慶祝IUPAC100& 2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示: 化學元素週期表教具、媒材設計比賽 / 中華民國科學教育學會秘書處彙整

星期一 , 4, 11 月 2019 在〈慶祝IUPAC100& 2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示: 化學元素週期表教具、媒材設計比賽 / 中華民國科學教育學會秘書處彙整〉中留言功能已關閉

慶祝IUPAC100& 2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan)活動成果展示:

化學元素週期表教具、媒材設計比賽

中華民國科學教育學會秘書處彙整

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一、前言

聯合國於20171220日在第74屆會議上宣布2019年將為國際化學元素週期表年(International Year of the
Periodic Tale of Chemical Elements,
簡稱IYPT),主要是為表彰化學元素的發現與應用、對人類社會的貢獻以及為提升全球對於化學促進永續發展和能源、教育、農業、健康的覺醒。此次國際週期表年已獲許多科學社群及國際科學理事會支持。有鑑於此國際性活動的歷史與教育意義,本會亦與國立臺灣師範大學和中國化學會共同於2019年辦理相關慶祝IYPT活動。本次活動共徵得實體教具16件、數位媒材1件。經過初、複審,實體教具選出前三名6件,佳作4件、數位媒材則是佳作1件。本會將獲獎作品之相關資訊寄送給國內相關博物館邀請展出參考,展出地點包括:國立海洋科技博物館(簡稱海科館)、臺北市立科學教育館(簡稱科教館)、國立科學工藝博物館(簡稱科工館)、國立海洋生物博物館(簡稱海生館),部分得獎人並陸續於925日、926日獲邀至海科館、科工館舉辦相關元素週期表教具之教師研習活動,透過IYPT教具的教學與體驗活動,提供教師多元的方式進行教學運用,以提升學生對化學教育的學習興趣。下列為部分得獎者之教具介紹或獲獎心得,以及其獲邀擔任研習活動講師時之研習心得,供對IYPT
教具有興趣之教師或大眾參考運用。

二、「元素企業大亨桌遊」之教具特色及心得(國立臺灣師範大學科學教育研究所博士生、國立臺灣師範大學科學教育研究中心遊中學科學團隊:蔡仁哲

化學元素週期表,一直是化學教育中非常重要的基礎語言。對於初學化學元素的學生,常因化學元素週期表難以理解、生澀難懂,使學習者感到受挫。近幾年來使用桌上遊戲進行教學逐漸受到歡迎。學生能在遊戲中學習科學。運用桌上遊戲具有人與人之間面對面的高互動性,讓學生主動在遊戲世界中探索,產生各種感受與學習行為,例如:對科學產生理解的感受、社交互動的樂趣、對科學桌遊的喜愛等等,進而建構自己的想法與主張。「元素企業大亨」桌遊是一款以化學元素週期表為主題的科學桌遊,由臺灣師範大學科學教育中心「遊中學科學」團隊所開發的科學桌遊作品之一。將生活中常用的化學元素、相關技術、應用產品連結在一起。不再只是死記硬背化學週期表,而是能理解化學元素在生活中的連結與應用。它適合12歲以上的學生,不需要高深的科學知識基礎就可以遊玩。將科學概念融入遊戲當中,其卡牌內容已將需要了解的科學知識呈現在卡牌資訊當中,讓學生能在遊戲過程中學習化學元素相關概念。

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1(a)表示元素卡(b)表示技術卡(c)表示產品卡

「元素企業大亨」桌遊的遊戲規則相當簡單,在有限的時間內,收集最多對應的成套卡牌(元素+技術+產品)即為勝利者,如圖1所示。每一位玩家擔任企業董事長,必須做出最佳的經營策略(出牌),以提高公司的產品線與資產。不僅如此,玩家還需要進行研發(抽牌)新的元素材料、技術、產品形成產業鏈(成套),如圖2所示。或者,提高企業責任形象,也可以讓玩家在遊戲過程中更有優勢。玩家可以試著解決生活中化學相關的事件問題,可從桌遊卡牌資訊當中找出緣由並提出解決的辦法。學生可以是天馬行空的解決想法,而沒有標準單一的解答。玩家只要能說服半數的同儕玩家即視為成功解決事件。

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2:學生遊戲過程狀況

使用桌遊進行科學教學是有成效的,許多學者與教師願意接受與使用桌遊進行教學。使用桌遊的教學已漸漸成為一種趨勢,桌遊教學能幫助學生在遊戲中學習、建構自己的科學知識,並能與同儕交流互動培養溝通、表達自我、團隊合作。十二年國民基本教育課程綱要,更提到科學教育應培養學生的探究能力、做抉擇的能力、問題解決能力、邏輯推理能力,這是傳統教學難以達到的,因為學校僅教考試會考的科學知識與科學原理。而非制式教學方式正好能彌補其不足。學生在桌遊的遊玩過程中,必須先探索整個遊戲世界與遊戲規則才能繼續遊戲,因此學生在遊戲中學習是必然的。學生想要取得最終的勝利,更需要與同儕合作,不斷的推理與思考,做出最佳的行動策略,這些學習行為正是現今科學素養教育不斷強調的重要能力。最後,選擇適合的科學桌遊,雖然能幫助教師達到教學目標,但不應只侷限在記憶背誦的科學知識。教師應善用桌上遊戲人與人之間的高互動性,投入教學時間讓學生願意主動學習科學,進而培養科學素養的能力。

 

三、「元素週期表桌遊」之教具特色及心得(臺北市北投國小老師:陳弦希

相較於物理學,化學家感興趣的事情無法用肉眼直接看見,化學現象需從分子或原子尺度發生的事情來解釋,因而提高初階化學學習者之學習門檻,增加理解與熟悉化學元素的難度,甚至導致排斥的心態,因此,利用桌遊的活動方式,能讓學生減少對不理解現象的排斥,在玩樂中記憶各個元素,此為本「元素週期表桌遊」設計之初衷。

本套桌遊的特徵在使用、規則、製作方面,都是彈性且簡易的。除了可以運用在「正式課程」中以全班集體教學外,還可在課堂中某些小組完成學習任務時讓該小組遊玩進行「差異化教學」,亦可成為課外「延伸學習」讓學生自製卡牌學習化學元素的範例。配對、比大小與心臟病等橋牌玩法都適用,並建議教師不要花費太多精神在解釋規則上。本桌遊特別鼓勵遊玩的學生自行理解並制定出適合小團體遊玩的規則;遊玩時間彈性、遊玩人數彈性,加上以A4紙張列印後即可裁切增減並使用的靈活性,應能成為國中化學課程的輔助教材。

「元素週期表桌遊」能獲得得獎肯定自然是喜悅的,能親自擔任分享者與國中教師交流本套桌遊更是深感榮幸。研習時的交流互動可以窺見,參與的國中教師企圖將研習所得運用在實際課堂教學,教師們對提升孩子們化學程度的熱切令人感動。希望學會未來有機會時,能將此套桌遊持續推廣,以幫助我國國中生奠定化學基礎課程的學習。

四、「門得列夫的秘密」之教具特色及心得(新北市新興國小老師:陳家琦翁昇豐

元素週期表是求學階段不可或缺的科學單元之一,藉由國際元素週期表年的活動,讓我在構思教材的過程中重新認識元素週期表。元素週期表中含有許多元素的重要資訊,因此我們希望透過設計的謎題包教具,讓學習者可以在解謎的過程中靈活運用元素週期表查詢所需的資訊,了解到元素週期表中除了元素的中文名稱、原子序、元素符號,也能從元素的部首或顏色看出元素的型態。

學習者在解開謎題包的密碼後,便可發現謎題的答案也藏有與元素相關的巧思,例如第一關的答案代表著元素週期表的建立者門得列夫是俄羅斯人,第四關的答案緊扣著謎題導電性,帶出碳是唯一可導電的非金屬元素,讓學習者在破解謎題後能夠重新審視題目與元素的關係,拓展學習的邊界。

五、「元素牌牌樂」之教具特色及心得(臺北市興華國小實習老師:陶岳

現今幫助學生理解化學概念的教具比比皆是,像是精緻的原子模型、深奧的教學用桌遊,對於教學者講述式教學有很大的幫助,但這些教具多半有以下問題:1.教具成本高,無法準備台下學生操作的量導致教學者於台上演示,缺乏學生互動與主動思考、2.教具操作繁雜,對於學生與教學者皆為負擔,講解導致佔據過多課堂時間、3.體積大而難收拾,不易保存。尤其是記憶週期表的部分,就算有教具與模型清楚呈現概念與外觀,也容易流於死背而不知如何進行日常應用,因此本教具針對上述週期表記憶部分,注重以下幾點做設計:1.成本低、易收納的卡片式桌遊,可於課餘時間及課堂時間使用、2.規則簡單不佔用課堂時間、幫助教學者系統性講解與補充元素週期表、3.增加問答與補充與討論,提升受教者課堂學習動機並對歷史著名化學事件產生興趣。本教具最終目的為利用桌遊帶給學生日常所接觸的元素知識、科學史事件與時尚話題的跨領域桌遊教具,讓週期表不再只是死背課程。

透過此次研習,我也觀摩到其他兩位講師的桌遊作品、設計理念與實際操作,讓我瞭解到教學用之桌遊不只能在課堂中使用,也能在課餘時間補充,幫助更多學生學習。感謝中華民國科學教育學會舉辦此次競賽與研習,將不同設計者發展之多采多姿的教具與更多中學教師進行交流與分享,以造福更多學生。

六、結語

科學教育學會致力於促進科學教育之學術水準並加強各學術機構及研究人員之連繫,此次辦理「2019元素週期表年(IYPT)慶祝活動:化學元素週期表教具、媒材設計比賽」具接軌國際、落實科普運用之意義。本活動使更多科學教師或教學相關人員的智慧有展現的機會,並豐富了週期表學習的樣態。

致謝

感謝科技部給予經費資助(MOST108-2517-H-554-001),也特別感謝參與IYPT活動規劃、作品投稿、審查、舉辦教師研習活動之相關單位與個人。

慶祝IUPAC100& 2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示: 臺灣慶祝國際化學元素週期表年海報競賽作品分析與簡介 / 李宜諺、林靜雯

星期日 , 3, 11 月 2019 在〈慶祝IUPAC100& 2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示: 臺灣慶祝國際化學元素週期表年海報競賽作品分析與簡介 / 李宜諺、林靜雯〉中留言功能已關閉

慶祝IUPAC100&2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示:

臺灣慶祝國際化學元素週期表年海報競賽作品分析與簡介

李宜諺、林靜雯*

國立台北教育大學  自然科學教育學系

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一、前言

    聯合國在 2017 年底公佈 2019 年為「國際化學元素週期表年(International Year of the Periodic Table of Chemical Elements, IYPT 2019)」,紀念門得列夫(Dmitri I. Mendeleev)發表其第一版化學元素週期表(1869 年)的 150 週年,2019年亦是國際純化學暨應用化學聯合會(IUPAC)成立 100 週年。為響應與慶祝此兩件化學界的大事,中國化學會、國立臺灣師範大學與國立臺北教育大學共同舉辦「國際元素週期表年」海報設計比賽,鼓勵對元素週期表與週期表中118 個化學元素背後動人故事與探索有興趣的小朋友、大朋友用圖畫來說故事,進而增進對元素週期表與化學元素和化學的認識。

    本次競賽以「元素週期表」為主題。元素週期表是在 1869年由俄國科學家德米特里.門得列夫(俄語:Дми́трий Ива́нович Менделе́ев)所發現的。最新命名的元素為NhMcTsOg,於20161128日正式獲得認可,目前有 118個元素。本次競賽徵求希望設計者從發現與歷史角度表現化學元素背後的故事,或是對於元素週期表的樣式有其他不同的排列組合想法與創意設計,希望藉由海報競賽活動能充分傳達化學元素的理念、更加幫助學生理解元素與週期表的連結關係、航向世界具國際觀精神的意象海報。結果,海報競賽活動消息釋出後,活動獲得許多小朋友與大朋友的迴響,本文以下將從本次活動參賽者的區域(台灣北、中、南、東)分佈、參賽者的學習階段及主題分布、進行分析,最後再針對本次獲獎的作品進行簡介。獲獎的作品將於2019年年底的亞洲化學年會上進行頒獎並展出,歡迎大家參與盛會,一同欣賞這些科學與美學交織的作品。

二、參賽者的區域分布

本次參賽作品共112 件(圖一),參賽師生總計332人。

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圖一、參賽者的區域分布(件)

本次活動宣傳方式大多以各大專院校成立的相關領域粉絲專業協助推廣,以及請各領域中心與自然學科教師幫忙宣傳,分析結果可以看出本次活動最多參賽者是在北部地區,其次是南部地區,中部與東部地區參賽作品相對較少。北部是本次活動主辦單位之所在,而南部則有化學學科中心主要協助散佈訊息,中部與東部雖亦有訊息露出,但從投稿情形顯示,這些地區的活動推廣需再增強,不能僅以網路為主要管道。

三、參賽的學習階段及主題分布

有關參賽的學習階段及主題之分佈整理如表一所示:

表一、參賽的學習階段及主題分布

元素 元素週期表 慶祝元素週期表 小計
小學 3 5 7 15
國中 29 2 2 33
高中職 普通科 35 12 4 51
科學主修 2 2 1 5
非科學主修 6 2 8
小計 75 23 14 112

1.參賽的學習階段

    本次海報競賽舉辦方式分成四組學習階段參加報名,包含(1)國小中、高年級組(2)國中組(3)高中/職組(4)大專院校組,而參賽作品大多集中在國高中生階段,以高中/職組佔最多數,有64件作品報名參賽,其中高中階段集中在普通科與普通高中為主(51),而科學主修的參賽者為化工與化學科(5),非科學主修的參賽者為廣告設計科(8);次多的為國中組,共有33件作品參賽;國小組則有15件作品參賽,而本次海報競賽沒有大專院校的學生報名參賽。

2.參賽的主題

    本次海報競賽的主題內容包含:元素週期表、化學元素或國際元素週期表年,其中以元素為參賽主題的作品佔最多數,共有75件作品,而學生們也發揮了奇大的創意描繪不同的元素,從常見的碳、氫、氧元素到較為少見的「鋱」、「鑀」等元素(圖二),其中,又以「氧」最多人選擇進行創作,「碳」次之,部分元素會跟科學史結合,例如:學生選用「鐳」,搭配「居禮夫人」的小故事來呈現作品;也有學生利用元素的諧音來當作主題,例如:讓我「硫」在你身邊、金汞門穿釤鉀、「氧」慕,十分有趣。

利用元素週期表為主題的有23件作品,除了將元素週期表完整畫下來之外,也額外添加一些元素小故事在週期表中,有的人將週期表的元素可愛化,也有人在週期表外增加一些裝飾與圖案,而另外一種的是將元素週期表以不同的方式排列組合呈現,像是有學生將元素週期表結合捷運路線圖;也有學生將元素週期表以樹木與樹葉的方式呈現,不同的創意想法讓元素週期表不再只是單調的表格,讓元素週期表有了不同的變化!

除此之外,還有14件作品是以慶祝國際元素週期表年的主題,如,有學生以元素週期表加上Happy
Birthday
等方式呈現,也有學生為了紀念門得列夫,將週期表與門得列夫結合的方式呈現,不僅紀念偉人更能讓大家理解「國際化學元素週期表年」的意義。

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圖二、學生選擇主題元素的分布圖

 

3.小結

    本次海報競賽有不同學習階段學生報名參賽,可惜的是無大專院校的學生報名,但是我們還是可以看到不同階段的學生以不同的創意與方式來呈現他們所學的元素,特別值得一提的是,在國小階段課程內容尚未學習到元素週期表或是元素等概念知識,但是還是有不少國小生報名參加,國小生的作品也是相當有趣呢!他們也是運用自己的方式來呈現他們心中的元素週期表或元素的概念,真的是值得鼓勵的地方。而到了國高中階段,他們比較理解各個元素的概念以其知識內容,可以將一個元素或是多個元素搭配自己的創意來呈現,能夠讓人更加認識這個元素的故事,也達到了本次活動最主要的目的。

 

四、獲獎作品簡介

本次活動獲獎作品各組皆有前三名與三名佳作,總共有18件作品獲獎。其中有7件作品是選用較少見的元素來創作繪圖,像是國中組得獎作品「鈹Be」,創作者了解到鈹的密度小,很適合拿來作成航空或航太的材料,並藉由這些知識內容來結合與太空之間的關係,其中更有將發現此元素的科學家國籍加入到構圖的小巧思,讓作品主題意義明確加上別具創意的構圖呈現,深受評審喜愛。在高中組得獎作品「化學元素(鹵素)」則是利用對於四個元素不同的知識內容配合不同的情境呈現,鹵素字體放於中間,渲染氟氯溴碘的色彩,是元素週期表的非金屬元素中最活潑且很具特色的一群。獨特的畫風搭配元素的特點來呈現,能感受到創作者用心的設計來傳達元素的特性。

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圖三:高雄市立三民國中劉恩慈「鈹Be」圖四:彰化縣立和美高級中學姚奕蘭「化學元素(鹵素)

引自: 《臺灣化學教育粉絲團》https://reurl.cc/RdkWWx

而也有許多得獎作品學生的創作來源是跟日常生活進行連結,像是「舌尖上的化學元素」,介紹幾項台灣的傳統小吃,並個別指出其中所包含的化學元素,藉由小吃來呈現元素意涵,搭配完整的構圖呈現讓人印象深刻!也有作品「讓我「硫」在你身邊」,將一般對於「硫」元素可以馬上聯想到「硫磺」,並搭配硫磺的延伸「溫泉」來構圖,平易近人的想法更讓人容易理解元素所包含的知識內容。

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圖五:高雄市楠陽國小黃郅凱「舌尖上的化學元素」圖六: 天主教恆毅高級中學陳冠璋、陳威銘、翁丞羿、廖柏偉「讓我「硫」在你身邊」

引自: 《臺灣化學教育粉絲團》https://reurl.cc/RdkWWx

國小組得獎6件作品中有4件作品是以元素週期表來設計構圖,他們利用對於週期表的了解以及結合慶祝週期表的想法,創作了許多獨特又可愛的週期表,童趣的構圖讓原本簡單的週期表增添了許多趣味性,也更豐富了慶祝國際元素週期表年的活動主題與意涵,讓人不經讚嘆國小生創新的思考!

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圖七: 北投國小朱璿霓「化學元素週期表」圖八: 北投國小劉奕宏「快樂的元素週期表」

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圖九: 國立科學工業園區實驗高級中學雙語部林愷歆「慶祝週期表150週年」圖十: 國立科學工業園區實驗高級中學雙語部王士倫、李兆禾、方愷喆「元素週期表」

引自: 《臺灣化學教育粉絲團》https://reurl.cc/RdkWWx

五、結語

    藉由本次活動可以看到學生們的創意與對於元素符號與週期表的想法。週期表要到國高中後,才出現於課程中,但本次活動除了高中生外,中小學生也能以繪畫的方式,表達並增進他們對於元素及週期表的理解,增加學生對於元素符號與週期表的學習動機,拓展了我們對於稀有元素的理解,及與日常生活的連結,團隊合作的方式也能增加同儕之間的學習合作,讓原本只能在課本中了解的元素與週期表更增添了許多趣味性,讓學習元素符號與週期表不只是單調的背誦。本次慶祝週期表150週年海報競賽活動讓不同學習階段、不同地域的學生透過創作,結合科學與美學,並藉此更瞭解元素與元素週期表的各種面向,也希望藉由這些具創意的作品,將元素與元素週期表中蘊含的科學知識、態度、探究精神與創意傳播出去,讓更多人親近與瞭解,共享科學之美與樂趣。

致謝

 科技部計畫: 慶祝2019國際元素週期表年(IYPT)IUPAC100活動(MOST108-2517-H-554-001)

慶祝IUPAC100&2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示: 「Curie Me Away! 放飛自我」科學劇策畫紀實 / 林怡萱

星期六 , 2, 11 月 2019 在〈慶祝IUPAC100&2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示: 「Curie Me Away! 放飛自我」科學劇策畫紀實 / 林怡萱〉中留言功能已關閉

慶祝IUPAC100&2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示:

Curie Me Away! 放飛自我」科學劇策畫紀實

林怡萱

國立臺灣科學教育館

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前言

「如果歌者、舞者和吹笛者也來到市場,請同樣買下他們的禮物。因為他們也採集了果實和乳香,而他們所帶來的,儘管由夢幻織造,也是你們靈魂的衣食。」             

~先知,買賣,紀伯倫

表演藝術在人類文化演進中,一直扮演著重要的角色,表演藝術工作者辛勤的採集故事,創作劇本、音樂與舞蹈,並透過反覆的練習,開啟我們觀看世界的另一角度,也豐富了人類的心靈。2018年的冬季,我們在哈特福的公共圖書館與城市裡的小劇場裡,首度與Matheatre的兩位表演者Sadie BowmanRicky Coates相遇,特別是「Curie Me Away!」這齣戲劇,簡潔而富有想像力的表現形式、生動的音樂與舞蹈、深度考究的劇本,都讓我們十分期待能夠邀請兩位表演者來到臺灣,帶給臺灣觀眾嶄新的體驗。2019年,適逢國際元素週期表年,並配合國立臺灣科學教育館策畫的「設計我們的世界科技性別化創新」特展,透過瑪里·居禮(Maria Skłodowska Curie追尋自我的歷程,我們期望將這齣戲劇呈現給臺灣的觀眾,並向歷史與當代的女性致敬。

什麼是科學劇?科學劇的形式

提起「科學劇」,對於不同的人可能腦中會浮現出完全不同的印象,有些人想到的是表演者裝扮成科學史上的知名人物,透過誇張、逗趣的表演方式,演示或說明科學的原理;或是將科學史上知名人物的成長故事、學思歷程、親情、友情、愛情等,轉化成大型的歌舞劇。前者是運用角色扮演的方式,讓科學演示與解說活動增加了情境,在有限的經費預算與製作時間下,並不一定會對於人物的性格、道具的細節做太深入的考究,而更著重於與觀眾的互動、問答中產生的趣味;而後者則運用大型舞台劇的技巧,可能會有多位表演者、合唱團、樂團、舞台、燈光設計等許多人一同參與製作,製作的時間與成本也較高。此外,前者因為著重在傳遞的知識內涵和逗趣誇張的表演方式,通常會被認為是適合給兒童觀賞的表演,後者的舞台劇形式,對於劇情、音樂、服裝、場景與專業表演者的投入程度較高,可以吸引不同年齡的觀眾,但也因為演出與製作成本較高,需要特定的預算與場域條件才能演出。Matheatre劇團則突破上述兩種框架,以精簡的實驗小劇團方式,試圖在有限的預算下,使劇場的美學與科學知識的傳遞間達成平衡,同時易於行動與傳播。

在「Curie Me Away!」這齣戲劇中,舞台的背景在場地條件允許的狀況下,採用的是全黑的背景,創作者認為人類獨有的想像力是劇場中可以運用的技巧,黑色的背景結合不同時代背景的廣播配音,就能把觀眾帶領到不同的情境之中。在音樂的使用上,除了表演者的現場演唱外,所有的配樂、配音都是在專業錄音室中預錄完成,並且在表演的過程中透過ipad進行操作,在這次臺灣場的表演中,所有的台詞更是必須事先按時間軸一句句的排入表單中,在套入投影片中進行播放,使中英文字幕能流暢的呈現,為了能夠跟上所有預錄的節奏,表演者則需要反覆的練習。

由於只有兩位表演者,因此這場表演所使用的另一個技巧則是使用投影布幕,在投影布幕的後方,一張張的臉代表了瑪里·居禮身邊不同的男性,男演員Ricky則一人飾多角,有時是的父親,有時則是師長、同學或學生。當劇情中描述進入家庭生活中的居禮夫婦,創作者也捨棄了使用具象的嬰兒假人道具,而是巧妙地隨著劇情的進展,把懸掛在桌邊的元素週期表掛布,迅速折成懷抱在手中的小嬰兒,將觀眾的想像力延伸到極致,贏得了觀眾的驚呼與喝采。

此外,場景的佈置也往往是一場科學劇巡演時影響預算成本的關鍵。創作者採取極簡形式的場景佈置是希望表演易於移動巡迴演出,減低搬運佈景或搭建佈景的成本。表演的場景的主要是利用簡單的椅子與桌子,隨著劇情的進展,挪動桌子與椅子間的距離、方位,建構出觀眾對於場景的空間想像。正是在如此有限制的條件下進行創作,反而使作品突破傳統的框架,形成簡潔而富有想像力的表現法,並使作品很容易在學校的禮堂、圖書館、演講廳等非正規表演場地中演出。

劇本的內容如何決定?科學劇的詮釋觀點[1]

Sadie BowmanRicky Coates的學習背景很不相同,Sadie Bowman 是專業的表演藝術背景出身,也會作曲,她對科學一直十分喜愛,她的第一部作品是與數學老師合作的歌舞劇「微積分」,將女神卡卡的音樂風格和艱澀的微積分結合,後來這齣戲不斷改良,也成為Matheatre一舉成名之作;而Ricky原本是主修天文物理學,但卻喜愛表演,他的第一部作品是以特斯拉為主角的獨角戲,描述特斯拉天才又脆弱的一面。

Curie Me Away!」這齣以瑪里·居禮為主的科學劇中,一開始Sadie是希望以瑪里·居禮作為單一主角出場,但是在文獻的研讀過程中,卻發現居禮先生相較於同時代的男性科學家,他不僅支持瑪里·居禮在科學研究上的創新,他們同時也是彼此重要的研究夥伴;因此,若把皮耶·居禮的男性角色放入劇本中,或許可以帶給男性觀眾一種新的學習典範,讓劇本呈現更為多元的面向。劇本創作的過程中,除了考究文獻資料外,劇本中以瑪里·居禮作為女性科學家的心理面向描繪,則是透過訪談幾位當代的女性科學家,了解她們在家庭、生活與研究之間的處境,進一步同理作為女性科學家的內心的掙扎,讓角色與對白能更貼近真實。在歌詞的創作上,Matheatre也運用元素週期表上的元素特性來形容夫婦兩人之間的關係,把元素符號的「硬梗」,巧妙的融入歌詞中。在一小時的表演中,創作者主要擷取的故事時間軸是在瑪里·居禮必須從祖國波蘭到巴黎索邦大學接受高等教育;遇見研究上與生活上重要的夥伴居禮先生;婚後努力在傳統婦女以家務與養兒育女為主的價值觀與熱愛的科學研究工作中取得平衡;在居禮先生努力爭取下,成為第一位獲得兩次諾貝爾獎殊榮的女科學家;在家庭與研究漸上軌道之際,卻遭逢先生意外過世;劇情在此急轉直下也接近尾聲,Sadie以獨唱的方式呈現出瑪里·居禮內心世界中邊緣而孤獨的一面,儘管如此,對科學研究的熱誠,一直是她人生中的一道曙光,引領她不斷向前,也為他的女兒帶來重要的影響[2]

如何設計道具?隱喻與考據

在「Curie Me Away!」中,創作者運用了喜劇、音樂、舞蹈與隱喻等不同的劇場元素來表現,其中一個重要的隱喻道具是投影用的布幕。這個布幕在故事的前端象徵了在瑪里早期在波蘭生活是資源匱乏的狀態,環繞在她周邊多數的男性、女性並未鼓勵她追尋她的夢想–-成為一個受高等教育的女性,甚至成為一位科學家,因此布幕象徵著她與外界的隔離。隨著劇情的推展,在瑪里與皮耶相遇的時刻,布幕首度被打開,布幕的後方是皮耶的研究室,完全向瑪里敞開。皮耶邀請瑪里進入並共享他的實驗室,這是瑪里在生命中第一次有人將其視為一位專業的科學家,並給予平等的對待,皮耶成為瑪里一生重要的研究夥伴,在皮耶的努力爭取下,瑪里成為第一位獲得諾貝爾獎的女性科學家;投影布幕後方的影子戲偶約有15個,其中的男性角色的剪影都非常相似,這是因為創作者希望呈現出當時環繞在瑪里·居禮週遭男性,往往用具有性別刻板印象的眼光來看待她。每當投影布幕被拉起的時候,就隱喻了女性與她所能擁有機會、資源處於隔絕的狀態,因此當皮耶因車禍意外過世,布幕再次被隔絕瑪里與其他人的關係,布幕不成為貫穿全劇中表達瑪里內心世界變換的重要道具。

另一個關鍵的道具則是皮耶·居禮設計的用來量測放射性物質運動的科學儀器,這個儀器的外觀是按照原件一比一的複製,Sadie的父親是一位製作樂器的工匠,他花了兩週的時間閱讀相關的文件資料,並運用手邊可及的材料與工具,複製當年皮耶·居禮設計的儀器,使戲劇的呈現更接近真實。此外,表演中一共運用了兩張元素週期表,第一張週期表圖是參考1895年左右的元素週期表繪製而成,那個時期的元素週期表以原子量排列與當今的原子序排列方式不同,所發現的元素也很有限;第二張元素週期表的排列方式則與當今我們熟悉的元素週期表較為接近,劇情中也會提到當代同期知名的科學家拉塞福、蓋革等人物,除了象徵20世紀初期,科學研究蓬勃發展的樣貌,也希望呈現科學研究不斷演進的歷程。

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圖一、瑪里與她生活中的男性隔個布幕對話 圖二、皮耶打開布幕,邀請馬里進入他的實驗室

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圖三、布幕背後的影子戲偶 圖四、皮耶的科學儀器複製品,由Sadie的父親製作

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圖五、早期的元素週期表 圖六、更新後的元素週期表

誰來看戲?觀眾是誰

Sadie  Bowman認為每個人有合適的學習方式,但是在美國的社會,大多數人對於「聰明人」的「學習方式」,有刻板印象。他們會認為這些人可能是像是「書呆子」,科學研究是一件非常「困難」的事,科學家也許是一生過著「孤獨而悲慘」研究生活的一群人,如果你不夠「聰明和努力」,那你可能無法學習科學。Sadie希望透她所擅長的喜劇、寫作與音樂,用藝術的手法打破這種刻板印象造成的藩籬,期望觀眾也許因為盤旋在腦中哼唱的旋律,會對週期表上的元素產生好奇;透過笑話與劇中人物的性格,可以連結到觀眾自身的成長經驗,他們也許會想:「如果她曾經遭過這些困難,但是她最終突破了,那我是否也可以試試看?」。她希望運用戲劇作為一種富有創意的溝通形式,拓展觀眾接觸數學與科學的管道,連結觀眾的想像力與好奇心。Ricky則提到透過諮詢女性科學家,可以在設計故事的情境、對白時,反映出當代女科家仍然持續面對的課題,引起觀眾共鳴[3]

國立臺灣科學教育館的團隊在策劃這場表演時,則是面對了行銷宣傳與尋覓潛在合作夥伴上的困難,這包括:觀眾可能認為這場表演有語言文化的疏離,不易理解?表演形式是否會過於藝術與抽象,很難雅俗共賞?除了既有的家庭觀眾群,如何吸引成人觀眾?

在腳本的翻譯上,我們邀請了非常有經驗的譯者,她立刻注意到原文中各種比喻與歌詞中的押韻,因此在很有限的時間內,儘量呈現出原文的巧思與優美,但是又融入中文的語境,使得劇本的文本與譯文,都獲得正面的迴響。在行銷策略上,策劃團隊決定推出鎖定不同族群設計宣傳文案,同時結合大人限定的啤酒與闔家共享的爆米花,打造夜探博物館的輕鬆氛圍;透過邀請社區里民、藝術家、設計師、教師、企業基金會等,行成口碑行銷效益,六場演出的都有達到預期的出席人數。其中最後一場演出遇上颱風,在停止上班上課的狀況下,只能順延表演一天,所幸表演者的行程剛好可以配合得上,且多數觀眾也都能順利成行。為了宣傳颱風天加場訊息,SadieRicky還特別為我們拍攝逗趣的宣傳照,展現敬業的精神。

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圖七、為宣傳活動的限定啤酒與爆米花 圖八、颱風天停演的宣傳照

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圖九、參觀本館「設計我們的世界科技性別化創新特展」圖十、準備中啤酒與爆米花的工作人員

在哪裡演戲?音響、燈光與舞台設計

在籌劃這次活動的初期,對於表演場地的選址,國立臺灣科學教育企劃團隊,內部其實做過不同方案的選址考量,包含運用100人左右的館內劇場空間、350人的國際會議廳空間或是常設展區的階梯舞台。最後在平衡預算、空間分圍與人流管理等因素下,決定在大廳搭舞台與音響,利用大廳挑高的建築空間、空橋與造霧機,運用電腦控制燈光設計,營造不同於白天的戲劇性氛圍,讓夜晚來訪參與的觀眾能夠先有視覺上的震憾,在等待演出的過程中也可在心情上有所轉換;舞台的兩側則架設了大型的投影布幕,字體大小必須讓後排觀眾也能便於閱讀,幫助觀眾深入理解劇情。運用博物館大廳進行展演,相較於專業的劇場,在座椅的舒適度與音場的效果上仍有落差;但是卻有著於營造實驗性與輕鬆的氛圍,更符合表演本身的特性。

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圖十一、搭建臨時性舞台於科教館一樓大廳 圖十二、結合燈光控制與字幕投影的舞台

觀眾回饋與反思

在這次的活動結束後,我們陸續接到不同領域與背景的觀眾回饋,里長伯看完後,自動邀請社區的長輩一起來看戲;企業老闆立刻詢問剩餘的場次與座位,包票讓員工看表演;非科學背景的老師在看完演出後,深受劇本與歌詞感動;科學背景老師則替我們推薦給更多同儕及學生;也有表演藝術背景的學生好奇Matheatre的劇本是如何進行研究與創作,達到兼具科學正確性與創作時人文思考與藝術表現;整體而言,表演觸及的觀眾已有初步達到一定程度的多元性,從觀眾的回饋中,也讓我們進一步思考未來在企劃相關活動時,可以持續努力與改善的方向。

將藝術作為一個與大眾溝通的媒介或是探索與學習的方式,是當代科學博物館的趨勢之一,我們十分期盼這個計畫是打破科學與藝術邊界藩籬的開始,運用藝術帶來的創新,啟發觀眾的想像力與持續探索的好奇心。未來我們則希望能跟更多臺灣在地的藝術家及科學家合作,帶給觀眾更多實驗性的科學劇。

致謝

Curie Me Away! 放飛自我瑪里·居禮唱出科學小宇宙」科學劇演出計畫,感謝國家發展委員會與教育部「台北科學藝術園區計畫」專案補助與國立臺灣科學教育館陳雪玉館長支持;本館案專案執行楊孟倫、陳諾、高淑惠、廖雅婷、邱利、林佩蓉等人全力投入及全館相關組室、協力廠商共同合作;在夏日夜晚,獻給觀眾一場結合科學藝術的心靈饗宴。

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圖十三、六場演出後,國立臺灣科學教育館工作團隊一起表演劇情中瑪里・居禮因為不斷累積的生活壓力而大吼後,進行「深呼吸」的橋段。

參考資料:

有關Matheatre的相關介紹可參考其官方網站。


[1] 有關Matheatre設計與詮釋「Curie Me Away」的觀點及創作理念,主要來自巡迴國立臺灣科學教育館期間所於本館進行的訪談錄影資料。

[2] 伊雷納—居禮Irène Joliot-Curie也是一位獲得諾貝爾獎的科學家

[3] 本段內容來自於作者於國立臺灣科學教育館時,進行訪談Matheatre的錄影資料整理。

化學探究實驗:ChemBox的製作與應用 / 呂子琦

星期五 , 1, 11 月 2019 在〈化學探究實驗:ChemBox的製作與應用 / 呂子琦〉中留言功能已關閉

化學探究實驗:ChemBox的製作與應用

呂子琦

宜蘭縣私立慧燈高級中學

教育部高中化學學科中心
[email protected]

 

n  摘要

在實驗中使用電子數位感測器來延伸或代替人類感官,搭配電子式螢幕更容易紀錄讀數,如果在連接電腦的環境下,除了自動定時紀錄數據也能即時作圖。在教育部化學學科中心與聯盟學校的資助下,筆者近兩年來(2017~2019)發展了一系列化學實驗數位感測模組,稱之為「ChemBox」,本文將從跨領域角度示範如何製作「ChemBox」,並對化學探究實驗應用層面做初步分享,未來會持續發展相關微課程,提供中小學師生在做化學實驗時的另一種學習體驗。

 

n  簡介

在正式介紹ChemBox」化學實驗數位感測模組之前,先以下面五種情境來切入,之後再對應個別模組時也更容易了解其特色與應用。

在實驗中測量溫度變化使用酒精或水銀溫度計是很稀鬆平常之事,但因刻度限制及觀測不易而使記錄數據存在誤差,使得實驗結果精準度下降,而採用電子式數位溫度計能輕鬆地改善此一缺陷,搭配液晶螢幕更容易紀錄讀數。

酸鹼滴定是高中化學重要的實驗,通常仰賴酸鹼指示劑的變色來判斷是否完成中和反應,如果需要繪製滴定曲線,此時pH計將會是我們的好幫手!邊滴定邊紀錄,是否擔心紀錄的數據無法做出美麗的曲線呢?尤其是弱酸強鹼或強酸弱鹼的緩衝區,是不是常常淪為紙上談兵的計算題型呢?

    各位是如何教氣體定律呢?國中小階段大多數使用注射針筒來感受壓力與體積的關聯,到了高中則在黑板上畫著J型管,說明當初波以耳如何對定溫定量的氣體做實驗,將得到的數據分析並作圖,因此找到壓力與體積成反比。但現今實驗室大多已經將水銀回收,更別說要做J型管的實驗了!

    在自然科學領域的七項跨科概念中,老師們常以自然環境與環境保育相關的內容為探究議題,筆者自己在規劃探究與實作課程時,也把水資源列為重要的學習內容。簡易水質檢測包括:溶氧量、酸鹼值、濁度及溫度等四項水質參數,利用濁度計可以檢測水中懸浮微粒的數量,搭配其他檢測法,由學生汲取不同水源探究水質及出現混濁的現象,建構水汙染與淨化的知識。

最後以化學平衡與平衡常數測定為例,在實驗室採用目視比色法的結果可想而知,誤差頗大,就算學生認真投入也未必有好的線性結果,畢竟人的視力只能憑感覺卻難以量化啊!如果改用光度計做為測量工具,除了縮短實驗所需時間,也能讓實驗數據符合期待呢!

以上五種實驗如能使用數位化的化學實驗數位感測模組,搭配電腦連線還可以依設定自動紀錄數據在Excel試算表中,如事先規劃數據關聯進而達到即時作圖,便利觀察實驗的結果,讓科學知識更輕易的建構在學生腦海裡!這也是筆者開發ChemBox」的初衷。

20197/30~8/1,筆者在臺灣國立台北教育大學舉辦的第8屆亞洲化學教育研討會(8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry
Educators)
發表第二代「ChemBox」後,也正式宣告此系列模組細節內容將完全公開,歡迎有興趣帶領學生藉由自製化學數位感測模組或延伸到探究化學實驗的師長加入「ChemBox」聯盟,共同發展化學數位探究實驗。

n  跨領域

目前坊間也有幾間公司代理銷售著名品牌科學電子實驗器材,在一些研習場合也會看到廠商設置攤位展示與介紹,筆者十分認同這些產品的實用性,有這麼先進的電子實驗器材,數位化的介面應該也能讓學生做實驗更有效學習!然而一般中小學的電子實驗器材並不普及,或是礙於補助經費有限,只能購入少量套數,其中商業產品價格偏高佔了很大的因素,讓許多師長在編列預算採購實驗設備時,只好打消這個念頭!

隨著資訊與科技的進步,大家越來越依賴使用電腦,如同此刻我正使用Word趕著稿件!通常我們只認識基本架構與一般應用軟體,更深入的內部構造與原理並非社會大眾的專業領域了。培養電子資訊專長的學生也要循序漸進的學習,假以時日才能成為專家!近幾年在中小學資訊與生活科技領域教學現場出現了一個新寵兒Arduino[1][2]及其感測器模組,不僅讓學生更快掌握程式與硬體的互動,就連一般人想要自主學習門檻也不會太高(當然還是要有興趣才有學習的動力喔!)(註示:如果您想快速了解什麼是「Arduino」,可上網搜尋關鍵字,或觀看Youtube影片[3]的介紹喔!)

    筆者自學生時期對資訊領域持有濃厚興趣,就算成為化學老師也常到資訊中心找電腦老師挖寶取經,開始接觸「Arduino」不久,在20172月,教育部化學學科中心突破以往的框架與國立高雄師範大學自造者基地(FabLab-NKNU)[4]合辦「自造技術在化學之學科融入」研習活動,帶領許多化學種子教師跨入創客的世界,為期三天的緊湊課程替我打通了任督二脈,還在摸索階段的盲點立刻秒懂,猶如水庫在雨神來襲迅速到達滿水位了!

    在研習結束後,大家帶著作業返回工作岡位,預計在3月底要將研習所提出的構想實作成一件化學實驗教材!每天花費許多時間惡補研習中失落的片段,不斷畫設計圖以改良結構與功能,最終完成不可能的任務:神氣活現氣體定律之探究專題[5]。化學學科中心的種子老師潛力更是無窮無盡,紀錄影片:2017自造者技術融入教學成果展[6]內容令人讚嘆!

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12017自造者技術融入教學成果發表波以耳定律教具()並榮獲銀牌獎()

    在發表會結束後壓力釋放而信心大增,開始思索下一步要做甚麼?同年6月,聽到當時任職教育部化學學科中心助理的張雅雯小姐正招募前往韓國首爾參加20177屆亞洲化學教育研討會,當時她與彰化高中劉曉倩老師正在開發旋光度計,原本只是想要參與改良工作的我,突然靈光乍現:何不開發能廣泛用在高中化學實驗的模組呢?能否以自製的化學數位感測模組代替昂貴的商業產品?自此一個化學創客踏上一條漫長的開發之路!

同年1125日,國立交通大學校友會與教育部化學學科中心合辦「高中基礎科學教學研習會」,助理張雅雯小姐再度發揮個人獨特的領導魅力,讓筆者尚未思考周全之際卻不自主地允諾前往研習會分享,中間雖然歷經一些製作上的困難與經費不足的危機,甚至到前一天都還在筆者學校加工測試到三更半夜,隔天仍打起精神由宜蘭開車載著40套第一代「ChemBox」化學數位感測模組一路直達新竹交大研習會場!下午化學場次首先由彰化高中劉曉倩老師分享旋光度計,再由筆者中繼介紹「ChemBox」架構與濁度計模組的使用,最後武陵高中張明娟老師帶領大家使用「ChemBox」與濁度計模組,進行探索反應速率與反應級數的實驗。雖然現場人數眾多,無法全面解決部分老師在操作上的障礙,但這一場極具挑戰性的研習活動!更是「ChemBox」能發展至今的重要關鍵!

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22017在交大的高中基礎科學教學研習會分享第一代「ChemBox&濁度計實驗

    隨後在2017年底,受到多位化學老師的鼓舞,並收到各校補助經費用來認購第一代「ChemBox」化學數位感測模組,除了解決積欠廠商的電子材料款項,還提供了後續研發其它模組的基金。並於2018年舉辦五場「ChemBox」研習,雖然幫大家準備材料與組裝代工十分費時費工,不過沒有各位的支持,相信這個計劃就不會實現了!看著老師們體驗自製化學數位感測模組,逐步發展出「ChemBox」聯盟學校,共同開發實驗操作手冊與經驗分享,這一切真是太棒了!

    2019年初筆者開始改良第一代「ChemBox」的缺失與通病,開發了第二代「ChemBox」,並在3月的「ChemBox」系列研習中首次曝光,也有化學老師因緣際會下接觸到「ChemBox」進而深感興趣,同時希望增設第二批購入電子零組件與相關材料的機會!在3月〜7月間,筆者除了無償協助原來的40套第一代升級到第二代,盡力備齊第二代材料包轉交至各校,藉由研習或拍攝製作Youtube影片[7]教學指導各校師生自行升級或組裝。總計這兩年來採用平價電子零件與感測器完成的「ChemBox」系列模組,截至今年8月已達到100套了!

STEAM(ScienceTechnologyEngineeringArtand Mathematics)是結合科學、技術、工程、藝術,以及數學的跨學科教學方法,在開發與製作ChemBox」系列模組過程其實就是一個跨領域的教學活動,也曾有「ChemBox」聯盟學校邀請筆者擔任講師,在領域研習時間將自然科老師與學生一同分組,在實驗室從無到有體驗一場多元式教學,老師從旁指導,學生動手做,形成一幅美麗的風景畫!

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32019在秀峰高中的研習,師生共同體驗「ChemBox」實驗

 

n  Chemis try

    萬事起頭難!許多化學老師最常遇到的困難就是關於電子電路與程式撰寫,其實不用過度擔心,筆者已經開發了模組化介面並拍攝組裝與應用影片來降低使用門檻,只要老師願意自己動手或引導學生在課餘協助組裝,學生也會很有成就感的!而且這些開源模組花費比起商業產品低很多,更容易在班級實驗課時廣泛被使用。詳細內容皆收錄在筆者的協作平台網站[8]{9},免費提供收集的資源!或加入「ChemBox」聯盟學校透過網路通訊方式解答喔!

底下簡易提供一套第二代「ChemBox」化學實驗數位模組所需材料與工具的清單:

1.使用雷射切割機製作壓克力外殼,以保護電子零件與電路,圖4~9為本系列所裁切的壓克力零件組(需要雷切檔請來信索取)

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4:主機                                 5:溫度計

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6pH             7:溫度壓力計

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8:濁度計             9:光度計

2.主要電子零件:可到各大電子材料行或網路銷售平台購入,但多數是由大陸地區代工生產,再由台灣電子廠商引進,零件售價雖然不貴,但價差頗大,務必貨比三家喔!


模組名稱


電子零件名稱


數量


主機


Arduino UNO


1


1.3 I2C OLED
螢幕


1


PS/2
搖桿


1


防水型數位溫度計


DS18B20

溫度計


2


4.7KΩ(黃紫紅)電阻


1


pH


pH計模組


1


濁度計


濁度計模組


1


溫度壓力計


BMP280 溫度壓力計


1


光度計


BH1750 光度計


1


RGB LED


1


附屬零件


D-SUB 15 轉接頭


母座1個,

公頭5


10cm杜邦線


公對公20

公對母30


M3 螺絲


6mm(4)

9mm(14)

12mm(4)


六角螺帽


17


六角銅柱


5mm(4)

 

3.手工具(可視情況調整)銲槍、銲錫、美工刀、剪刀、銼刀、十字螺絲起子、尖嘴鉗、撥線器、三用電表膠帶、熱熔膠、矽利康、AB膠、氯仿

    備齊以上材料與工具後,就可以按照筆者網站[8][9]資料與Youtube教學影片[7]製作囉!

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10:第二代「ChemBox」全貌:主機、溫度計、pH計、濁度計、溫度壓力計、光度計

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11:第二代「ChemBox」:主機與感測器採統一的連接頭,具有防呆與耐用的特性

n  實際應用

 

    目前「ChemBox」有溫度計、pH計、濁度計、溫度壓力計、光度計五種感測器模組,這些感測器模組與主機連接後透過USB連接電腦,開啟具有巨集功能的Excel(由國外網友NetDevil分享的PLX-DAQ v2.11)[10]收集測量的數據。以下為筆者在研習常做的示範實驗。

1.數位溫度計

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12:「ChemBox」主機與溫度感測器連接13:「ChemBox」主機螢幕上顯示溫度

酸鹼中和為顯著的放熱反應,在實驗中如能連續測量並記錄,作圖可得溫度變化曲線,如此可由溫差求得放熱多寡,即為中和熱。亦可應用在其他適合的反應熱實驗喔!

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14:強酸、弱酸與強鹼的中和反應溫度曲線

2.pH

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15pH計感測器16:「ChemBox」主機螢幕上顯示pH

酸鹼滴定為中學階段十分重要的化學實驗,除了酸鹼指示劑外,電子式pH計也能協助我們偵測實驗進行的狀況,但想要紀錄完整的過程,趕緊來試試「ChemBoxpH計模組吧!

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17強酸強鹼滴定曲線

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18弱酸強鹼滴定曲線

由上面兩個圖型可以清楚看到:圖17的垂直線段較長,適合做為酸鹼指示劑的種類也較多,而圖18的垂直線段較短,並且大部分存在鹼性條件下,指示計的種類就以酚酞較適合了!另外此實驗值得一提的是因同離子效應而產生的緩衝區,也在即時作圖顯示出來,學生無不露出興奮的表情,可以知道這次的酸鹼滴定實驗與結果已經深植人心,之後回到課堂進行教學與討論的成效就更高了!

3.溫度壓力計

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19:改良自2017筆者自製波以耳定律教具,參加2019.09.05高師大自造者基地主辦教育部記者會:星球基地X數位自造/NKNUBLOCK+4060普及扎根中小學運算思維及程式教育

利用步進馬達能精密轉動的特性,帶動螺桿改變注射針筒體積,在定溫定量的氣體下偵測壓力的變化,雖然不是理想氣體,卻也在10毫升的體積變化下即可看出壓力與體積的關聯性。將數據作圖更能讓學生建構出波以耳定律的內涵!

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20:壓力對體積關係圖                21:壓力對體積倒數關係圖

4.光度計:

    光度計的組成需要一個光源與光度感測器,為了能研究不同色光與溶液顏色的吸收度關聯,因此採用具有RGB三色的LED燈。而在搜尋資料時,有人使用光敏電阻做為偵測光吸收度的感測器,筆者則改用更為靈敏的BH1750光強度感測器模組,讓數據更為精確。

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22:主機與光度計連接樣式,開機進行操作

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23:取用未知濃度的咖啡當作試驗樣品,依序加入等量倍數的水稀釋

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24:在不同光源的測試下,紀錄數據作圖,皆具有不錯的線性關係

這是一個無心插柳柳成蔭的試驗,原本只是想測試「ChemBox」與光度計模組的程式是否功能正常,將手邊咖啡以滴管吸取若干,配製五個濃度等量遞減的咖啡水溶液,分別放入塑膠比色槽中利用自製光度計中,RGB三色LED依序產生紅(R)、綠(G)、藍(B)、黃(RG)、紫(RB)、青(GB)、白(RGB)七種色光測量各濃度的光吸收度,連接電腦由Excel收集數據作圖畫出檢量線求得相關係數R2值,本系列實驗的R2值幾乎在0.98以上,其中以紅光0.9326效果最差,青光0.9954為最佳值,由此結果也符合採用待測物吸收光(約相當於對比色)之光源會有較佳解析效果的推論。

礙於篇幅只能粗略介紹到此,當然還有許多值得探究的實驗等待大家開發與交流,我常跟夥伴分享的就是:雖然身為化學老師,並非要任教學生都想唸化學系,「ChemBox」也不是多精密的儀器,但對學生藉由實驗更輕易理解科學概念就足夠了!如果藉由「ChemBox」的啟發進入大學電子、機械、資工或相關科系,不也是一樁美事!

n  致謝

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252019.07.31筆者帶領本校學生在8thNICE張貼海報與提供實際體驗解說

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262019.07.31邱美虹教授與慧燈高中「ChemBox」團隊在8thNICE會場合影

這一路走來要感謝的貴人很多,化學學科中心前助理張雅雯小姐功不可沒;北區桃園幫的種子教師:張明娟老師、吳德鵬老師、徐欣慈老師是幕後協助優化的好夥伴;參與研習給我回饋的老師們;還有慧燈高中可愛的學生們,默默被我壓榨幫忙組裝,宛如生產線的作業員。沒有大家就沒有「ChemBox」的成果!感謝邱美虹教授邀稿,讓「ChemBox」在台灣化學教育期刊與大家共享,在此皆一併致謝!有人問:還會繼續維護與改良嗎?答案是肯定的!

n  參考資料

1.      Arduino Home,https://www.arduino.cc/

2.      Arduino, https://zh.wikipedia.org/wiki/Arduino

3.      LazyTomatoLab 懶番茄工作室Arduino #1 – Arduino 到底是什麼?What is Arduino? (ENG SUB)

4.      國立高雄師範大學自造者基地(FabLab-NKNU)https://www.fablab.nknu.edu.tw/

5.      呂子琦,2017自造者技術融入教學:神氣活現氣體定律之探究專題。https://sites.google.com/hdsh.ilc.edu.tw/fablab-hdsh/

6.      TMCTorg攝影剪輯:化學學科中心種子教師群:2017自造者技術融入教學成果展https://www.youtube.com/watch?v=Vj-GOY1B7xc

7.      呂子琦,2019 ChemBox二代製作影片:https://www.youtube.com/playlist?list=PLtpxqOz24EL2BwxWDwCjRocFZEV8MQIO_

8.      呂子琦,2019ChemBox協作平台:https://sites.google.com/hdsh.ilc.edu.tw/chembox-8th-nice/

9.      呂子琦,化學創客ChemBox融入教學協作平台:https://sites.google.com/hdsh.ilc.edu.tw/2017-chembox/

10. NetDevil,PLX-DAQ version 2 – now with 64 bit support!https://forum.arduino.cc/index.php?topic=437398.0

《臺灣化學教育》第三十三期 目 錄 ∕ 2019年9月

星期二 , 10, 9 月 2019 在〈《臺灣化學教育》第三十三期 目 錄 ∕ 2019年9月〉中留言功能已關閉


《臺灣化學教育》第三十三期(20199月)

 

  • 主編的話

Star 第三十三期主編的話/邱美虹〔HTMLPDF

  • 本期專題【專題編輯/周金城】

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Star第八屆亞洲化學教育國際研討會辦理回顧與第八屆活動特色介紹/周金城HTMLPDF

Star 第八屆亞洲化學教育國際研討會論文發表情形速寫/林靜雯、李宜諺HTMLPDF

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 課程教材/化學實驗含影片【專欄編輯/廖旭茂

Star 平面微型電化學電池的設計與應用/廖旭茂HTMLPDF

  • 課程教材/化學課程與教學【專欄編輯/廖旭茂

Star虛擬實驗討論教學策略在氣體定律探究與實作教學的應用/李啟讓、洪振方、李坤、李柏林HTMLPDF

第三十三期主編的話 ∕ 邱美虹

星期一 , 9, 9 月 2019 在〈第三十三期主編的話 ∕ 邱美虹〉中留言功能已關閉

第三十三期主編的話

邱美虹

國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授
國際純粹化學與應用化學聯盟(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]

        我常在想一個科學概念需要在課堂上教多久,才算是理想的教學? 最近有機會到美國密西根州立大學參訪兩週,有個機會到與Joe Krajcik教授合作的斯巴達高中去觀課,觀課的班級是由Art老師任教,他的教學目標主要是讓學生預測兩個溫度感測器(一個放在容器內的冰裡,一個放在容器上方的出口處)在冰塊加熱到沸騰時,溫度的變化曲線圖為何並說明為何如此預期。學生必須先畫下預測的兩條溫度線,然後利用Pasco的藍芽儀器進行實驗紀錄冰塊加熱變成氣體的溫度上升曲線,當實驗結束,學生必須針對預測曲線圖和真實曲線圖之間進行比較,並提出自己對實驗結果的觀點。這個實驗對這一群十年級的學生而言其實並不難,但是從開始繪圖學生就有許多討論了,究竟兩條線是要從原點開始畫呢?還是從縱軸上方的某處開始畫呢? 起點要相同嗎?縱軸和橫軸的單位應該是什麼呢?隨時間增加那兩條線的斜率要一樣嗎? 若不一樣,那該怎麼畫呢?每組學生都七嘴八舌地討論著,真有趣,要找個共識還真不容易。不僅如此,要如何將藍芽溫度計探針放在錐形瓶中、如何架裝置讓本生燈均勻加熱等等,看似相當簡單的實驗,卻可以看到學生專心投入探究實驗的沉浸學習,很讓人感動。單單這個實驗就是一個81分鐘的課程,若以效率和成效來看,這個活動或許看似是個沒有效率且過度簡單的實驗,但是若從培養學生探究與實作的角度來看,讓學生經歷這些實驗技能的運用與提供論證的歷程,慢慢自我建構,其學習的意義應該是迥然不同。我們願意讓學生如此探究嗎?我們願意等待嗎? 學習的價值觀究竟是什麼呢?這個以專題導向的學習(project-based learning, PBL)計畫是由密西根州立大學Joe Krajcik教授主持的計畫,許多密西根州底特律地區的高中和加州洛杉磯市的教師都參與的大型跨州的計畫,計畫目的是希望能透過實驗活動建立模型、評價模型再到修正成科學模型,將研究成果運用在實踐面,強化教師教學專業知能,影響所及令人佩服。臺灣也正在實施新課程,強調核心素養與能力的提升,我們期待教師的專業可以引領學生進行有意義的學習。

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        本期專題是以七月在國立臺北教育大學舉辦的亞洲化學教育研討會為主,此活動由韓國、日本、和臺灣在2006年共同發起,至今已分別在三國辦理八次活動,參加的人由當初的18為代表到現在近百人的規模,實在不易。自2021年起將加入馬來西亞為主辦國,使主辦國由三國增加到四國,更加促進亞洲化學教育人的互動與分享。在這些年間亞洲各國化學家與化學教育家們也都建立起深厚的友誼,大家的共願就是讓學生喜歡化學、享受做實驗的樂趣、並能發展成具有化學素養的國民。此次專刊由大會主辦人周金城教授擔任特約主編,就其主辦的第八屆亞洲化學教育學術研討會做一回顧性報導。專刊文章有周教授的NICE活動特色介紹、林靜雯教授和李宜諺的論文發表情形速寫、廖旭茂老師和程慧文老師指導學生參加與擔任科學志工經驗分享、周金城教授和鍾曉蘭老師的中學參訪、何慧瑩教授針對籌備會議的經驗彙整與分享,為讀者勾露出大會的精采原貌。其中尤其是廖旭茂老師和程慧文老師一文中學生對於參加這次會議擔任實驗講員的心得與收穫,特別讓人感動,其中一位學生提到:「我覺得這大概是我這輩子高中生涯裡最值得紀念也最有意義的一次活動了。」我相信任何一位老師聽到來自於學生這樣的回饋,內心絕對是激動的,廖老師應該尤是。給孩子們舞台,他/她們會讓我們驚豔的!感謝所有教授、老師和學生的參與與支持,你們都是最優的化學大使,尤其是主辦人周金城教授的團隊,每位教授和學生都投入相當多的時間與精力在籌備與辦理活動上,尤其是周教授運籌帷幄,使大會得以圓滿落幕並完成一項成功的化學教育國民外交,恭喜周教授。除此之外,本期還有廖旭茂老師的平面微型電化學電池的設計與應用,和李啟讓老師等人的運用虛擬實驗討論教學策略在氣體定律探究與實作教學上,這兩篇內容都非常實用,值得作為探究與實作課程設計的參考。

第八屆亞洲化學教育國際研討會 ∕ 周金城

星期日 , 8, 9 月 2019 在〈第八屆亞洲化學教育國際研討會 ∕ 周金城〉中留言功能已關閉

第八屆亞洲化學教育國際研討會 

周金城

臺北教育大學自然科學教育學系

[email protected]

n   前言

由韓國、日本與台灣所發起的亞洲化學教育國際研討會International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, NICE)今年7/30~8/1日已完成第八屆NICE研討會三天活動的辦理,各國參加的人數也趨於穩定,常常可以看到許多熟識的面孔,包含各國的大學教授與高中老師,於第八屆馬來西亞也加入了核心國家的行列中。而我也自NICE籌備會開始參與,每一屆NICE研討會都參與,也擔任過台灣辦理NICE研討會大會秘書,一直到這次擔任大會主席,要負責申請校內外經費,並籌畫整個活動的進行。每一屆參與NICE也都在吸收各屆辦理的優點,思考要如何避免缺點的發生,這是一個漫長的學習歷程。

n   留下活動的軌跡

辦完NICE研討會後,將NICE研討會辦理的軌跡留下,提供給以後想辦理的夥伴參考也是重要的,因此邀請參與的核心夥伴分別撰文將這些紀錄留下。

第一篇由我所撰寫的文章是〈亞洲化學教育國際研討會辦理回顧與第八屆活動特色介紹〉,先描述由NICE研討會籌備到後續七屆辦理的NICE研討會的情形,且寫出比較不一樣的活動設計,以及設計這些活動時的背後考量。經費是活動設計上的最大考量,本屆的研討會由註冊費收入的經費大約總經費的四分之一,也就是四分之三的費用並須由其他管道申請。在有限的經費下要辦理有特色的研討會,是相當不容易的事。親力親為可以減少人力費用的支出,例如大會網站就是由我親自建置,就可以省下好幾萬的費用,但也耗去我相當多的時間。

第二篇由台北教育大學自然科學教育學系的林靜雯教授所負責撰寫〈第八屆亞洲化學教育研討會論文發表情形速寫〉針對本次研討會的文章進行分析整理,除了有各國參與的人數,針對投稿發表類型是口頭發表、海報發表或是示範實驗進行分析。也針對投稿的主題進行分析,發現本次NICE研討會上的投稿是以教室對話分析與教學策略與日常生活中的化學主題為最多,可以讓我們對整體的學術活動輪廓有一個清楚的圖像。

第三篇是大甲高中廖旭茂老師撰寫〈指導學生參加2019年亞洲化學教育研討會擔任科學志工心得分享〉一文,則是針對他為設計研討會所設計的化學闖關遊戲前後歷程,並帶學生全程參與NICE研討會三天兩夜的整個心得。NICE研討會創造了給高中學生的舞台,而廖老師則把握的這個機會,大力的推了學生們一把讓他們有機會參與國際學術活動。由他文章中的學生心得,可以看出他的學生可以在參與研討會的過程前後,獲得許多成長的機會。

第四篇是新北市立新北高中的鍾曉蘭老師撰寫〈亞洲化學教育國際研討會之高中參訪活動讓高中生變成主角〉一文,針對如何安排NICE研討會的高中參訪活動流程與訓練學生擔任英文導覽解說員與化學實驗活動的英文助手,都有詳細的說明。最重要的是讓高中生由活動參與者,變成活動的執行者,創造給學生舞台,也盡力幫助學生在舞台上發光發熱。

第五篇是由台北教育大學自然科學教育學系的何慧瑩教授所撰寫〈第八屆亞洲化學教育國際研討會之場地與議事組準備經驗交流〉一文,則是將繁雜的事務工作規劃做一個紀錄,讓大家了解研討會是有很多工作要同時規劃處理。找學生幫忙工作是目前大學困難的任務,因為要事先辦理保險並繳費,但是學生後來臨時有事不能來,但是保險費早已繳納,也無法向學生求償,這是找尋協助研討會人力上最大的困難點。

n   結語

第八屆亞洲化學教育國際研討會網站上,有詳細的會議議程與論文手冊資料,有關學術活動部分是比較容易了解的,但是其他沒有在網站上出現的內容才是更需要被了解。這次的第八屆亞洲化學教育國際研討會投審稿系統,是採用中華民國計算機語言學會所建置的線上會議管理系統,除了投審稿系統也有這註冊繳費的金流系統可以繳費租用,可以節省大量的時間與精力。租用系統所需繳納的費用不會很多,聯繫接洽上也不複雜,問題提出與解決都是透過網站聯繫,處理問題相當有效率,非常推薦使用,聯繫的窗口地址是位於中央研究院的資訊研究所內,若有興趣辦理國際研討會者,在經費有限的情況下,可以多加利用此管道來建置線上投審稿系統與線上繳費金流系統,應該是相當安全的,畢竟駭客也隨時隨地在等待綁架我們網站。

第八屆亞洲化學教育國際研討會辦理回顧與第八屆活動特色介紹 ∕ 周金城

星期六 , 7, 9 月 2019 在〈第八屆亞洲化學教育國際研討會辦理回顧與第八屆活動特色介紹 ∕ 周金城〉中留言功能已關閉

第八屆亞洲化學教育國際研討會辦理回顧與第八屆活動特色介紹 

周金城

臺北教育大學自然科學教育學系

第八屆亞洲化學教育研討會大會主席

[email protected]

n   前言

亞洲化學教育研討會(International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators簡稱NICE)是兩年辦理一次的會議,目前的主要核心國家是日本、韓國、台灣與馬來西亞。前八屆都是由韓國、台灣與日本輪流主辦,第七屆研討會時NICE委員會開會決定讓馬來西亞加入委員會,並決定讓馬來西亞主辦第九屆亞洲化學教育研討會,而第十屆則是再度回到日本主辦。要申辦NICE研討會必須在四年前向NICE委員會提出申請,若有興趣辦理的其他國家可以於第九屆NICE研討會時向委員會申請辦理第十一屆亞洲化學教育研討會。辦理的日期最好能配合主要核心國家的學校暑假時間來辦理,由於日本暑假開始的時間是在七月下旬,所以研討會辦理的時間主要是在七月底,以利日本的教授、高中老師與學生參與。

表一 第一到第八屆亞洲化學教育研討會與舉辦資料

地點

主辦學校

日期

大會主席


第一屆*


韓國首爾


淑明女子大學


2006/8/14-16


Prof. Choon H. Do


第二屆


臺灣台北


臺灣師範大學


2007/30~8/1


邱美虹教授


第三屆


日本東京


東京學藝大學


2009/7/29-31


Prof. Masahiro Kamata


第四屆


韓國首爾


首爾大學


2011/7/26-28


Prof. Choon H. Do


第五屆


臺灣屏東


屏東教育大學


2013/7/25-27


李賢哲教授


第六屆


日本東京


東京學藝大學


2015/7/25-27


Prof. Masahiro Kamata


第七屆


韓國首爾


首爾大學


2017/07/26-28


Prof. Dae Hong Jeong


第八屆


臺灣台北


臺北教育大學


2019/07/31-8/1


周金城教授

Prof. Choon H. Do同時間與場地辦理第19Internatonal Conference on Chemical Education與第一屆NICE研討會,之後為了讓兩年一次的NICE和兩年一次的ICCE研討會錯開,所以第二屆就由2007年起辦理兩年一次至今。2021 年第九屆亞洲化學教育研討會將於馬來西亞古晉辦理,2023 年第十屆亞洲化學教育研討會將於日本山形大學(Yamagata University)舉辦,歡迎大家後續參與。

舉辦亞洲化學教育研討會的主要目的,在於促進亞洲各國化學教師之交流,並交換各國實際推動化學教育之策略與方法,以及具體成效之分享。因此成立亞洲化學教育學會(Network for Inter-Asian Chemistry Educators NICE),以利亞洲地區的化學教育間的合作與推動。於20062月在韓國光州舉行第一次亞洲化學教育研討會籌備會議,三個國家的化學會正式代表出席的有臺灣的邱美虹教授、韓國的Choon H. Do教授與日本的Masato M. Ito教授。籌備會上決議,以後應該每兩年舉辦一次研討會,每次研討會為期兩天,每一個國家至少派六位代表參加,六位補助的代表中至少有三位是中學化學教師。主辦國提供另外兩個國家各六人的住宿安排,各國與會人員機票自理。亞洲化學教育研討會和一般國際研討會最大的不同的是鼓勵高中老師參與研討會活動。由第三屆起,增加了加強各國高中師生進行交流的機會,辦理整天的高中參訪,包含有化學實驗動手做活動與高中生海報競賽。clip_image002

2006221日於韓國光州大學所起草的Network for InterAsian Chemistry Education文件簽名資料

辦理研討會的場地各國也是不同的考量,由於都是大學主辦,因此場地大多也都辦理在大學校園中,但有時也會辦理在其他地點,如第五屆NICE的大會主席是當時的屏東教育大學李賢哲校長,由於經費充足,所以第一天是屏東教育大學中,當天晚上就驅車前往墾丁,第二天則是在福華飯店內辦理。第六屆整個活動是辦理在東京的日本科學未來館,是在一個現代科學展覽館內舉辦、第七屆是在韓國首爾的昌德女子中學辦理,這是一所強調STEAM教育的學校。

n   行政支援簡介

第八屆亞洲化學教育研討會於 7/30~8/1 日辦理,由自然科學教育學系為執行單位,此次研討會申請獲得科技部、台北教育大學研發處補助、台北教育大學理學院與台北市政府秘書處補助,以及報名註冊費等收入,讓大會辦理經費還算充足。感謝本系廖欣怡主任暨系辦助教們的全力支援人力與經費,本系林靜雯教授團隊統籌論文審稿與手冊製作,何慧瑩教授團隊負責報到資料、禮品與議事協助、蕭世輝教授團隊負責場地布置協助、李昆展教授負責大會秘書處繁雜事務聯繫、盧玉玲教授團隊協助活動報到與現場經費處理,以及自然系全體師生的各方面協助,國北教大研發處、總務處、學務處、主計室同仁在行政各方面的協助,還有新北市立新北高中化學科教師鍾曉蘭博士、台中市大甲高中化學科廖旭茂老師也都給予人力與經費的支持,讓大會舉辦得以順利完成。

除了經費支援,很重要的是第八屆NICE也向International Union of Pure and Applied Chemistry(IUPAC)組織的申請認可(endorsment),雖然IUPAC不會給予經費補助,但若通過認可,則2019NICE在國際上的能見度會增加很多,會讓更多的國外學者來參與本次會議。能順利通過認可申請,這最主要感謝臺灣師大邱美虹教授的協助,她目前IUPAC組織下的執行委員會委員,非常熟悉國際化學事務的運作,讓申請工作得以在短時間內完成,有助於我們對科技部研討會經費補助的申請。

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2019NICE大型海報架

 

n   大會參與人員概述

本次研討會報名人員,總共有 206 人,國內 133 人,國外 73 人。其中日本 28 人、韓國 15 人、菲律賓 13 人、馬來西亞 5 人、美國 4 人、中國 2 人、越南 2 人、南非 2 人、尼泊爾 1 人、泰國 1 人。論文總共接受 88 篇投稿,其中台灣有 31 篇,相關的投稿資料分析,可以參看本期林靜雯與李宜諺的《第八屆亞洲化學教育研討會論文發表情形速寫》。

n   大會特色活動安排

NICE研討會通常會有大會演講、口頭論文發表、海報發表與實驗演示等活動。相關主題與內容,有興趣的讀者可以研討會網站下載大會議程與論文手冊。本次辦理比較特別有趣的是會議兩天中午用餐接續下午海報時度由大甲高中學生所設立的化學闖關攤位,第一天的化學行動車與布袋戲西遊記融入化學實驗橋段、與晚上於海霸王大會晚宴的歡唱卡拉OK,第二天的大會閉幕式前的2019國際化學元素週期表年論壇,貓空纜車文化之旅、與第三天的早上的2019國際化學元素週期表年特展參觀,以下將簡要描述。

(一)  高中學生所設立的化學實驗闖關攤位

這是由大甲高中廖旭茂老師向我提出的構想,設立動手做化學實驗攤位。過去NICE研討會都會同時有書商的書展與廠商的儀器展,本屆也不例外,但是設立動手做化學實驗攤位算是第一次,在緊湊的兩天研討會時間中,已經切不出時間給動手做化學實驗攤位,要如何解決成為我的難題。既然廖老師都願意遠從大甲帶高中生學生到國北教大設立動手做化學實驗攤位,我要想辦法來解決這個問題。如何讓人員集中到到動手做攤位,且不需要走很長的距離,因此我將午餐區、茶敘區、廠商儀器展展區與動手做化學實驗攤位與海報展區,全部都集中到本校二級古蹟的大禮堂中。而且在時間安排上,午餐後接續海報展,再接續茶敘,這樣會形成比較長的時段,且所有的人都集中在禮堂中,應該會讓會場看起來人很多。後來,的確這樣的安排的很好,與會者會有時間去每個攤位看展示,闖關攤位的學生也可以和許多國內外的與會者進行實驗交流。下一場活動已開始,很多人還留在禮堂努力的闖關。若想知道吸引大家來闖關的化學實驗活動有哪些,可以參看本期大甲高中廖旭茂老師與程慧文老師所寫《指導學生參加2019年亞洲化學教育研討會擔任科學志工心得分享》一文,就可以找到答案了。


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動手做化學實驗攤位

(二)  化學行動車與布袋戲西遊記融入化學實驗

能夠邀請到淡江大學科學教育中心化學車與陳錫煌傳統掌中劇團到NICE研討會上進行展演,要感謝淡江大學研發長王伯昌教授與淡江大學科學教育中心質執行長高憲章博士的安排,由於化學車全台走透透活動相當忙碌,還好我們已提早一年前就邀約。原本是要在理學院的廣場上演出,但考慮前幾天都還有突如其來的午後大雷雨,臨時移到本校篤行樓一樓的廣場雨遮內。布袋戲劇本是西遊記中的金角與銀角大王的化骨水橋段,利用布袋戲孫悟空的金箍棒攪動酸鹼指示劑的化學變色實驗。現場的演奏也都是傳統樂器直接鏗鈧演奏,聲勢驚人。因為是講台與又沒有翻譯字幕,只有大會手冊上的英文劇情簡介,有些國外學者並不是很清楚演出的劇情,但仍可以看出台灣化學教育下鄉的用心。之後,還有科學教育中心示範粉塵爆炸實驗,現場是響起一片掌聲。會想要邀請化學車到NICE來,主要是因為2017年在韓國的NICE研討會就有安排化學車展示,但可惜只有車輛展示沒有實際的實驗展示,因此這次我們就安排的實際的實驗與表演。布袋戲融入化學實驗,也是淡江大學科學教育中心近期的節目,下鄉是深獲好評,學生都很喜歡,未來或許可以設法將此內容加以英文發音或字幕,可以走向國際舞台上。


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陳錫煌傳統掌中劇團演出

 


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  行動分析車展示與同仁示範粉塵爆炸實驗

(三)  大會晚宴的歡唱卡拉

不少的國際研討會會晚宴都收很多的費用,所以參加的人都很少,我覺得很可惜,因為晚宴也是研討會的一部分,高中學生也應該要有機會參加。因此,我決定一人只收600元,不足的部分我們由其他省下的經費來補貼,果真有一百多人參加大會晚宴,辦了12桌,我覺得非常開心。大會晚宴在海霸王舉行,租用台北市市區公車走公車專用道,下午五點半下班時間由國北教大到中山北路海霸王竟然不用30分鐘。晚會的表演活動安排總是讓主辦單位費盡心思,在有限的經費下也無法找到高品質的表演節目。於是我們想到找卡拉OK,因此我們租用了整套設備與播音的DJ。但是另一個問題出現了,台灣的卡拉OK大多是臺灣的歌曲,來自各國的與會者要唱什麼呢?還好我們想到了,透過手機找YouTube的影片,只要有連結網址,播音的DJ就可以將音樂播出讓大家歡唱了。剛開始大家還不好意思上台去唱,在幾杯黃湯下肚後,平常嚴肅的教授與老師們,大家都熱鬧起來,紛紛透過手機點歌,尤其各個高中生也不甘示弱,紛紛輪流獻唱,好像是小型演場會,好不熱鬧。歡唱到晚上接近九點,才搭車離開。我們在第一天晚上就辦理晚宴,這樣熱鬧的氣氛會延續到隔天,也會拉近大家彼此間的距離。
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各國與會者紛紛上台一展歌喉

(四)  2019國際化學元素週期表年論壇

因為今年剛好是慶祝俄國門德列夫提出周期表150周年,國際上有國際化學元素週期表年慶祝活動(2019IYPT),我們就請臺灣師大邱美虹教授在閉幕式前安排一個論壇,讓臺灣、日本、韓國與馬來西亞各國代表,上台告報告在他們國家辦理元素週期表年慶祝活動有哪些。而且可以與台下與會者有很好的互動,我們也可以看到亞洲各國對於化學教育活動的推展不遺餘力。過去的閉幕式前,比較少會辦理像這樣形式的論壇,但我覺得這是我們辦理NICE的特色之一。


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2019國際化學元素週期表年論壇

 

()貓空纜車文化之旅

7/31日下午大會閉幕式後,我們舉辦免費的貓空纜車文化之旅,採事先登記的方式。原本預期只有國外學者參加,國內與會者應該比較少參與,後來發現也有不少國內的與會者參與,因為他們還真的沒有搭過貓纜。


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貓空纜車文化之旅照片

()參觀2019國際化學元素週期表年特展

8/1上午在參訪新北高中前,我們安排與會者先到位在士林的臺灣科學教育館參觀由邱美虹教授所主辦的2019國際化學元素週期表年特展一個小時。特展中有元素方塊,元素光雕投影、盲人點字周期表、中學生眼中的化學元素等展示品,因此與會者都很喜歡這些展示設計。雖然展示品都是中文呈現,但是元素符號確是世界共通的,因此國外的學者也都能大致了解展示的內容。由於早上八點半由國北教大出發到新北高中,會順路經過臺灣科學教育館,因此就不會增加太多交通時間,但可增加整天活動的多元與豐富性。到新北市立新北高中參訪,本期的另一篇文章已有詳細的描述,在這裡我就不再重複描述。


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參觀位於臺灣科學教育館內的2019
國際化學元素週期表年特展

n   結語

要主辦一場大型的國際學術研討會,真的很不容易,要花的時間與精力是外人所無法想像的。雖然以前也協助過邱美虹教授辨理國際研討會,但協助辦理與主辦還是相去甚遠,要決定的事情非常的多,也需要拜託很多人來幫忙。尤其台灣夏季常有颱風,我最害怕的就是天氣這個不確定的因素,很多事情可以靠提早準備來克服問題,但是若是颱風來襲,飛機停飛、停止上班上課等問題,這都難以防備。記得在舉辦研討會的前幾天,台灣地區天天都有大雷雨,當時真的很擔心,所以也去廟裡拜拜許願,希望老天爺在研討會舉辦的時間可以讓天氣晴朗。研討會辦理前後幾天,果真的天氣非常晴朗,讓整個大會活動能夠進行得非常的順利,感謝老天爺的幫忙。感謝大家的支持與協助,讓這次的NICE研討會圓滿結束,這個會議下一次在輪到在台灣舉辦至少是八年後了,希望有志投入化學教育的先進們,可以在這幾年的時間都固定參與NICE研討會,以瞭解整個會議的活動流程,並規劃接手辦理的工作。

第八屆亞洲化學教育國際研討會論文發表情形速寫 ∕ 林靜雯、李宜諺

星期五 , 6, 9 月 2019 在〈第八屆亞洲化學教育國際研討會論文發表情形速寫 ∕ 林靜雯、李宜諺〉中留言功能已關閉

第八屆亞洲化學教育國際研討會論文發表情形速寫

林靜雯*、李宜諺

國立台北教育大學自然科學教育學系

[email protected]

 

n   前言

第八屆亞洲化學教育研討會The 8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators2019730日到81日於國立台北教育大學舉辦並已順利結束活動。本次研討會報名人員,總共有206 人,橫跨11個國家,依序為:台灣133 人、日本28 人、韓國15 人、菲律賓13 人、馬來西亞5 人、美國4 人、中國2 人、越南2 人、南非2 人、尼泊爾1 人、泰國1 人。本文之主旨希冀報告研討會論文的發表情形,藉此描繪亞洲各國於化學教育方面所關注的焦點與貢獻。以下將先介紹本次整體投稿文章於大會八大主題下的分布狀況,接著說明各國,以及不同學習階段於此八大主題關注的情形。最後,本文也分享本次研討會中特殊的亮點,包括:因應國際化學週期表年的相關發表,以及獲得最佳海報獎的發表特色,希望藉此讓未能與會的化學教育同好能一窺究竟,也讓參與此次盛會的社群伙伴們再次回味。

一、整體投稿主題的分布情形

研討會論文分為三種形式發表,包含口頭、海報與實驗示範,而本次研討會論文分為八大主題,分別為1.跨學科化學的遠景(Vision of inter-disciplinary chemistry)2.教室對話分析與教學策略(Analysis of classroom discourse and instructional strategies)3.各國化學教科書的表徵與呈現(Representation of textbooks)4.日常生活中的化學(Chemistry in daily life)5.微型實驗(Micro-scale experiments)6.多媒體教材在課室中的使用(Use of multimedia as instruments in classrooms)7.學生對化學的態度(Attitude toward chemistry)8.各國優秀科展作品觀摩與分享(Sharing / demonstration of chemistry projects for science fairs)。口頭發表投稿數為48篇、海報為33篇、實驗示範為7篇。有關發表形式與發表主題的分類呈現如圖一。整體而言,投稿數較多的為主題2.教室對話分析與教學策略(n=26, 29.55%);與主題4.日常生活中的化學(n=21, 23.86%),其中又以口頭發表占最多數;投稿數較少的為主題7.學生對化學的態度(n=2, 2.27%),以及主題3.各國化學教科書的表徵與呈現(n=1,1.14%)

在口頭發表方面,發表文章於八大主題投稿類型的分布與整體趨勢相同,皆以2.教室對話分析與教學策略(n=19, 39.58%);與主題4.日常生活中的化學(n=14, 29.17%)為主,兩類別總和將近七成。而在海報發表方面,最突出的類別是1.跨學科化學的遠景(n=9, 27.27%),其次是2.教室對話分析與教學策略(n=5, 15.15%)與微型實驗(n=5, 15.15%)。演示部分,則以4.生活中的化學最為突出(n=3,42.86%)

圖一、投稿類型分布

二、不同國家於不同主題投稿的分布情形

本次研討會88篇論文中,台灣(n=30)、日本(n=25)、韓國(n=13)、菲律賓(n=10)為投稿最多的國家,菲律賓為非主辦國家,此次有10篇投稿,表現亮眼。其他國家總和亦為10篇。圖二為不同國家於不同主題投稿的分佈,台灣方面,八大主題皆有投稿文章,最多文章的主題為2.教室對話分析與教學策略(n=8, 26.67%),最少的為3.各國化學教科書的表徵與呈現與7.學生對化學的態度,皆僅有一篇(3.33%)。其中比其他國家投稿比例高的主題為5.微型實驗(20.00%)6.多媒體教材在課室中的使用(16.67%),可以發現到台灣除了在教學策略上的發展外,也著重在實驗方面的題材,不僅可以提升學生的學習興趣,也可以融入不同的教學方式。而日本方面,其投稿主題除了缺乏3.各國化學教科書的表徵與呈現與7.學生對化學的態度外,也概括了其他六大主題,其中占最多數的為4.日常生活中的化學(n=10, 40%),此主題亦比其他國家投稿比例高出許多。次多的投稿主題為教室對話分析與教學策略(n=7, 28%),其比例大約與台灣相當。而韓國與菲律賓的投稿文章最多的主題為2.教室對話分析與教學策略(韓國n=753.85%;菲律賓n=330.00%),但是韓國較多以海報形式發表。而韓國比其他國家投稿比例高的主題為1.跨學科化學的遠景(23.07%),這可能顯示韓國在教學方面有不同的想法與策略,也想將化學帶入跨領域的方向前進,韓國近年來積極推動STEAM教育,應該有對其研究方向有所影響。此外,菲律賓有一篇發表關注主題7.學生對化學的態度(n=1),是在各國發表類別中較為特別的。至於「其他」國家中投稿數最多的主題則是4.日常生活中的化學(n=3,30%)
 

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圖二各國投稿於八大主題中的分布情形

三、不同學習階段於不同主題中關注的分布情形

而在這些投稿文章中,主要的研究對象也分成許多不同的學習階段,包含小學(n=7)、國中(n=17)、高中(n=35)、大學(n=11)以及在職教師(n=3),另外有3篇文章橫跨學習階段(n=3)。但也有部分研究並不關注在學習階段,因此並沒有提供相關學習階段的說明(n=12),圖三為投稿文章研究對象的學習階段分布情形,可以發現到研究對象以高中生占最多數(39.77%),學習階段為在職教師(3.41%)及小學的為少數(7.95%)。有關高中生的化學學習以主題2.教室對話分析與教學策略(n=9, 25.71%)4.日常生活中的化學(n=7, 20.00%),與8.各國優秀科展作品觀摩與分享(n=6,
17.14%)
為主。比較特殊的是,高中階段有將近兩成的各國優秀科展作品觀摩與分享,而這是有別於其他階段特別的地方。當初設立亞洲化學教育研討會的目的,有部分便是希望能夠交流各國優秀高中科展的作品,如果對科學展覽有興趣的老師,其實可以找機會到亞洲化學教育研討會中觀摩,尋找靈感,近距離與優秀科展作品的作者交流。
 

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圖三投稿於學習階段與主題的分布狀況

四、發表亮點

(一)最佳海報獎

本年度海報發表有四位得主,廣島大學Koga教授的團隊(Koga & Kodani,2019;Koga, Kodani, & Yamamoto, 2019)包辦了兩個獎項。這兩篇文章主要是在研究高中生的化學實驗在日常生活中運用的加熱劑“Heat Pack適用於緊急逃生和戶外活動時的使用,它是CaOAl粉末的混合物,在加水時具有明顯的放熱效果;以及利用遊戲方式模擬化學實驗,開發了一系列名為“Transpapific Traveler 1-6”的遊戲來進行化學動力學的教學,兩個主題內容新穎有趣,也發揮了對於化學教育的創意性,因此深受評審與民眾喜愛。另兩個獎項則由台灣的團隊獲得,其中一個為台灣美和科技大學教(Yeh,2019)的發表海報,他利用大家熟悉的excel作為數據處理的主要工具,教導學生利用簡單的工具來解決分析化學問題(例如導數、化學計量學等),透過平常大家會接觸到的電腦工具,更能引起大家的共鳴,也成功吸引學生與評審的注意。而台灣慧燈高中教師(Lu,2019)開發chembox數位實驗軟體,希冀透過軟體來實行化學實驗或是科學展覽,不僅有助於建立科學概念,同時也有助於線上模擬各項實驗技能,創新與有趣的數位教學,獲得評審委員的青睞。

(二)國際化學元素週期表年相關發表

2019年為「國際化學元素週期表年(International Year of the Periodic Table of Chemical Elements, IYPT 2019)」,紀念門得列夫(Dmitri I. Mendeleev)發表其第一版化學元素週期表(1869年)150週年。為慶祝IYPT,本次研討會投稿文章中也有三篇跟IYPT主題相應的文章:日本高等學校教授Nagao團隊(Nagao,Kobayashi & Sakamoto,2019)結合原子與週期表等結構,讓五年級學生嘗試著表現自己的想法來設計遊樂場設備與各種玩具,例如週期表樓梯與可以翻轉的元素圖案瑜珈墊等遊樂設施,並做出模型供展示。讓學生提出自己的想法,不僅可以提升孩子們對化學的興趣,更能幫助往後設計遊樂設施或玩具時讓兒童安全地玩,也能在日常生活中接觸到化學並能熟悉化學知識,真的是非常有趣的想法呢!而在台灣也有不同的慶祝方式。台灣的邱美虹教授團隊(Chiu,2019)介紹了台灣在國立台灣科學教育館舉辦「國際化學元素週期表年」特展,利用不同形式展現週期表的特色與歷史,展出內容包含元素方塊週期表、光雕投影、元素大事記、元素海報、各國特殊週期表、元素週期表問與答、與元素相關之文學作品與收藏品以及擴增實境與虛擬實境的展示等,內容相當多元與豐富,期間可以讓瞭解民眾與學生對化學元素與日常生活中的關係,也能促進對於學習化學的態度與觀點,來達到科普傳播的目的。此外,林靜雯教授團隊(Lee, Tsai, & Lin, 2019)辦理南花蓮全民科學週,配合IYPT活動設計了專屬於南花蓮地區的元素拼圖。南花蓮全民科學週搭配台灣科普環島列車活動(科技部,n.d.),分別訂定玉里與光復兩車站的元素為鎂與氧,藉此,不僅可以了解到台灣南花蓮特色,更能學習到元素的小故事,讓週期表增添了許多趣味性。

五、結語

兩年一度的亞洲化學教育研討會在彼此密切交流下,劃下句點。今年的發表重點可以看到各國普遍關注教室對話分析與教學策略,並較為集中在高中階段。各國關注焦點中,較為突出的是日本的相關研究也重視與日常生活的連結,這從發表的類別,以及獲獎的海報論文中可見一般。此外,今年是國際化學週期表年,在這個會議上,我們得以略窺台灣與日本兩國在此慶祝活動上的一些努力,也希望大家在此研討會中相互交流,帶回各國後,激盪起更多創意的火花,將化學的種子深植於學子心中。

兩年後的亞洲化學教育研討會將由新加入的馬來西亞承辦,新地點,新氣象,期待兩年後,各國致力於化學教育的學者與教師,再次聚集一堂,分享大家這兩年來的新成果和新進展!

六、參考文獻

1.科技部(n.d.)台灣科普環島列車查詢日期:2019922日,檢自http://pstrain.colife.org.tw/

2.Chiu ,M.H.(2019, July).Celebration of the 2019 international year of the periodic table of chemicalelements. Paper presented at The 8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators.Taipei, Taiwan.

3.Lee.Y.Y., Tsai, J.Y., &Lin, J.W(2019, July).Jigsaw of chemical elements.Paper presented at The 8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators.Taipei, Taiwan.

4.Lu, T. C.(2019, July).Application of chembox in chemistry exploration experiment.Paper presented at The 8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators.Taipei,Taiwan.

5.Nagao,A.,Kobayashi,K.&Sakamoto,Y.(2019, July).Playground equipments for children to be familiar with the periodic table.Paper presented at The 8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators.Taipei,Taiwan.

6.Koga, N., &Kodani,S. (2019, July).Thermochemistry of daily-use heating agent: Astepwise inquiry in high school laboratory. Paper presented at The 8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators.Taipei, Taiwan.

7.Koga, N., Kodani, S., &Yamamoto,Y. (2019, July).Classroom activity on chemical kinetics using a series of games: Transpacific traveler.Paper presented at The 8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators.Taipei, Taiwan.

8.Yeh, T. S.(2019, July).Using open source software for analytical chemistry.Paper presented at The 8th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators.Taipei, Taiwan.

第八屆年亞洲化學教育國際研討會指導學生參加與擔任科學志工心得分享 ∕廖旭茂、程慧文

星期四 , 5, 9 月 2019 在〈第八屆年亞洲化學教育國際研討會指導學生參加與擔任科學志工心得分享 ∕廖旭茂、程慧文〉中留言功能已關閉

第八屆年亞洲化學教育國際研討會指導學生參加與擔任科學志工心得分享

廖旭茂1, 2, *、程慧文1

1台中市立大甲高級中等學校
2
教育部高中化學學科中心
*[email protected]

 

n  前言

NICE結束了,回到學校,這群學生被學校安排在朝會時分享參與國際科學志工的心得,看著一張張流轉的照片,心情不自覺的翻騰起來……故事就從九個月前金城教授拜訪學校後,開始了這場驚奇之旅。指導高中學生在國際研討會的場合上擔任年輕化學大使,分享創新實驗,是一項全新的挑戰與經驗;從動心起念、提議、溝通、協調、布局、設計、籌畫、教育訓練、練兵、上場、到最後的感動,能帶領這一批學生參與整個亞洲化學教育研討會,歷程甚是漫長又精采;心境的跌宕起伏,更是筆墨難以形容的(下圖為NICE活動的開幕式合照)

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1NICE研討會的開幕式合照

回顧臉書,我曾寫下了這些文字,當時的文字真實的傳遞了當時的直接感受!

NICEAGAIN-完攻、完工!

 

NICE重頭戲結束了,回飯店漱洗完畢,一個人在街頭看到了虱目魚粥的招牌,立馬進去,點了一碗虱目魚肚粥,妄想在熙來攘往的城市裡找到故鄉的滋味⋯⋯

  為什麼那麼忙,兩天裡個人工作坊與學生闖關活動所呈現的創意、細膩的實驗內容可以說明一切;美國、日本、韓國、中國、馬來西亞與菲律賓等參與者們驚訝、驚喜的讚嘆,對大家的「用心」做了最佳的佐證,記得出發前跟學生勉勵的:「今天沒有其他團,只有甲中團,此刻你所代表的是甲中(大甲高中),也是台灣。國外與會者會透過你們的表現來評論台灣的水準,要把最好的表現出來,贏得外人對我們的敬重……學生們聽進去了,也辦到了,沒有辜負我茂茂老師與信任我的周金城教授、邱美虹教授所搭建的舞台!茂茂感到無比的榮幸!

  當然學科中心夥伴的支援與鼓舞給了很多力量,他們當中很多都是犧牲假期、自掏腰包、不遠千里迢迢前來相挺的,我誠摯的感謝她們綿延又澎湃的友情!謝謝甲中學校裡,好同事物力、人力的全力支持;謝謝家裡的老婆大人只靠一個人想完工是真的沒辦法的!想把一件事情做好的意志,讓所有有形無形的資源到位,讓一切趨於圓滿!

  最後美虹教授的叮嚀,有點重量的壓在肩上,不過創意難教,每個世代也都有格自的特色與優點,或許只要立下了好的榜樣,優雅身影會引領著下個世代踏出屬於自己的華麗舞步…..

  下個完工亮點在哪?其實我也不知道,我只知道不是當下,當下茫茫,需要很多很多的休息…………

n  上場之前…..

這次參與科學志工大都是在高二修過與東海大學合開的「探索化學」選修課的學生,這個班學生都有比較多的實作經驗;調查後有15個同學願意到台北參加活動,但活動期間適逢學校第一次升高三學測模擬考,這對學生而言有著蠻大的心理壓力,對帶隊老師而言更是一種意志試煉,加上食衣住行各方面上有太多不確定的因素,撐住壓力,聚焦解決各種問題成了首務。還好在金城教授的協助下,確認學生在活動期間可以住宿國北教大的優質宿舍,讓老師們先鬆了一大口氣。

接下來是決定演示分享的化學實驗闖關活動,實驗最重要的是場地,考慮擺攤的地點在活動中心的場地後,經不斷的沙盤推演最後確認四個實驗活動關卡以及一個官能基爬爬樂桌遊關,每個關卡有三位同學擔任關主;實驗的內容都是微型實驗,不需要使用大量用水所以適合在大禮堂進行,而且大多是我最近開發的實驗內容,是偏向微型化綠色化學的實驗設計內容,近幾年也在國際上風行,展示的過程贏得相當多的讚許,印證了「綠色」當道的氛圍。本活動為了吸引來賓來參與而設計了闖關卡,所有人只要過一個關即可蓋章,集滿五個章,即可獲得本校自行開發的桌遊組,下圖為闖關卡設計圖。

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2:上圖為闖關卡正面,闖關章蓋在容器空白處(本圖由本校黃維靜老師設計)。

n  學生國際交流活動的初試啼聲

729日來臨之前,學校接待了一個越南的交流團,來賓是胡志明市教育大學的師培生,為了讓志工學生們有實際交流的機會,雖然很倉促,不過還是很勇敢的接下這個案子,安排了一場科學闖關的體驗活動,並要求他們一定用英文與對方交流,畢竟月底的活動關係到的不只是個人榮譽,而學生對伸出觸角對外交流展現出異常的熱情,從歡迎會的起手式,到講解科學原理時的賣力演出,最後開心的合照,活動的安排據暨南大學教授轉述,頗獲稱許。會後學生深受鼓舞,各組相互討論的機會增加,該說的、沒說清楚的、有瑕疵的,都主動要跟老師約時間再練習,學生自我要求度明顯提升。下圖為體驗交流活動時的照片。

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3:台越交流科學闖關活動組圖

 

n  關卡介紹

上次交流練兵之後,修改部分內容與流程,NICE的關卡內容分述如下:

一、微型離心管中合成奈米磁顆粒

第一關是奈米磁流體關,英名為“Synthesis of magnetic nanoparticles in microcentrifuge tubes”,主要任務是教導闖關者在離心管中合成奈米磁顆粒,合成的磁顆粒在磁鐵的吸引下,如果有明顯的突出峰就算成功;因為反應物的使用量僅滴數,產物四氧化三鐵磁顆粒的共沉澱實驗在離心管狹長的空間中進行,混合的均勻度與否,讓這樣的實驗存在一些不確定的因素,學生必須事先經過不斷的練習,並考慮各種可能的變因,難度不低。闖關的部分學生設計了「搶救喜羊羊」大作戰的趣味活動,在規定時間內利用磁鐵釣竿釣起本實驗的反應物或產物,即闖關成功,下圖是奈米磁關的實作過程照片。

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4:圖左為奈米磁顆粒靠近磁鐵時產生的變化,圖右為設計的闖關遊戲

二、利用鈷氯錯合平衡製作感溫變色棒

第二關是感溫棒的製作,英名為“Making thermochromic tube via the cobalt chloride equilibrim”,主要的任務是利用氯化亞鈷與氯化鈣兩種溶液,調配出不同顏色的溶液,藉此探討濃度對平衡移動的影響;並利用配置的溶液,注入細玻璃管,製作感溫棒,完成的感溫棒可置入冰、熱水中,觀察顏色的變化,藉此探討溫度對平衡移動的影響。下圖是感溫棒關的實作過程圖。

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5:感溫棒的製作與測試的過程

 

三、利用微型電池探索電化學原理

第三關是微型電池關,英名為”Exploring the principle of electrochemistry via micro-electrochemical cell“,主要的任務是讓來賓們利用學校開發的微型電化學電池模組,來量測不同金屬電極組合的電位差;嘗試由關主提供的電極材料,組合出兩組高效能的電池,並點亮LED燈,即算闖關成功。此微型教具是剛研發改良,詳細的製作與教學應用可參考本期2019年九月份刊出的文章:平面型電化學電池的設計與應用。下圖為微型電池關的實作過程。

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6:圖左為濾紙鹽橋上添加硫酸銅溶液,圖右為串聯兩組電池點亮LED燈的過程

四、綠色蝕刻鑰匙圈製作

第四關為綠色蝕刻關,英名為”Making the key ring via green etching“,主要的任務是引導來賓體驗本校開發的綠色電化學蝕刻教具,不使用強酸的情況下,在一塊方形的黃銅板上,藉由直流電與鹽水,蝕刻出此次活動的LOGO文字,並製作成鑰匙圈,鑰匙圈很有紀念價值,頗受來賓喜愛,相關類似的製作的原理與方法可參考台灣化學教育網站文章1。下圖為綠色電化學蝕刻關的實作過程。

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7:圖左電化學蝕刻的過程,圖右為鑰匙圈的完成圖

五、官能基爬爬樂桌遊

第五關為官能基爬爬挑戰關,英名為”Functional Group PaPaGo Board Game“,主要的任務是引導來賓先認識分子撲克牌的設計原則與使用規則,再配合Functional Group PaPaGo桌遊布進行遊戲闖關,最先到達終點者得勝,此桌遊是本校開發用來學習有機化合物,認識分子2D3D結構的創新教具。關於如何設計與使用可參考科學研習月刊上發表的文章2。新改版的官能基爬爬樂桌遊如下圖所示。

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8:新版的官能基爬爬樂桌遊

n  活動開麥啦

緊張興奮的時刻終於來了,因為器材繁多,長途奔波不便,阿茂老師前一天自行開車將闖關活動實驗器材、海報以及辦理工作坊所需的材料載到會場安置,做好準備工作。同學則於隔天一早六點由慧文老師帶領搭乘學校租賃的中巴一起前往台北教育大學。

一、闖關活動:

學生們一大早六點集合,由大甲出發,約八點多到達國立台北教育大學會場,同學帶著惺忪的睡臉將行李搬下車,在門口碰巧看到大會的大型看板,在老師的邀請下,開心的在看板前留影,隨即小跑步前往自然系系辦放置行李,接著將各組的實驗器材搬往活動中心,並完成辦到手續後,最後趕忙前往會場參加大會九點整的開幕式。下圖為活動前合影

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9:活動前匆忙的合影

為不影響正常議程,闖關活動的時程安排在第一天與第二天中午的12點到下午2點,開幕式後同學轉戰大禮堂開始布置,將實驗活動的器材擺置好,接著先提早用午餐,並稍作休息。很快的上午的兩場大會專題演講結束,與會者們陸續返回大禮堂用午餐,學生志工們隨即上場。下圖為各關闖關活動過程。

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10:各組闖關活動

為激勵同學的使命感與自我要求,行前做了一些心理建設,同學們知道自己代表的不只是大甲高中,自己是台灣唯一上場的科學志工團隊,自己在2天裡將擔任台灣化學大使,向國際友人傳遞,並呈現化學教育方面的實驗創新成果;為鼓勵同學能夠放開心胸,勇於跟來賓互動,我設計了小組間的競賽活動,各組可以主動跟來賓合照、要簽名以及交換名片,但不可勉強來賓,最後按簽名與合拍數量來決定勝負,贏的組別可以獲得老師的神秘禮物。正式上場時,學生剛開始有點緊張,熱身後隨即大展開,努力地扮演自己好化學大使的角色。下圖為各關闖關活動與來賓開心的合照。

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11闖關活動合影

活動中心下午三點後都是作為海報展會場,所以研討會的人潮湧向會場,729~30日原本兩點結束的活動延續舉行,一直到四點半才結束。

二、晚宴活動

第一天活動後學生的晚餐,原本沒有幫學生報名繳費大會晚宴,但在金城教授的安排下,免費讓志工同學跟所有的與會學者們一起到海霸王餐廳參加晚宴,為了答謝金城教授的好意,活動前學生除練習實驗操作、口語講解外還一起排練了一首歌-The thousand years。參加晚宴的學者們來自四面八方,除了有經常參加的NICE研討會的熟悉面孔外,此次更多了許多第一次參與來自東南亞、南非、美國的學者、老師,雖然彼此間並不熟悉,當晚宴開始時,學生被主持人要求上台熱場,學生在老師要求下,有點靦腆的上場(其實他們有很多隱藏版的歌王、歌后,恨不得掌控麥克風,SOLO歡唱)。學生一上場隨即炒熱現場,同學很主動的把新認識日本的帥哥Yamakawa Haruki帶上台合唱,年輕學子悠揚的歌聲帶給現場的是無敵的青春活力,縮短了人與人之間的距離,也解除了對外在陌生世界人我的武裝,我的血液瞬間熱了起來

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12晚宴上的大合唱

第二天的闖關活動在經過晚宴活動的宣傳後,更加熱絡,志工們更加忙碌;海報展活動結束,所有學者參加了閉幕式,為了善後,同學們則是忙著整理實驗器材而未參加閉幕式。第三天是高中參訪活動,學生分別參觀了科教館展出的元素週期表特展,此特展是由臺灣師範大學科教所邱美虹教授策畫,讓學生們大開眼界;十點半後到下午四點則是參觀台北市新北高中,並參加由鍾曉蘭博士所舉辦的美容品DIY活動,以及學生海報展,DIY活動由慧文老師當任翻譯工作,教導各國的學者、老師、學生一起DIY,活動在輕鬆的氣氛下結束;頒完海報獎後,大夥一起行動搭車班鮮少的海線自強號回到大甲,結束三天精彩的活動。

n  學生心得

活動結束,要求學生趁記憶猶新寫心得報告,用心得報告換大會頒贈的志工證明書,茲將學生的心的簡述如下:

昀柔:在這兩天的闖關活動中,聽到最開心的一句話莫過於「你是位好老師!」聽到這句話十分感動,我們的努力別人看到了….當然這一切都是茂茂老師的功勞,沒有您活動也不會這麼成功,聽別組說有些教授想要您的名片勝過遊戲,闖五關只為了您的名片。謝謝邀請我參加的好友們,讓我的高中生涯不留下遺憾。

芷彤:在這次的活動中,我很清楚的感覺到自己與其他人的差距。無論是同樣參加活動的學生,還是志工同學,在面對國外的嘉賓對答如流,精確的做出示範,同時加以註解。而參加海報展的同學更加厲害,除了純英文的海報外,還得面對各國教授的提問。這樣的場面,或許是不夠熟練,常常忘詞,甚至不知如何回答外國老師的提問,說來有點丟臉。在即將到來的高三,及未來的日子中,我會努力充實自己,增強自己的實力,以面對未來的任何挑戰。

光哲:即使當天成功率大約一半一半,但我覺得關主與闖關者們都度過了美好的時光。在那二天,我看到了因成功而欣喜的表情,好似發現新大陸般興奮的表情,看到因失敗而有點小落寞。其中有位教授,我特別有印象,因為他連續兩天都有來,因為第一天的不成功,所以他再來挑戰一次,我十分佩服這種不服輸的精神。看著一雙雙熾熱的眼神,眼裡散發著熱情。即使眼前的他看來是四、五十歲,但給我的氣息,活力卻跟一位一二十歲年輕人一樣,可能這就是他們對化學的熱忱吧!一路走來,我十分感謝這些老師同學,我們相互幫忙,運用各自的長處完成這樣艱難的任務,不僅顧好各自組別,還會一起幫忙其他組。還有當初邀請我的同學,謝謝他們讓我有機會參加這活動。縱使耗費掉許多玩樂、讀書、社團甚至是模擬考的時間,但我覺得一切都值得了。

育暄:透過參加化學營這個機會,讓我體驗到了不一樣的經驗。在這三天的過程中,不僅僅認識到其他國家的朋友、教授、老師,也讓我有了更大的動力及憧憬了吧!因為看著其他地方的朋友有這些傑出的表現,讓自己對自己的現狀有了更大的期許,期許自己有朝一日也能在自己喜愛的事物上有所成就。其中更加體會到國際語言的重要性了,雖然說很多時候能用肢體語言來表達,可倘若能直接明瞭的說出口來還是比較方便的,所以英文很重要,能說,會聽更重要。很感謝這次的活動讓我有了個難忘的回憶,交到一個可愛的日本朋友;感謝茂茂老師這段日子的細心指導與付出,也感謝夥伴們的互助,大家都辛苦了!

宗諺:從第一次做奈米磁顆粒的失敗,到在NICE上的成功,這中間經過了許多的挫折,像溶液比例到底要是1:2還是3:5?廢液倒得乾不乾淨?磁力突出峰的明不明顯?我們不斷的利用課餘時間不斷的做實驗、測試條件。這三天,我看到了來自日本,韓國甚至還有越南和南非的教授和各國的學生來參加這場化學盛會,精彩的國際化學海報展覽、各場教授的華麗演講。更讓我發現到這世界上也有許多跟我們一樣年紀的人正在為自己的人生奮鬥;因為NICE我有了更廣擴的視野,因為NICE我得到了很多知識,因為NICE我成長了。

宜柔:非常榮幸能參與第八屆亞洲化學教育研討會,感謝主辦單位能給我們擺攤布置活動的機會,在這場活動中,接待了許多來自不同國家的教授、學生,這既能增加我與外國人士交流的機會,也能更了解其他國家對於化學的看法及不同的理解方式,拓展自己對於這個世界的視野。因為這個活動,我們必須分組共同布置不同的遊戲,最能感受到的就是大家的合作精神,以及不分你我他的一家人關係,大家都抱持著有難同當,有福同享的態度,互相扶持,當然最偉大最辛苦的還是我們的茂茂老師,指揮我們每一項步驟順序,替我們準備好所有的材料,在準備前往台北時,還不忘時時的提醒我們,要把我們最好、最棒、最完美的那一面表現出來,不能讓這幾個月下來的熱身準備付諸東流,我們代表的不只是大甲高中,還是台灣!並鼓勵我們,放輕鬆,其實這個活動並沒有想像中的那麼令人緊張,要帶著謹慎及愉快的心情去接待每一位參加者。

翊菲:我覺得這大概是我這輩子高中生涯裡最值得紀念也最有意義的一次活動了。活動過程中,我學得了好多新的東西,也認識了來自越南及日本的朋友;活動期間許多人對我們這組做的感溫棒很感興趣,有來自日本的兩個姐姐看到氯化亞鈷變色驚呼了一聲すごい
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,還有來自日本的老師告訴我,她要學起來然後回去教他的學生。謝謝茂茂老師及主辦單位讓我有機會參加到這麼好的活動。

靜如:我負責是官能基爬爬樂關,經過這次的活動,我收獲良多;除了和日本小帥哥交朋友之外,也和許多不同國家的人進行交流。此次的活動也讓我的英文口說有明顯的進步。很高興可以和大家一起參加這個活動,也很開心可以和大家一起留下這美好的記,也希望我們以後還有機會參加。Thank you for the memories that we created together in these three days. Hope to see you again in the future.

淳煜:在這次擺攤活動中,其實比我原本想像中的還要得到很多東西。其中最珍貴的是和許許多多的國內、國外老師以及教授們聊天、交流。像是國外教授,你可能就會了解自己的表達能力的侷限,在聽不懂得情況下該如何想辦法解決。面對國內的老師,那就是你的表達條列要清楚,其中會產生很多想法上的碰撞,比如選用新的材料,或是實驗方式的改善。真的很開心有這樣一個機會,可以參與這個活動。

可妮:我們是微型電化電池關,為了能讓所有的來賓都能體驗這項活動,我們都花上好幾天的時間裁切足量的金屬片與材料,並磨平利邊。過程中與夥伴一起早起,一起努力,一起做實驗,一起互相加油,珍貴情誼是過程中最大的收獲之一。有非常多來自國外的學者來參與這個活動,很開心能跟他們互動、交流,引導他們完成實驗任務,當看到他們利用電化電池點亮LED燈時露出的笑容,內心有滿滿的成就感。

n   結語

持續對外交流,努力跟全世界交朋友是台灣該走的路。

這幾年台灣在改變,各階層的高中向外交流的機會激增,往往造成學校行政一定程度的負擔,但想想如果可以讓孩子多一些舞台,多一些接觸外界的機會,這些辛苦似乎是值得。本次在亞洲化學研討會上的科學闖關活動,感謝金城教授與美虹教授的支持與協助,讓鄉下的孩子有機會接觸到外界,並提升看世界的視野,從中汲取他人的新觀念、新作為;感謝蕭校長與怡君主任全力的支援,讓志工服務工作圓滿成功;最後感謝化學科夥伴,無怨無悔指導同學。科學推廣志工雖說只是一小步,但如果能成功地擔任年輕的化學大使,讓國外的學者、專家驚艷、叫好,不啻讓台灣化學教育的聲望往前邁了一大步。

志工們,老師以你們的表現為榮。

n  參考文獻

1.      廖旭茂、黃維靜(2016),化學學習新體驗:3D 分子博覽會。科學研習月刊,55(7)36-44。網址:https://www.ntsec.gov.tw/FileAtt.ashx?id=3084

2.      廖旭茂、黃維靜,行動電化學蝕刻─印台和金屬書籤的製作。台灣化學教育期刊。20147),期2http://chemed.chemistry.org.tw/?p=2174