的5倍。

三、研究動機及研究目的

觀察社會現象：台灣被奉為「水果王國」，鳳梨皮及其他果皮廢棄物，是十分龐大的廢棄物。

學生：廢棄果皮除了做成有機堆肥外還可以做成什麼？

老師：由報章雜誌得知果皮抗氧化效果很好，是否可以萃取有效成分？或者還有其他創新想法？

學生：日前曾與家人前往埔里廣興紙寮參觀，覺得手工抄紙很有趣，是否可以做成果皮紙張試看看？

老師：也許可以利用果皮抗氧化成分很高，做成實驗室中吸附有毒氣體的特殊用途口罩？測試紙張對氣體的吸附能力，更進一步改良現今的口罩，落實我們廢棄物利用及環保生活。

（一）利用各種不同的果皮製再生紙，觀察紙張生成的紋路、質感、氣味等，製成特殊的卡片用紙，提高果皮再生紙的附加價值，如圖五所示。

（二）尋找具高纖維及低纖維的紙漿材料，將其製成再生紙，測 試其對單一氣體在空氣中的吸附程度。

（三）將果皮與紙漿混合製成再生紙，測試其對各種氣體的吸附程度。

圖五：火龍果皮紙漿抄紙

四、研究過程及結果分析

五、討論與結論

六、研發成果

貳、化學學科中心研發成果分享—清潔劑凱氏彈跳性質之研究

一、摘要

（一）日常生活中清潔劑（界面活性劑）的種類及其應用。

（二）界面活性劑的「凱氏效應」的成因探討。

二、研究成果

（一）液體表面形成小隆起，則可以有機會觀察到凱氏彈跳現象。

（二）市售沐浴乳及洗髮精不易觀察到液面彈跳現象的原因。

（三）清潔劑稀釋，界面活性劑的液體流速變快，彈跳現象消失。

（四）界面活性劑的液體流速隨溫度漸增而變快，彈跳現象消失。

（五）添加不同的化合物到界面活性劑中對彈跳現象也會產生影響。

三、研究動機及研究目的

學生：在洗碗時不慎打翻洗碗精，結果發現當洗婉精滴到地面聚集成突起時，這時繼續滴在其上方的細長液體，突然像受外力作用而瞬間彈射出去，於是請教老師為何會發生此種現象？

老師：是否每一種清潔劑都會發生？市售清潔劑的種類？

學生經由觀察＞形成假設＞實驗＞結果＞討論

知道只有非牛頓流體才會發生這種現象—凱氏效應（Kaye Effect）

跨領域學習：物理中「流體力學」及化學中的「界面化學」

（一）找出具有凱氏彈跳效應的液體。

（二）探討不同濃度與凱氏效應的關係。

（三）溫度對清潔劑流速及液體表面彈跳現象的影響。

（四）非界面活性劑的物質，添加到清潔劑中是否會改變液體表面的彈跳。

四、研究過程及結果分析

五、討論與結論

六、研發成果

叁、結合基礎化學課程「化學反應與平衡」及「生活化學」—動手FUN科學

本研究獲得2013年第12屆旺宏科學獎佳作。

一、氧化還原反應延伸實驗「星火燎原」—硝酸鹽的熱分解

1.          配製硝酸鉀飽和溶液30 mL。

2.          以毛筆沾取飽和硝酸鉀溶液於濾紙上繪畫或寫字。

3.          等待自然風乾或以吹風機慢慢吹乾，注意吹風時不要使溶液噴濺。如圖六所示。

圖六：星火燎原

4.          取一線香以打火機點燃，然後用點燃的線香戳濾紙上的繪畫或寫字處，其反應式如式[1]。

2KNO₃(s) → 2KNO₂(s) + O₂(g)    [1]

二、化學與藝術結合

將事先做好的果皮再生紙及台灣埔里廣興紙寮天然泉水製成的手工抄紙做比較，觀察紙張生成的紋路、質感、氣味等，並將其與「星火燎原」燒成的繪畫或字結合，護貝成紀念卡片或書籤。如圖七及圖八所示。

圖七：實驗操作交流分享

圖八：紀念卡成果分享

【續「上海化學教學參訪與經驗交流：化學科科展作品交流與參訪心得（下）」】

 

上海化學教學參訪與經驗交流：

化學科科展作品交流與參訪心得（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「上海化學教學參訪與經驗交流：化學科科展作品交流與參訪心得（上）」】

n  研發成果發表交流感想

會場內共有三位老師（曉蘭老師、雲瑞老師及本人，圖九）同時成果發表及實作實驗，時間很緊湊，每個老師只有約15分鐘的時間做分享及實作，所以三位老師先以PPT方式將成果及實驗步驟先講解再做實作，來自上海學校代表的化學老師對於以毛筆沾取硝酸鉀飽和溶液寫字反應良好，筆者本以為上海的老師毛筆字應該會寫得較好，結果發現大家毛筆字體創意十足，大家看到自己寫的字體燒出來的時候露出滿意的笑容。

圖九：同會場三位老師合影

同時也將自己的字與台灣帶來的手工抄紙一起護貝，當作此次研習活動的紀念，與會中老師們也討論起其他化學藥品是否也可以做類似的實驗？同時針對手工抄紙作了實驗細節分享，交流過程中發現中國的老師十分重視教學的目標、井然有序的課程設計及數據歸納分析，主要還是以「單向講述」為主要教學方式，雖然教學過程中也會採用混合式學習（講述加上活動），但整體上還是以「老師」為學習主體，對於啟發學生學習興趣及學校教育最重要的一環「創造力」較為缺乏。反之，台灣在推行十二年國教後，極力想擺脫以升學制度為導向的教育型態，促進「教」與「學」的改變，提倡老師「應以學生為主體」的教學模式，積極推動教師專業成長及活化教學。

本研習會場有：高雄女中呂雲瑞老師提出的「學習共同體」在教學上的實際應用及心得分享；筆者的研發成果發表是以學生在日常生活中觀察到的自然現象，共同討論研究主題及動手做實驗研發新的產品，落實「做中學」；新北高中鍾曉蘭老師的「美容品DIY」，讓學生將所學的化學應用到美容聖品，共同打造【參與、分享、樂趣、實踐】的學習殿堂，內容十分精采！

n  參與成效及心得分享

10月10日上海交流活動第一站，上海實驗性示範性重點高中金山中學，現任校長是上海市特級校長徐曉燕老師，學校設施一流，設備先進，當教學管理部教師帶領參觀「創新實驗室」時，見識到直逼大學實驗室設備的一流實驗儀器：高壓液相層析儀（圖十）、多參數水質分析儀、迴旋蒸發裝置、藥物殘留檢測儀…等等，甚至還有「智能機器人創新實驗室」（圖十一）！斥資2.5億人民幣教育經費，讓參訪的老師十分羨慕，學校還提供設施一流的公寓化住宿，遠超乎一般學校的學習環境。同時學校擁有一支優秀的教師團隊，凝成了「嚴格、勤奮、踏實、活躍」的優良校風。校長簡報時特別提到學校在每個月都會辦理十大校園節氣文化，例如義工節、社區節、科技節、讀書節…等等，培養「思想高素質」、「學習高質量」及「生活高品味」的教育觀，十分值得學習！

圖十：創新實驗室

圖十一：智能機器人實驗室

10月13日參訪第二站，上海海外國語大學附屬大境中學，參與「聚焦實驗 改進教學—2014年上海—臺灣化學實驗及教學交流研討活動」，整個活動是由上海市中學化學實驗研究中心主任、大境中學校長姚曉紅主持，由來自上海市中學化學實驗研究中心、上海市化學青年教師研修班、黃浦區教育學會理化生專業委員會及各區縣化學教師代表一百餘人參加了此次活動。

早上與上海市化學特級教師代表進行座談，大境中學青年教師馮晴使用「弱電解質的電離」展示數位化資訊技術在化學實驗中應用。專家們對兩地化學教育理念、課堂教學實踐、實驗研究、高考和教育改革等進行了全方位深入交流，燃起了與會專家和教師的熱情。會談中印象最深刻的是，實驗室管理方面，中國每八到十個班級可以有一位化學實驗管理人員，而且一節課是40分鐘，主要採取的教學方式是以講述法為主。同時教師有分級制度，明訂於教師法及教師考核制度，中小學教師設高級、一級、二級、三級教師，令大家好奇的「特級教師」其實是一種尊稱，為了鼓勵中小學教師長期為教育事業貢獻，提高其社會地位。

下午施建輝、鍾曉蘭、廖旭茂等老師交流了「化學百寶箱在教學上的應用」、「模型化教學和POEC教學法」、「行動電化學教具和行動學習」等，並分享了研究的實驗作品，吸引了與會全體教師，臺上臺下一起互動做實驗，把會場變成了一個大型的化學實驗樂園。謝耀隆老師展示「看見氣體的性質實驗影片分享」（圖十二），王瓊蘭老師也分享了一連串的趣味化學實驗（圖十三），吸引了大家的好奇心及探索科學精神。

圖十二：耀隆老師氣體性質示範

圖十三：瓊蘭老師示範趣味化學

來自上海化學實驗研究中心的代表唐增富、薑家祥、吳民生老師交流了「化學實驗改進與創新設計」、「數位化化學實驗研究與探索」和實驗作品，讓學生個性發展，給傳統化學實驗帶來了巨大的教學變革。

n  結語

上海是中國基礎教育最發達的地區之一，甚至在國際公認的學生能力國際學生能力評量計劃（PISA）中，連續兩屆（2009年、2012年）在全部三個單項（數學、科學、閱讀）測試中均列世界第一，此評量結果顯示上海的義務教育優質且均衡程度高的特點。以往在我們的印象中，中國學生過多的考試，缺乏獨立思考能力。此次參訪中，在內心產生很大的震撼！想像中的上海天空是帶著灰色的霾害，人們在機車陣裡呼吸著虛弱的氧氣，外灘的浦東區充斥租界區與老上海新舊交錯的宏偉建築，帶著繁華落盡的異國情調。沒想到此次交流一下飛機除了飽覽宏偉壯觀的建築外，令人印象深刻的就是磁浮列車（圖十四）！雖然內裝配備還有進步的空間，但只需40元人民幣即可享受超高速快感，線路西起上海軌道交通2號線龍陽路站，東到上海浦東國際機場，大大解決連接浦東機場和市區的大運量高速交通需求，單線運行時間約8分鐘，設計最高運行速度為每小時431公里，是世界上速度最快的商業運營列車線路！再者即是連接各個區域的16條四通八達的地鐵網，可以迅速遊覽大上海區！而穿梭街道間的居民幾乎全面騎乘電動機車，街道旁的樹蔭讓遊覽閒逛的人消弭了大半暑氣，難怪有老師說上海這幾年進步很多，四處可見的標語倡導著「和平演奏者」及建立「精神文明社會」潛移默化教導居民。上海是中國最大的商業、金融中心，素有「東方巴黎」、「購物天堂」的美譽。參訪期間週休二日拜訪了豫園、城隍廟、思南路、田子坊、南京東路步行區、法國租界區…等等，穿梭在時空交錯的安靜街道是一種享受，值得放慢腳步，捕捉最美的風景，累了就坐下來喝杯拿鐵，名人故居外的咖啡廳可以想見當年歷史的繁華，如今知性恬淡，自成獨特韻味。

圖十四：上海磁浮列車

上海沒有雄偉壯麗的名山大川，也沒有千年歷史的名勝古蹟，但是上海一直以她獨有的風韻，吸引著無數的中外遊客綻放獨特的丰采。

此次探訪上海重點高中，驚覺上海傳統的教育方式正快速地在改變，強調解決問題和創造性思維，從中央到地方，上下一致，想法簡單：權威的、條理分明的和激勵教師教學多元。因此中國大陸中央非常重視教師的分級制度，除了教師分級制度，大陸的教師還有分骨幹教師，學科帶頭人等職稱，主要是一種專業上的認可，並非終身職。反觀，目前台灣教育制度並沒有教師分級制，所以教學方式十分多元，近幾年政府致力實施十二年國教，極力想擺脫舊有的教育體制，一張講台、一支粉筆，「以教師為中心」的課堂已逐漸消失，取而代之的是「以學生為中心」的課堂。希望老師能以「主動參與、同儕分享、激發學習樂趣、行動實踐」的精神為主軸，透過「翻轉教育、學習共同體平台」展開老師之間的對話、教室的大門越來越開放，教師也從一人的單打獨鬥轉變成教學團隊。

上海教育體制中上海教師的轉變是教育當局透過各種教師研習，把老師推到教改方向，轉變他們的教學方式，因此有綿密的學習網絡、備課組規劃，每個學校、每位教師都必須定期的上公開課讓其他教師觀課、評課。所有的教師研習都聚焦於教學能力的提昇。若我們能夠吸取別人的成功經驗，成為我們教育的活水源頭，教育就會有一番新的氣象與面貌。

此外美國現行的制度，依學生的測試成績為教師評級，但在測試中得分高的國家或地區，未有以學生測試分數來定教師薪酬或解僱教師，但這幾年根據國際PISA公布，英、美的排名則在20名以外。有美國專家指，美國若再不改善中小學教育制度，學生的水平將難追上亞洲地區。

金山中學及大境中學都是上海的重點高中，整體而言學生素質很高，筆者利用觀課及發表研習空檔在教學區四處走走，發現上課時學生眼神十分專注，老師聲音鏗鏘有力，除了版書以外也會使用電腦教學及電子白板等，教室後的佈告欄「教學園地」除了小區域張貼例行公事外，可伸縮式黑板寫滿了師生交流讀書心得及難題挑戰，與台灣中小學教室後貼滿各式創意的卡通圖案及標語明顯不同，此外全面禁止電子產品在教學區域使用，解決了台灣老師的心頭之痛。反思我們台灣一直以來引以為傲的自由、民主是否也造成教育當局的包袱及阻力？

n  致謝

感謝台灣師範大學邱美虹教授、新北市立新北高中鍾曉蘭老師、上海師範大學吳俊明教授、教育部高中化學學科中心協助辦理，台灣及上海各級單位行政人員全力配合。

n  參考資料

1.      國立台灣師範大學化學研究所（民78），「高中化學教師示範實驗」，教育部中小學科學教育專案研究報告。

2.      教育部高中化學學科中心，http://chem.kshs.kh.edu.tw/。

3.      百度百科，http://baike.baidu.com/view/357085.htm。

4.      上海海外國語大學附屬大境中學網站，http://dj.hpe.sh.cn/。