臺灣化學教育

素養導向的化學課程設計：

跨領域多元選修：保養品製作與商品設計

鍾曉蘭^1、2、陳勇男¹

新北市立新北高中¹、新北市化學課程發展中心執秘²
[email protected]

n  前言

本課程最初的形式是科學體驗活動，在學校高一的課程中談到界面活性劑時，融入化學課堂的實作活動，讓學生自製洗手精（鍾曉蘭，2014）與簡易身體乳（鍾曉蘭，2015），學生在化學課學會製作過程後，筆者帶領學生在2011年五月七日在北市科學教育館的營隊中擔任科學志工（圖1，引自鍾曉蘭，2014），2012年起在新北高中的校慶舉辦的科學實作體驗活動，讓學校師生、老師們的孩子與家長體驗自製保養品的樂趣。

圖1  2011年五月七日在北市科學教育館舉辦的研習營（引自鍾曉蘭，2014）

（照片由蔡孟哲拍攝及提供，計畫補助單位為科技部，由國立台灣師大、中國化學會和教育部社教司共同舉辦）

n  跨領域實作課程的發展歷程

    幾年前，筆者想到開發一系列生活化學的相關課程，讓學生從生活化學提升學習動機，從中學習科學新知、科學技能與解決問題的能力，學習過程中瞭解學習化學可能的未來發展（例如：食品營養、香妝學系、材料科學等），進一步融入商品設計，以培養學生的美感素養，課程教學目標見圖2。

圖2  本課程教學目標

    本課程發展主要分三階段，參見圖3。課程發展之初，是以社團型式試行保養品實作活動，並發展表現評量的類型與評分規準；階段二則持續擴展課程的面向，與美術老師協同教學，融入商品設計，試行一學分的跨領域實作課程；階段三則是新課綱的正式二學分跨領域多元選修課程。

圖3  本課程發展分三階段進行

由於自製體驗的活動或課程使用的經費頗多，每學年至少需要2萬元以上的材料費，一般學校的常態性經費不足，於是筆者與學校的兩位夥伴（謝進生主任與彭立浩老師）一起合作，申請103學年度科教專案「開發生活化學課程、教材、活動與評量」，以行動研究的模式，進行課程設計與試行。課程發展最初是成立社團以試行實作與評量，目的是設置材料箱、實作活動、學習單、學習問卷及評分規準（鍾曉蘭、彭立浩及謝進生，2015）。

完成階段一相關實作課程的規劃與初步的社團試行後，筆者有感於若課程只進行保養品製作，學生的學習僅僅培養實作能力，於是與本校美術老師陳勇男（本文第二作者）合作開發跨領域課程—保養品製作與商品設計，先舉辦兩場教師工作坊，試行其中幾項自製品的製作與商品設計，後續在學校的多元選修課程先試行一學分的實作課程，課程主要目標是引導學生設計具有挑戰性的實作成品，並從商品設計中培養學生美感素養。由於是試行時採每週一節課，筆者發現時間太趕，對於科學或設計資料查詢時間不夠，於是在108課綱正式上路後，改為在高二開設一學期二學分的跨領域的多元選修。三階段相關的活動或課程的內容，於後續文章中詳細說明。

一、從社團（美妍社）培養學生的實作能力

(一)課程設計

以生活中的清潔、保養品篇為例，說明課程實施的情形，詳見表1。由於尚未開設正式的課程，本文第一作者特別跟學校申請開設新社團—美研社，讓參與社團學生能藉由DIY以社團實作、挑戰活動與小組發表活動提升學生對於生活中相關化學知識與技能的學習興趣與動機，上學期社團活動共計6次（12節課），共製作近十幾項保養與清潔用品（圖4）。最後一次社團活動則為小組挑戰與小組發表活動，讓各小組學生自行設計一系列的保養品，並製作產品海報與製作流程，說明其設計理念。下學期則進行四次社團活動（8節課），學生們自行參考書籍，製作護手霜、隔離防曬霜、潔顏慕絲與冷作型手工皂等。

圖4  社團學生作品

表1  生活中的清潔、保養品篇次主題、相關活動與評量方式（22節課）

(二)小組活動發表

小組發表活動由參與研究的兩位老師擔任評審，評分規準見如表2，六組學生在設計理念、整體性、產品設計、小組合作與發表情形五個評分項目表現較佳，但在產品創新方面創意稍差一些。第三組的產品設計與成果展現最令老師與同學們讚賞，不僅產品整體香味、色澤一致，外觀設計典雅而柔和，產品品質亦是六組中最佳的（圖5）。

圖5 美妍社期末小組發表：第三組作品與海報

表2 小組發表的評量規準表（單位：分，每項最高10分）

(三)學習問卷分析

學習問卷（內容參見附錄一）主要請上學期參加美妍社的12位學生針對八個項目就四個面向（幫助概念理解、使得學習有趣、提升解決問題能力與增進實驗技能）進行評價，分析結果如下圖6。將學生意見轉成數字（非常同意:5分、同意:4分、普通:3分、不同意:1分、非常不同意:0分）以比較學生對各活動的評價。質性評語的部份（參見附錄二）請學生針對整個社團提出感想，做為未來修改未來課程的依據。

「在參加美研社之前，我認為學習化學是很有趣的」平均分數為3.5，然而「在參加美研社之後，我認為學習化學是很有趣的」平均分數則提升為4.4，顯示12位學生經過美研社活動後對化學的學習興趣大幅度提升。

另一方面學生對於「在參加美研社之前，我認為我的實驗能力不錯」平均分數為3.3，然而「在參加美研社之後，我認為我的實驗能力不錯」平均分數提升為4.3，同意度雖然有提升，卻也表示即使經過美研社的活動，部分的學生評估自己的實驗能力雖有進步仍覺得有些不足。

圖6  學生對於各種保養品製作的評價

(四)社團試行的成果及反思

1.      研究成果

以社團實作、挑戰活動、校慶實作活動、科學營隊、課堂實作與小組發表活動提升學生對於生活中相關化學知識與技能的學習興趣與動機。藉由動手做與小組發表的歷程讓學生主動學習與從事實作活動，不僅可以促進學生對於美妝品DIY的瞭解，也提升學生設計、實作與口頭發表的能力。

2. 反思

   學生對於參與美研社能提生問題解決能力的同意度較低，未來的社團活動將改進此部分，讓學生多發展解決問題的能力。日後進行實作活動，可採小型競賽或挑戰活動，讓學生發展解決問題的能力。學生在參與美研社的實作活動，確實能提升學生實作與科學技能，但科學新知的提升仍有待加強。日後進行實作活動前與後，教師可與學生討論製作原理、各成分的功用與限制，以提升學生科學知識。

二、發展跨領域的多元選修課程：一學分試行課程

    經過科教專案研究之後，筆者進一步跟美術老師陳永男老師合作，藉由新北市化學課發中心辦理跨領域的課程設計的工作坊，一方面參與研習的化學老師學習基本的保養品製作，另一方面學習商品設計的實作（詳見圖7），期望老師們能學習設計跨領域的實作課程。

在107學年度，筆者與陳永男老師共同發展「保養品製作與商品設計」的一學分的多元選修（分兩個班級），進行協同教學，一週由化學老師帶領學生自製保養品，隔週則由美術老師引導學生進行包裝設計（詳見圖8）。學生每週一節課的實作，整學期完成許多單項的產品，學生實作過程中，學習興趣與動機高，但科學新知的提升仍有待加強。

圖7 教師工作坊—參與老師進行保養品製作與設計

圖8 一學分多元選修的試行課程—選課學生進行保養品製作與設計

二、發展跨領域的多元選修課程：二學分正式課程

    108課綱實施以後，筆者規劃「保養品製作與商品設計」為高二上學期的多元選修課程，選修學生為各類組均可選修，鼓勵學生對於商品設計、工業設計與香妝系有興趣的學生，選修此課程作為基礎的實作課程，亦能幫助學生製作學習歷程檔案。師資來源採校內跨科協同教學（化學科+美術科），課程中與課綱核心素養有關的項目及學習目標參見附錄三課程規畫表。

    在課程安排上，相同於試行課程為一週保養品製作、下一週商品設計，除了每週一節課延長成二節課之外，最大的差別是大幅度減少保養品製作的數量，僅完成6項成品，將空出的時間放在科學知識（如成分、結構等）或原料的功能與適用條件（如乳化劑、基礎油、玻尿酸、花水及萃取液等），讓學生知其所以然，免得學生忙著做很多產品，卻不知其中原理或功能。

    最大的改變是將後五週進行小組整體產品設計（附錄四）、產品實作、包裝設計、產品廣告設計與商品發表會，目前已有學生海報（見圖9）與商品盒的成品，學生的產出多元而精緻。

圖9 學生小組商品發表會宣傳海報

 n  結語

    目前兩學分多元選修的正式課程已於本校連續實施兩年，雖然第二年選修人數略有下降，但學生在學習過程中的表現卻越來越出色，於11月初還進行大學端入校公開觀課，設計系的教授觀看本課程時，覺得高中的多元選修非常實用且有助於學生未來職涯的探索，並且鼓勵本課程的商品發表會應邀請家長與其他老師一起觀賞學生們一學期的學習成果，更有助於學生的表達與分享能力，並且讓這門有趣又實用的課程廣為師生或家長們熟知。

n  參考資料

鍾曉蘭（2014）。個人化的保養品──DIY樂趣多。臺灣化學教育電子期刊，2014年5月。網址：http://chemed.chemistry.org.tw/?p=934

鍾曉蘭（2015）。自製簡易的身體乳液。臺灣化學教育電子期刊，2015年1月。網址：http://chemed.chemistry.org.tw/?p=4025

鍾曉蘭、謝進生及彭立浩（2015）。開發生活化學課程、教材、活動與評量。教育部103學年度科教專案結案報告（未出版）。

[附錄一~三]

學生科學新聞—青少年探索科學的酷網站

郭世文*¹、吳淑華¹、李雪琳²

¹國立科學工藝博物館；²自由工作者
*[email protected]

n  前言

    美國科學與公眾協會(Society for Science & the Public)是一個非營利機構，致力於發展科學、技術、工程、數學(Science, Technology, Engineering, Mathematics, STEM)的教育與研究，提升公眾的科學素養、促進科學對人類進步的重要作用的理解與欣賞。協會透過發行線上出版品，及辦理世界頂尖的科學教育競賽，提供社會大眾科學資訊、教育及啟發。

美國科學協會舉辦的國際科學與工程博覽會(International Science and Engineering Fair, ISEF)是目前全世界規模最大的中學生科學競賽，每年吸引來自75個以上國家，超過1,700名青少年科學家在此進行激烈的角逐及交流；2019年博覽會活動中，臺灣學生亦在競賽中展現豐碩成果，囊括7項大會獎及4項特別獎。

此外，協會擁有二款知名的免費線上出版品，分別為「科學新聞(Science News)，網址：https://www.sciencenews.org/」和「學生科學新聞(Science News for Students)，網址：https://www.sciencenewsforstudents.org/」，這二款定期發行出版品引用相同研究出處的科學新聞，通常由同一位記者撰稿；科學新聞採用較多術語及較複雜的句子結構，適合成人閱讀；學生科學新聞則以較簡單的字彙及較短的文章呈現，適合青少年及兒童閱讀。

學生科學新聞的發行目標是提供9至14歲青少年所能理解的科學文章，因此文章的篇幅較短，所採用的字彙與句子結構也比較容易，十分適合作為我國中學生科學、英文教學的補充教材。以下將進一步介紹學生科學新聞的網站結構、文章內容，提供教師及學生參考運用。

n  網站架構

「學生科學新聞」每日刊載一則短篇「新聞故事(News Story)」，每週刊載一則長篇「專題報導(Features)」。報導的主題囊括地球(環境、氣候、海洋、農業)、人類(健康與醫學、心理學、考古學)、生活(動物、腦、植物、化石、生態系統、微生物、遺傳學)、物理(材料科學)、化學、數學、科技(資訊)、太空(行星)、科學與社會等。皆由經驗豐富的科學記者將最新研究發展的論文改寫成為青少年可以理解的文章，目前已累積超過5,400則科學故事，儼然形成一座小型的科學新知資料庫(Science News for Students, n.d.)。

除了定期出版的最新文章，也可以透過系統分類連結進一步探索；從網頁上方「所有主題(all topic)」往下點選，即出現各種主題分類，可查找有興趣的主題文章。每篇文章均標示「原始出處(original research)」，並提供「註解(explainer)」、「核心詞(power words)」，及「延伸閱讀(further readings)」等資訊(呈現架構如圖1)，系統也為文章裡的關鍵字設定超連結，在閱讀文章的過程中，點選超連結即可翻找出與關鍵字相關的歷史文章。

圖1 網站架構

此外，網站上還發布其他專題，如：「實驗(experiments)」、「酷工作(cool jobs)」、「分析這個(analyze this)」、「技術小說(technically fiction)」等，展現科學的實際運作方式、科學家的工作，及如何展開科學研究工作等內容，以協助家長及教育工作者用來規劃課程，啟發學生研究科學的興趣。

n  文章範例 — 以「貽貝」為開端的研究

如前文所述，每日刊載的新聞故事篇幅較短，字數通常為350至800字，內容側重單一研究進展。而每週四出版的專題報導篇幅較長，字數約1,500至2,400字，以特定主題，綜合多位科學家的研究，進行更廣泛多元的報導。本文經學生科學新聞同意，從網站中挑選二篇以「貽貝」為靈感來源的科學報導 ，重點摘要翻譯為中文，分別為刊載於2021年8月18日的新聞故事「將小型行走機器人變身為蜘蛛人的新型膠水」和刊載於2013年12月6日的專題報導「模仿貽貝的黏著力」。前者由記者Shi En Kim報導，引用中國科學家J. Huang等人發表於機器人科學期刊的Electrically programmable adhesive hydrogels for climbing robots論文；後者則由記者Sid Perkins報導三位科學家J. Herbert Waite、Phillip Messersmith、Emily Carrington的研究成果。

n   新聞故事–將小型行走機器人變身蜘蛛人的新型膠水 (原文網址：https://reurl.cc/6DZlvd)

貽貝是一種生活在海洋中的雙殼軟體動物，成年後一生都在同一個地方扎根，無論海浪有多大，貽貝都能牢牢地抓住海洋中的岩石。科學家發現，貽貝會分泌一種膠狀蛋白質，當中含有一種天然聚合物–兒茶酚(catechol)，這種聚合物可以非常牢固地與所有類型的表面材質結合。

中國的兩位高分子科學家Yuan 和Dai從貽貝獲得靈感，發明了一種新型水凝膠，將其填充在機器人的腳底，切換電極使水凝膠變成「黏」或「不黏」的狀態，進而控制機器人像蜘蛛人一樣地自由攀爬。他們在水凝膠裡面加入兒茶酚，以及另一種用來障蔽兒茶酚的非黏性分子，然後利用電池的正極與負極控制水凝膠成為酸性或鹼性，再進一步控制兒茶酚的作用。當電池為負極時，發生化學反應釋放出氫氧根離子(OH^–)，使水凝膠變成酸性，酸性環境將使非黏性分子脫落，露出兒茶酚基物質，使得水凝膠具有黏性。當電池為正極時，氫氧根離子用盡，水凝膠變成鹼性，非黏性分子在鹼性環境中彈回，遮蔽了兒茶酚使得水凝膠失去黏性。如果將機器人腳底填充水凝膠的墊子視為鞋子，只要控制每支鞋底的電極，便能決定攀爬的腳是黏住還是鬆開。(改寫自Kim, 2021)

網站中的每一則新聞故事，都附帶了註解、核心詞，和延伸閱讀。在「小型機器人變身蜘蛛人的新型膠水」文章的下方，提出了「甚麼是酸和鹼？」、「何謂電極？」兩個註解，連結之後可以進一步學習所涵蓋的相關科學概念；此外，為減少青少年讀者的閱讀障礙，在每則新聞故事下方列出許多文章中的核心詞，針對可能造成閱讀困難的專有名詞或術語加以定義，本篇文章有39個核心詞，包括 ：acidic(酸性)、alkaline(鹼性)、battery(電池)、catechol(兒茶酚)、electric field(電場)、electrode(電極)、hydrogel(水凝膠)、hydroxide ion(氫氧根離子)、protein(蛋白質)、robot(機器人)……等。隨著發行的文章數量越來越多，幾乎每天都會添加新詞彙，目前網站已累積4,500多個與科學、技術、工程和數學領域相關的詞彙。此外，本文章並提供三篇延伸閱讀 ，如：「和蜘蛛人一樣善於攀爬的超級吸力機器人(by Carolyn Wilke)」;「模仿壁虎的腳抓取太空垃圾的機器人(by Lisa Grossman)」；「酷工作：廣闊的機器人世界(by Roberta Kwok)」等。

n   專題報導–模仿貽貝的黏著力(原文網址：https://reurl.cc/Mk0dOK )

“貽貝教研究人員製作包紮傷口用的防水強力膠，甚至比縫線還好用！”

加州大學的分子生物學家J. Herbert Waite觀察到，貽貝透過自體製造的纖維及黏液，能將自己固定在堅硬的岩石上，他發現貽貝纖維的彈性比人造纖維高出七倍，而其所分泌的黏液無論在鹽份高的海水或淡水等潮濕的環境下，都能維持其強有力的黏性；在貽貝的纖維中他發現了有趣的成分，稱為貽貝足蛋白(mussel foot proteins, MFP)，並將不同的蛋白質物質給予各種編號，經過實驗發現，不同的貽貝足蛋白有不同的鏈結方式及功能。

這樣的發現吸引了材料科學家的注意，想要用來設計新的黏膠。Phillip Messersmith是一位生物醫學工程師，他希望能從貽貝身上獲得啟發，發明出可以運用於醫學的特殊黏著劑，這種黏著劑可以在潮濕、含有鹽份(例如血液)的環境中發揮作用，或是能夠黏附在各種材料上面，如身體組織(肉、骨頭)或人造材料(塑膠、鋼)。這種膠水將可以應用在外科手術中，例如：將人造髖關節連接腿骨，或是將牙套黏在牙齒上，或是用來黏合人體的組織傷口。Messersmith用懷孕的兔子進行實驗，他將兔子胎兒外的胎膜切開一個小洞，一部分的兔子讓牠自行癒合，如果胎膜沒有癒合胎兒則會受到感染，另一部分則用貽貝黏合劑將一塊組織黏在胎膜的切口上，實驗結果，自行癒合的兔子胎兒僅只有35%沒有受到感染而存活下來，使用貽貝黏合劑的兔子胎兒則有80%的存活率。Messersmith表示，未來還需要發展能將黏著劑送到體內傷口的方法。

生物學家Emily Carrington發現貽貝的纖維會磨損斷裂，大約2-3週或2-3個月就需要重新生長更換新的纖維，而纖維的耐用性，與溫度和海水的酸鹼性有關，溫度越高、海水的酸度越大，貽貝纖維的耐用性及黏著度會跟著下降。這就意味著當地球暖化、人們製造過多的溫室氣體，都將導致海水溫度升高及海水酸化，而使得貽貝無法有效地附著在岩石上，那麼大片的貽貝可能會被沖走，這將為沿海生態系統帶來巨大變化，例如，可能因此引入大量的藻類或其他入侵物種。(改寫自Perkins, 2013)

本篇文章下方同樣提供了關於acid(酸)、acidification(酸化)、carbon dioxide(二氧化碳)、global warming(全球暖化)、greenhouse effect(溫室效應)、greenhouse gas(溫室氣體)、industrial revolution(工業革命)…等11個核心詞，以及關於「海洋酸化」的註解，方便師生延伸探索學習。

n  結語

課堂中的科學教育往往強調教授正確的科學知識與發展理論，卻忽略了科學發展中最重要的「解釋證據」過程，學生也缺少對具有爭議性的科技議題進行批判性思考和討論的機會(黃俊儒，2017；Norris
& Phillips, 1994)；若能將科學新聞融入科學課程的教學，使課程與現實生活產生連結，讓學生將所學的科學知識實際應用於生活中，相信更能提升學習科學的興趣，進一步達到科學教育的目標(蔡佩穎、張文華、林陳涌、張惠博，2013；McClune & Jarman, 2010)。本文所介紹的學生科學新聞網站，由專業科學記者報導最新的科學研究發展，分類縝密並提供廣泛的資訊連結，觸角多元，非常適合作為科學課程的補充教材；它雖然是一個英文網站，但使用精準、淺白而簡短的詞彙，並補充「核心詞」和「註解」進一步介紹專有名詞，建議科學教師們可配合教學主題選取合適的文章，作為學生的課後閱讀作業，並且帶領學生報告討論，應有助於提升學生的科學素養、閱讀素養及英文素養，對於國內積極推動的雙語教育之實踐，也會有所助益。

此外，也建議國內的科學博物館與美國科學與公眾協會合作，在寒暑假辦理科學報導的英文工作營，選取合適的公眾議題，讓學生從科學新聞網站的報導蒐尋合適的素材，邀請科學記者指導學生判讀、引用、報導科學知識的方法；如此更能落實108課綱所強調的科學素養及跨領域學習的概念。

n   參考資料

黃俊儒(2017)。以通識教育型塑公民社會–科學新聞識讀課程為例。課程與教學季刊，20(1)，45-72。

蔡佩穎、張文華、林雅慧、張惠博(2012)。初探論證科學新聞對七年級學生生物學習之效益。中等教育，63(1)，13-37。

Kim, S. E. (August18, 2021). New glue offers to turn any small walking robot into Spider-Man. Science News for Students.Retrieved October 31, 2021, from https://reurl.cc/6DZlvd

McClune, B., & Jarman, R. (2010). Critical reading of science-based news reports: Establishing a knowledge, skills and attitudes framework. International Journal of Science Education, 32(6), 727-752.

Norris, S. P., & Phillips, L. M. (1994).Interpreting pragmatic meaning when reading popular reports of science. Journal of Research in Science Teaching, 31(9), 947-967.

Perkins, S. (December6, 2013). Mimicking mussels’ muscle. Science News for Students. Retrieved October 31, 2021, from https://reurl.cc/Mk0dOK

Science News for Students. (n.d.). Retrieved October 31, 2021, from https://www.sciencenewsforstudents.org/

三級警戒下的線上探究與實作：

“線在”我們一起－Meet
in Gather Town

陳維倫

新北市立錦和高中
[email protected]

■前言

全球受COVID-19疫情肆虐的影響，各種習以為常的生活皆受到不小的影響，在教育現場，也因為那一日的消息，出現了重大的轉變……。從2020年越趨嚴重的疫情，各級學校都陸續有相關因應停課的配套與措施，就在安然度過2020年後，新學期開始一段時間，臺灣疫情增溫，真正的遇到首次學期中的停課：「教育部110年5月18日宣布自5月19日起至5月28日全國各級學校及公私立幼兒園停止到校上課」。雖有萬全準備，但不免擔心了起來，「探究與實作」課程進行了一半，這非常需要動手做的課程，臨到遙遙無期的停課與線上教學，該怎麼辦？孩子們雖然已幾近完成實驗，但之後的實驗報告該怎麼辦？危機就是契機，讓我們第一次運用了非實體的方式執行「探究與實作」，一場有趣又新奇的課程就此展開……。

n  課程，錦好

   自然科學探究與實作首見於108課綱，是一個深具特色的課程，其學習成果，亦是高中學習歷程重要的部分，很多大學在招生選才時會特別重視和採計，111年申請入學招生計有68所大學院校、2195個學系（組）參加，其中617個校系（28.1%），採計自然科探究與實作（大學招生委員會聯合會，無日期），學習內容著重於發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享四個探究過程（教育部，2018）。在課程的安排上，我們亦著重這樣的課程安排，讓孩子們能建立起相關的素養與能力。

一、規劃

    疫情爆發前，課程已經進入規劃與研究階段，有了上學期建立起的默契與熱情，同學們十分認真與積極的做著實驗，收集數據，而課程安排上，恰逢第二次段考，以及段考後的畢業旅行，因此將數據分析、論證與建模、表達與分享的課程安排至畢業旅行後進行，也與孩子約定，這次的期末研究成果報告要用實體研討會的形式進行。

    孩子們從未有過實體研討會的經驗，這次舉辦的規劃是以調課的方式，利用一個週五的半天（本校週五第一、二節為班週會，且第三節多排課給班導師），授課的4個班級在學校大禮堂實體報告，並請各班邀請班導師、各任課老師，我與協同教學的老師也一併邀請校內的主任、組長、自然科教師（含探究實作教師）、校外的教師夥伴、已畢業的校友（大三、大二、大一）參與本次實體成果發表。

二、預料之外

    高二同學甫結束快樂的畢業旅行，返回台北後的第一個上課日，一場記者會，一紙公文，到來的可能是台灣教育史上第一次因為疫情在學期中的停課，雖然，在疫情爆發的2020，我們都已經有了心理準備與因應方案，但是，這突如其來的狀況，仍讓人措手不及，打亂了原本的課程安排。

    僅剩的一天停課部署，原先已建立的班級LINE群組發揮了聯繫功能。成立Google Classroom 授課群組是當天最即時的處置，並立即與教學的夥伴商討因應之策，思索遙遙無期的復課狀態，該怎麼讓這實作甚是重要的課程進行下去。

三、軍來將敵

    課程已進行一半，實驗數據多數組別已收齊，課程無法用實體的方式繼續，我們選擇用即時線上的方式授課，拜科技之賜，Google Meet讓這樣的授課能夠進行，為了疫情購買的視訊鏡頭派上用場，不受疫情與場地限制，進行無遠弗屆的「探究與實作」教學：

（一）線上協同教學

1.與教學夥伴利用Google Meet進行每次的課程安排、課後的修正調整、討論與交流意見。課程進行方式，由本文作者主講與主持，講授課程和控制時程進度，而Google Meet的對話框中的對談與點名，則由協同教師為主。因此，由我開啟Google Meet，每次上課將連結網址與登入密碼於上課前20分鐘透過LINE班級群組向同學宣布，每次皆有錄影，並上傳YouTube與學校的線上教學平台，作為缺課同學補課的管道。

2.授課方式是以講授和線上互動為主，同時將投影片、影片、學習單分享呈現；課後作業，則利用Google Classroom出題與繳交。停課後，利用這樣的方式安排了變異數分析、報告演示、Gather Town平台練習、成果發表預演、成果發表等課程。

（二）To give a presentation or not, that is the question

1.上學期的期末報告，已經讓孩子們以一個班級為單位，著正式服裝，邀請導師、任課老師、組長、主任們，正式的、慎重的實體期末報告；這學期初，訂定了一個更高標準與規格的期末報告模式，將參與人數拉大至授課的三個班級（兩個社會組、一個自然組），以論壇的規格辦理，讓孩子們嘗試人生中第一次的實體研究成果發表，與教學夥伴討論了許久，預計利用調課的方式，利用一個半天，在學校的大禮堂，三個班總共36組（表1），以題目的共通性分三大場次，場次與場次間共有兩次的中場交流時間（見圖1），孩子們還需做出海報，設立攤位，在這個時間和與會的同學、師長交流，並著手規劃研討會常見茶會形式的餐點。

表1 分組表

圖1：議程表

2.疫情爆發，打亂了一切規劃，與教學夥伴討論，幾經考慮，仍確立了期末報告仍要進行的共識，最差的情況，以延續上學期單個班級為單位，利用Google Meet平台的報告模式進行，在幾週的練習，孩子們利用此平台上課、互動、報告已駕輕就熟。就在幾乎確定要用小規模方式進行期末報告時，一個有趣且新奇的消息，讓我們有了新的佈局。

3.教學夥伴是地科老師，一場屬於地科的大型研習「109學年度地科學科中心種子教師成果推廣線上研習」將在6月19日舉行，在這個活動的承辦教師邀請教學夥伴的同時，提到了這次研習會用到一個新穎的平台Gather Town。那個時間點（2021年6月），正逢各級學校的畢業典禮，許多學校都以線上的方式呈現，而這個平台的虛擬世界，RPG遊戲（Role-playing game）般的操作模式，成為了新聞上的熱門話題。教學夥伴在一次議課時提及這樣的平台，我們一起註冊了帳號，使用了這個平台，而這樣＂好玩＂的模式，深深的吸引了本文作者，使我有了想要完成期初那個論壇形式報告的夢想，利用Gather Town這個平台！

（三）“線在”我們一起－Meet in Gather Town

1.在確定要利用Gather Town後，兩位老師先嘗試使用，熟悉這個平台的運用方式，並利用一次的課程（2小時）教學，讓學生建立帳號，試玩Gather Town並熟悉平台（軟體相關操作可參考https://www.youtube.com/watch?v=if_2rI90-KM）。這是線上課程與學生培養默契、操作熟悉度重要的第一步，若在這個步驟有好的開始，之後的流程與運作，將更為順暢。

2.建立帳號時，與學生約定須以「組別」+「班級座號」+「姓名」的方式作為論壇身分代碼，如0150101陳OO，如此便於我們點名與報告和交流時的評比。並請3個班級的同學在約定時間同時進入平台，進行壓力測試，確認平台可以容納全部人員不出現延遲或當機。

3.試用廣播、建立海報、分享報告畫面等功能，檢測相關視訊、音訊設備可以運行，熟悉場地狀況，並藉由孩子們對於這個平台的新鮮感，提升報告意願。

4.說明研討會的進行模式與評分方法：

a.研討會分作三大場次，於主會場（見圖2），每場次60分鐘，每組報告與問答5分鐘，共12組報告；各場次間，安排中場交流30分鐘，於各分區小會場（見圖3），由與會老師們、同學們在其中互動與交流。

圖2：主會場，以大禮堂為概念發想

圖3：小會場，由學生架設的海報區

b.評分部分，任課老師主評報告，報告後問答為加分用；交流時，有問或答的同學，不論問或答的對象為師長或是同學，皆可加分；會後須繳交心得，只要心得繳交即得60分，剩餘40分的部分則是報告與交流時的加分組成。

5.邀請欲進入Gather Town會場的教師先註冊帳號，進入GATHER TOWN會場，練習開啟海報、對話等功能，檢測相關視訊、音訊設施可以運行。

(四)啟程

1.與教學夥伴，利用Google表單，設計「任課教師評分表」（附錄一）、「導師評分表」（附錄二）、「貴賓評分表」（附錄三）、「論壇心得、提問、交流表單」（附錄四）；訂定議程（附錄五）、製作邀請函（見圖4）；利用OBS Studio串流，架設YouTube直播畫面。

2.布置Gather Town會場，建立主會場與各分區小會場的快速傳送門，方便在中場交流時人員的移動。

3.開放學生進入Gather Town布置各分區（A、B、C、D、E、F）小會場，架設海報區，再次進行壓力測試，測試相關視訊、音訊設備可正常進行，做最後彩排。

4.由同學寄發邀請函，向各班班導、任課老師提出與會邀請。

圖4：邀請函（圖片來源：https://www.pinterest.com/pin/738590407608523061/）

(五)圓夢

2020年6月18日，第一屆錦和高中自然科探究與實作（線上）論壇：咖啡背後的科學，正式展開。上午7：30 – 8：00報到，8：00開始議程。利用YouTube直播（見圖5），開放讓校外教師、其它年段與班級的同學亦能夠同步參與，利用對話框，提問與交流。學生利用分享投影片的方式＂上台＂報告（見圖6）；中場交流，則開放同學們以及與會教師到各分區小會場與各組互動、交流（見圖7）；由我擔任主持人掌控議程，學生們都準時、順利的在規畫的時間內完成報告，我們也準時的在預劃的時間內結束這場論壇。

圖5：YOUTUBE直播與線上對話框的互動

圖6：分享投影片，線上報告

圖7：中場交流，同學們及與會教師到各分區小會場與各組互動、交流

n  君欲悉利弊

每種教學方式，都有它的長處，也有它的限制，一直以來習慣於面對 「活生生」的學生進行教學，「實體課程」對於課堂有更高的掌握，問題解決更為即時，學生的眼神、姿勢、動作，是不是出神了？有沒有出現豁然開朗？專注地學習？每一位教學夥伴應該都可以體會到這就是一種教學的「溫度」，不需要太多設備，一本課本、一支麥克風、一根粉筆，我們就可以頭頭是道將知識傳授與徒兒們。但就這次疫情的經驗，反而讓我們看到某些「實體課程」的不足之處：場地與時間的限制；「即時」，有時候對於老師或是學生，反而造成某些壓力：無法馬上回答的壓力，上台報告時要面對眾人的壓力等；當然人與人過於接近，疫情可能因之擴散的壓力也是。

這本是不得不為之的「線上教學」，先是教師端與學生端可能發生設備不足的問題；即時的反饋不足，學生其實也會因此有不踏實的感覺；螢幕的另一端，常會有教師無法掌握的懈怠與放空；再者，「線上教學」也不等同將「實體教學」移植到網際網路這麼簡單，教師們也會遭遇到不適應和教學技巧轉換上的困擾。但是，網際網路的無遠弗屆，讓我們的教學彈性大增，不受場地、時間限制；課程上多媒體的運用更多了；對於害羞的同學來說，此次報告形式的課程，能在螢幕後面就讓同學有很大的安全感，反而給了許多因為個人特質較難在「口說發表」上有突出表現的孩子們「上台」的機會，這次機會帶來的成就感也大大的鼓勵了他們；也發現「實體課程」時，教學夥伴常體會到的「唱獨角戲」，台下毫無反應的狀況，「線上教學」反而增加了更多的互動，可能的原因有：一個畫面全班同學，不須走動，孩子們的狀態無所遁形；線上教學為了維持類似「實體課程」的狀態，時不時的以各種方式互動，是這種形式教學的技巧之一。當然，還是要提到疫情，線上教學既保護了老師與學生，也讓停課不停學的目標得以完成。

不論是「實體課程」或是「線上教學」，回歸到學生本位，體驗與互動，都是我們可以更為增進的，我想「實體課程」的「即時」或因疫情帶來「線上教學」的「及時」，教學夥伴們都可以加入個人特色和越來越熟悉，交替使用成為我們在樹人之道上的利器。

n  結語

   三個任課班級，兩位教學夥伴，完成了一個壯舉，一場在疫情期間才可能發生，也不太可能發生的壯舉。我們一起舉辦了所任教高中有史以來的第一場大型學生論壇，第一屆自然科探究與實作(線上)論壇：咖啡背後的科學。現場最多總共120人（見圖8），直播部分有106人參與，相信也是當時臺灣利用這種形式的第一場。仿真的線上論壇，有實驗的成果報告、有來賓與報告者的互動交流。有時想想，不是疫情不會讓在教學現場的我們忙得團團轉，但不是疫情也不會讓這樣很不一樣方式的呈現展開。百年一遇的大疫情，教師與孩子們都是一起學習著面對未知的問題，這或許是在教學現場的我們一次很重要的成長機會，從未想過，原來我們也可以是一個很棒的直播主，原來線上教學也會有它的優勢。就以這次的論壇來說，線上的形式，反而降低了孩子原本需要上台，真正與百多人面對面的緊張與壓力，他們在虛擬角色下，在螢幕的後面，變得更從容，而這樣的安全感，反而讓報告的呈現更成功。無遠弗屆的網際網路，也讓這場論壇能有更多不同類群的人來參與（附錄六），也因為有更多人的聆聽，孩子們更積極，更努力，想將這些日子來的成果分享給每位與會人員；這已經不只是一場發表會，這個過程讓孩子們有更高的成就感，班級更為凝聚，還是探究實作這一整年來的總驗收，在這個苦悶的停課期間，留下一場深刻的回憶（附錄七），謝謝孩子們把這一切當一回事的認真與配合，也謝謝來參與的老師們與觀眾。最後感謝特別獻給我們一起的教學夥伴：周伊珊老師、王鈞老師的支持，讓在教學上總是任性的我，能夠完成這疫情下不可能的任務。

圖8：論壇結束後的大團照

n  參考資料

國家教育研究院（2018）。十二年國民基本教育自然科學領域課綱。新北市：國家教育研究院。檢索自網站：https://www.naer.edu.tw/files/16-1000-15486.php?Lang=zh-tw

大學招生委員會聯合會（無日期）。大學申請入學參採高中學習歷程資料完整版查詢系統。取自https://www.cac.edu.tw/cacportal/jbcrc/LearningPortfolios_MultiQuery_ppa/index.php

n  附錄

附錄一、任課教師評分表https://docs.google.com/forms/d/1kr3TPbbqkL9DIS9Nxldx85i8XDxfciDLFKjjtD92tsM/edit

附錄二、導師評分表https://docs.google.com/forms/d/16ibcL7bPFXr5mlRPLwfrI7CGb6TrA8tSE2Udkx7MB2M/edit?usp=drive_web

附錄三、貴賓評分表https://docs.google.com/forms/d/17WLAqjbeCX40KBPHVXN8K_b5YmIxKKK9TXYCLDOGllo/edit?usp=drive_web

附錄四、論壇心得、提問、交流表單https://docs.google.com/forms/d/1bbLs9BtjwafTfyDY7vGOpPw2BDZqkJAK5stPqvqmb6U/edit

附錄五、議程

附錄六、教師與畢業生回饋

附錄七、學生心得

《臺灣化學教育》第四十四期（2021年9月）

目  錄

n  主編的話

u 第四十四期主編的話／邱美虹〔HTML｜PDF〕

n  本期專題【專題編輯／邱美虹】

u  高中化學教材教法專書導讀／邱美虹〔HTML｜PDF〕

u  高中化學教材教法專書導讀：第二章 化學教育心理學基礎與教學策略／邱美虹〔HTML｜PDF〕

u  高中化學教材教法專書導讀：第三章 科學素養與素養導向的化學課程／鍾曉蘭〔HTML｜PDF〕

u  高中化學科教材教法專書導讀：第四章 跨領域、跨科統整課程與教學─以STEM-Plus為例／曾茂仁〔HTML｜PDF〕

u  高中化學教材教法專書導讀：第六章 素養導向的教學與評量／鍾曉蘭〔HTML｜PDF〕

u  高中化學科教材教法專書導讀：第七章 化學建模教學設計—以「原子結構與光譜」為例／劉俊庚〔HTML｜PDF〕 

u  高中化學教材教法專書：第八章 化學探究教學導讀／楊水平〔HTML｜PDF〕

u  高中化學教材教法專書導讀：第九章 社會性科學議題融入化學教學／鐘建坪〔HTML｜PDF〕

u  高中化學教材教法專書：第十章 化學示範教學導讀／楊水平〔HTML｜PDF〕

u  高中化學教材教法專書導讀：第十一章 教學科技在化學教育之應用／鐘建坪〔HTML｜PDF〕

u  高中化學教材教法專書：第十二章 大學學測和指考與化學教學／馮松林 、陳映辛〔HTML｜PDF〕

u  高中化學教材教法專書：第十三章 化學科展指導與應用／周金城〔HTML｜PDF〕

n  教學教法／多元教學法【專欄編輯／楊吉水】

u  素養導向評量：化學科探究與實作命題之我見 ／ 楊吉水〔HTML｜PDF〕

第四十四期 主編的話

邱美虹

國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授
國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）執行委員會常務委員
中國化學會（臺灣）教育委員會主任委員
美國國家科學教學研究學會（NARST）前理事長
[email protected]

自疫情於2019年底爆發以來，各種國際會議已從實體轉變成線上會議或是結合實體和線上並存的會議型態，後者並存的狀況大都是在疫情較為舒緩尚得以群聚的國家(如臺灣)，大部分的國際會議都轉型為以線上會議為主。今年(2021)國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）的雙年大會(General
Assembly)和世界大會會議(World Congress Conference)主辦國是加拿大化學會[1]，原預定在蒙特婁舉行，但受到疫情影響，在長久期待來自世界各國的學者、業界人士和研究人員與會後，最終仍是忍痛改採線上會議的形式辦理。此次，除大會專題演講外，所有講者或海報展全都是事前錄製影片，放在網站上供與會者事前觀看，而大會安排的時段是以討論各報告者的內容為主，直接採線上提問與作答，不再有現場口頭報告。雖然演講者和與會者仍可線上交換意見，但因為隔空對話，總覺得少了點人與人之間現場互動和大廳走廊間對話的交流機會，剩下的只是在線上一間間的會議室間游走與短暫的線上提問罷了，很不踏實的感覺，不知這情況還要持續多久？

今年化學教育類的報告有20多篇是與系統思考(systems thinking)有關的主題，這是一項由IUPAC和多個團體贊助的計畫，參與的各國研究人員大都是將系統思考運用在大學化學課程(如普通化學或有機化學)，藉由與生活相關的大主題(如全球暖化、氮循環等等)出發，將系統內的各個化學概念和反應機制以系統思考的取向來設計課程，強調因果關係、變因之間的交互作用、與環境的關係、部分與整體的關聯等等，以協助學生認識化學、關心周遭環境、運用化學知識於情境問題中，並瞭解情境問題的屬性為整體的複雜系統形成的，同時在問題解決時，單一因子是無法解決複雜系統的問題，而必須考慮系統中各成分相互影響的關係，以達見樹又見林的學習目標。國內在這方面的研究或是教學都較少見，但是國外大學化學教育似乎已形成一股研究與實務工作的主流，值得持續的關切。國內中學有選修課程和探究與實作課程，納入系統思考的課程設計理念，可以帶領學生關心社會性科學議題，以較大的系統尺度和較宏觀的視野去看待環境問題和化學領域。朝向系統思考的課程設計，是個非常值得努力的方向。

本期專刊是以介紹教育部為推動十二年國民基本教育而規劃的化學學科教材教法一書，該書已於2020年12月出版，計有13章，從化學教育的目標、化學學習心理學基礎、課程設計、教學與評量、社會性科學議題、示範實驗、科技在化學教學上的應用、大學指定考試試題分析和科學展覽等主題皆包含於內。本次專題特邀作者們簡介該書章節內容，以導讀方式撰寫，提供教師教學之參考。最後，本期的常態性文章是臺灣大學化學系楊吉水教授就探究與實作課程中如何設計素養導向的試題提出個人的觀點，說明素養題的專業學科知識門檻不需太高，但要能讓學生展現其思考、推理、分析及推論實驗數據的能力。在探究與實作的教學中，適切的素養導向的評量試題應需與教學具有相輔相成的功能。

[1] 註: 在IUPAC雙年會會議上，會員國投票表決加拿大團隊得於2027年再次辦理。