臺灣化學教育

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

從展示、演示與實驗跨出科教館在國際化學元素週期表年的盛宴

陳虹樺^1*、陳雪玉²、林祝里³、李姤妤¹、陳思羽¹、周憶慈¹

國立臺灣科學教育館實驗組教育人員¹

國立臺灣科學教育館館長²

國立臺灣科學教育館實驗組主任³

[email protected]^1*

科學的發展，元素週期表扮演了相當重要的角色。第一個有規律性的元素週期表是在1869年由俄國化學家門得列夫（Dmitri I. Mendeleev）所提出，為表彰門得列夫對科學的貢獻，適逢2019年是第一張元素週期表提出的第150周年以及國際純化學及應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry,簡稱IUPAC)成立100 周年慶，聯合國教科文組織便訂定2019年為「國際化學元素週期表年」（International Year of the Periodic Table of Chemical Elements,簡稱IYPT）。在此國際盛會下，國立臺灣科學教育館(後簡稱本館)秉持推廣科學教育的宗旨及本質任務，應邱美虹教授之邀請，與全臺相關推動化學教育、科學教育的館所、機構及中心，共同辦理各式推廣慶祝活動，從「發現週期表」、「認識週期表」到「應用週期表」的脈絡，規劃一系列的科學課程與科普活動，提供中小學師生或一般民眾體會化學元素週期表的奧秘與美麗。

壹、 發現週期表

世界各地推動的IYPT慶祝活動是為了引起世人重視元素週期表發現的歷史脈絡、科學發展與元素的密切關係、元素在生活上的價值以及稀缺元素對科學與生活永續發展的影響等。為此，國立臺灣師範大學、中國化學會及本館在6月1日至8月26日首波於科教館3樓公益特展區舉辦了「2019國際化學元素週期表年特展」，透過大型元素方塊堆疊的元素週期表，結合光雕投影和豐富的元素相關展覽品，讓民眾能對元素週期表有較深入的認識，及瞭解元素與生活其實是息息相關。本館展期結束之後，基隆國立海洋科技博物館、臺中國立自然科學博物館、高雄國立科學工藝博物館及屏東國立海洋生物博物館亦陸續展出結合該館特色的化學元素週期表特展，可逕至各館網頁查詢。有關臺北科教館的IYPT特展詳細介紹，可詳閱本刊2019年5月第31期由邱美虹教授主寫之「《2019國際化學元素週期表年特展》活動介紹」。

貳、 認識週期表

(一) 強調探究與實作的實驗營隊-IYPT元素營

在聯合國提出的17項「全球永續發展目標」（Sustainable Development Goals, SDGs）中，從經濟成長、環境保護及社會進步等三大面向探究永續發展的議題，也顯示國際間對「永續發展」議題的重視，其中「優質的教育(Quality education)」該項議題更與本館成立宗旨及本質任務相符，並致力提供各年齡層、不受宗教、種族、性別及社經背景等限制之優質的科學教育課程及活動。在「化學元素週期表」之主題下，本館邀請理化背景專長、實作經驗豐富的國高中職教師成立化學元素課程規畫小組，首先針對國小高年級以上學生發展從單一元素到結合相近性質多種元素的多元課程。同時，課程設計也呼應108新課綱強調學生探究與實作能力的培養，從生活中重要且常用的元素著手，將學科知識、實驗操作、生活應用等層面相互連結，特此規劃「電池與能源」及「生命大事記」兩大主題的科學營。

在「電池與能源」營隊中，以氫、銅、氮、矽的基本性質介紹與相關特色實驗操作，以及電池組成與金屬材料間關係探究，帶領學生認識電池與能源相關概念的課程設計；例如：「銅」元素帶入國中常見鋅銅電池與電能產生的關係、從「氫」元素及「矽」元素介紹氫能與太陽能的應用等。在「生命大事記」營隊中，以碳、氧、碘的基本性質介紹與相關重要實驗操作，以及鹼金族、鹼土族與鹵素族的化學性質測試與現象觀察，最後結合AR技術的元素擴增實境呈現與表達化學元素內容，也安排其中一堂課參觀位於本館3樓的IYPT特展，能以更系統性的欣賞元素發現歷史、重要科學家故事及各種類型元素週期表等內容，並依學習單的引導，進行重點觀察及紀錄(如圖一)，讓學習場域從實驗室延伸到展場。

本次營隊的教學設計中，強調探究與實作的學習歷程，教師除安排各種元素相關實驗讓學生認識元素的性質及應用性之外，也在實驗的過程中提供學生觀察、實驗變因探索及實驗結果討論的引導式探究設計。另一方面，因應科展逐年重視實驗記錄在科學研究上的重要性，為從小紮根學生對實驗筆記的認識並培養紀錄的重點及習慣，本次規劃的營隊中在進入第一堂課元素主題課程前，先安排半小時的實驗筆記課程，並請授課教師在後續課程中加強學生進行實驗筆記的訓練，逐步培養學生在科學研究上的基礎能力。

本次課程實施在今(108)年的暑假期間，招收國小高年級學生共77位，透過課後課程回饋單的分析(採五分量表，分數1-5分，分數越高表示越滿意)得知，學員對講師的上課方式非常喜歡(M=4.41)、對課程內容非常感興趣(M=4.49)、參加後的學習收穫感到非常豐富(M=4.52)，顯示學生喜愛本次課程的設計；另外，從學員的訪談中，學員自認瞭解課程中提到的科學名詞，如「氫H、銅Cu、Fe是鐵、矽是Si」，且在參加營隊後，對於化學元素的學習更感興趣，也會想要了解其他元素的特性。除了學生的回饋外，在營隊課程結束一個月內亦召開課程檢討會議，從教學者的回饋進行課程的調整，例如：建議在3小時的課程時間內，部分實驗可先準備半成品(例如: 容器先挖洞、電線先焊接好…等)，以掌握課程進度；實驗操作設計如有實驗組與對照組時，要讓學生仔細觀察兩組設計的差異性，在實驗操作中也要留意勿因操作上的疏失，而讓數據結果被質疑
(例如:燃燒鋼絲絨時，學生常會因動作過大，讓部分鋼絲絨掉到容器外，造成數據差異)；燃燒鹼金屬、鹼土金屬的實驗中，發現學員較難判斷金屬的燃燒狀態以及是否燃燒完全，建議可改為影片或圖片輔助教學；另外，化學實驗操作前必要的操作說明及安全注意事項要再三確認，讓學生了解正確的操作步驟後，再進行實驗，以確保課程安全性。透過學生與授課教師對課程的回饋，後續將對課程進行調整，作為本館特色營隊開放給更多學生有學習的機會。 

圖一 「生命大事記」營隊中學生參觀IYPT特展並進行觀察及紀錄

(二) 從化學元素的發現歷史學習化學元素–化學元素報你知

「歷史」係指人類社會過去的事件和行動，以及對這些事件行為有系統的記錄、詮釋和研究。「化學元素報你知」的系列課程從單一化學元素被發現的科學歷史中，帶領學習者了解科學知識發展的脈絡，以及當時時空下的科學家們提出這些概念的想法，以協助學習者進一步地認識該化學元素的性質及應用。今年總共發展3件教案，分別為「百變碳元素」、「氫」及「氧」。

碳元素是在有人類活動以來，就有存在痕跡的古老元素之一，存在形式多變，包含八種同素異形體，應用範圍廣泛，從奈米碳的特性探索、巴克球製作及有機物與無機物的實驗中，初探碳元素的百變性質(如圖二)。氫及氧的發現，則與燃燒現象息息相關，從17世紀的波以耳、史塔爾，到18世紀的舍勒、普利斯力、卡文狄西、拉瓦節等科學家的科學研究中，科學家們逐步建構出氫及氧的輪廓，並各自提出燃素說、氧化說等不同的科學理論。在課程中教師從介紹這些科學知識發展的歷史背景引導學習者說出科學家們提出理論時的依據及證據，透過提問，讓學習者能思考站在不同角色立場時對提問的回答為何，認知及理解科學知識的產生會依自我的立場及觀點而不斷的改變，培養學習者批判思考的能力。

「化學元素報你知」課程實施在假日上午，每堂課3小時，共有61位4-9年級學生參與，雖然學生的年齡層差異較高，但教學者以明確具體示範操作步驟，大多數學生仍可完成實驗；惟深入以化學方程式來解釋觀察到的現象時，七年級以下學生因沒有理化基礎，會先簡單說明元素符號及化學方程式的意義，建立學生對化學反應的基本概念，八年級以上學生因已開始學習國中理化內容，但因學習進度略有差異，會先請他們說明該堂課中出現的化學方程式代表的意思，便於教學者判斷該班學生對化學符號理解的程度，以決定加強補充說明或僅帶過此部分的內容即可，得以掌握課程進度。

在氧元素的課程最後半小時，嘗試讓學生自行設計題目的「快問快答」做為學習成果檢核的方式。首先讓學生將該堂課中學習到的內容設計成題目，讓其他小組搶答，設計題目及答對的小組都可以得分。從學生設計的題目與答案，教學者可以了解他們對元素的理解程度，再者，也請其他小組學生判斷這個題目的設計是否正確及合宜?若他們可以再次修正，他們會如何修改?提供學生進行後設思考的機會，是值得推薦非制式場域進行課程設計者之參考。

圖二 「百變碳元素」中學生觀察白糖及鹽巴燃燒後的產物探究有機物與無機物的差異

參、 應用週期表

(一) 化學元素尋寶趣

在科學的發展上，解謎活動是科學家尋找自然奧秘的基礎，因對尋找未知的好奇與渴望，才能發展出科學上新穎、創新的理論、方法與技術。基於此，運用人們喜愛的解謎形式，結合化學元素週期表的內容，特別邀請具有物理、化學、遊戲設計相關背景的3位專家與本館同仁一起合作發展「化學元素尋寶趣」的活動，讓參與者透過解謎的歷程，增進對化學元素的認識以及與生活的連結與應用在遊玩的過程中了解化學元素與生活的關係，達到科普傳播的目的。

另一方面，本館展館為一棟地下三層及地上11層樓的高大建築，包含汽機車停車場、賣店、常設展、特展區、實驗室、會議室、劇場、圖書館及公共空間等區域，為讓參與者有機會更深入探索本館各個展區或空間，以達活用本館場域推動科學教育的任務，在基於傳播與應用化學元素週期表的內容及活化本館設施的兩大目的下，每一個元素關卡的設計採兩階段任務。第一階段任務是本館位置搜索，參與者從關卡提示中(圖卡或說明)先找出並到達本館某一特定位置，以便找到第二階段的化學元素實體題目，有關第一階段的題型範例如任務一(圖三)，透過第一階段任務的解謎，增加參與者探索本館展館空間的機會，若時間足夠，也能駐足觀察該區所設計與科學教育有關的內容。第二階段任務是化學元素知識題，當參與者依提示找到正確位置後，就能在附近發現與化學元素知識有關的實體謎題（A3題目一張，如圖四），當解出第二階段任務的答案後，才算完成該關卡，另外，也會在答對該關卡的答案後，出現這個關卡代表元素的基本知識。有關第二階段的題型範例及元素知識說明如任務二。

任務一：

地點：5樓 探索化學世界

科妞正在跟科寶傳訊息…

結果科妞回傳一個笑臉的回覆。（如圖三）

猜得出科妞現在人在什麼地方嗎？說不定題目也在那邊喔？

圖三 第一階段任務的提示圖片　

任務二：

當我們通電到水中的時候，水裡面的元素就會被電出來喔！我們稱為這個現象叫做電解。因為水的化學式是H₂O，所以電出來的氣體自然就是哪兩種氣體呢？這次的答案是當中比較輕的那個氣體喔。

比較輕的那個氣體是□氣，請在APP中輸入它的中文名字吧！

圖四 第二階段任務的實體謎題

元素知識說明：

拉瓦節將「氫」這個元素命名為「Hydrogen」，在希臘文中意為「生成水的物質」，日文也翻譯為「水素」，即「生成水的元素」(你有發現到這個英文字跟氫的元素符號之間有什麼共通的地方嗎?)。19世紀50年代，英國醫生合信編寫《博物新編》（1855年）時，把元素名翻譯為「輕氣」，意旨「最輕的氣體」，成為今天中文「氫」字的來源。

圖五　電漿狀態下的氫的顏色（取自網路維基百科「氫」）

本活動辦理時間從民國108年7月起至12月底，運用本館B1到9樓的空間，搭配展品或場域功能，設計結合展品與生活經驗的尋寶路線。每月都以一個特定的意象為主題，發展有連貫性的故事情節，引導參與者尋找問題與答案。且考量過往辦理相關推廣活動都需要消耗大量的紙張，較不環保，尤其政府重視運用科技技術輔助智慧學習的政策下，本館遂運用免費手機軟體「芝麻出任務」的闖關模組，作為本次活動的工具，當參與者到達本館後，就能開啟手機APP掃描QR-code，開始蒐集每月不同的化學元素寶藏的任務。且為了吸引民眾長期參與及增加闖關動機，在活動期間設計三類獎項，讓參與者能依照過關月數進行兌獎，也在今年中秋節連假期間加開特定活動及關卡，提升民眾參與活動的樂趣。在六個月的活動期間，總計規劃48個元素關卡，有關每月設計的主題整理如表一、元素週期表中對應已開發之元素對照圖如圖六，未來當活動結束後，也會檢討辦理的情形，修正成更切近民眾操作習慣的形式。

表一　化學元素尋寶趣每月設計主題

  圖六 化學元素週期表對應已開發闖關之元素對照圖(紅色為已開發)

(二) 科學驚奇Live秀–神奇的CO₂

科學演示一直是科學中心在傳達科學知識上，一項重要的呈現形式，尤其化學演示實驗通常是為了讓觀賞者能在短時間內，親眼目睹現象的化學變化，進而傳遞化學知識的內涵，經由提問、互動問答、提供驚異變化的現象吸引觀眾的目光，達到吸引觀眾興趣後，升起想要繼續探索與學習的動機。

為結合IYPT的主題，首先從門得列夫的第一張週期表帶出本次演示秀的主角–二氧化碳(CO₂)，先簡要介紹二氧化碳的基本性質後，讓觀眾思考生活中何處可取得碳酸鹽類與酸來製備二氧化碳，以便回家後可再現演示的實驗(如圖七)。本次使用的材料是碳酸氫鈉(俗稱小蘇打)及檸檬酸，較無異味產生，居家可使用醋酸來取代檸檬酸，亦可達到相同的效果，但氣味較刺鼻。接著利用排水集氣法將氣體蒐集在錐形瓶中，再加入氫氧化鈉水溶液，讓瓶中的二氧化碳被鹼性溶液幾乎完全吸收後，瓶內氣壓相較瓶外氣壓來的特別低，再加入酚酞指示劑，原本無色的液體一碰到瓶底的氫氧化鈉水溶液後，瞬間變為紅色，產生顏色上驚奇的效果，吸引觀眾的眼光。

接著，利用澄清石灰水與二氧化碳反應後產生白色固體的碳酸鈣，讓澄清石灰水變為乳白色，並安排觀眾上台進行競賽，增加台上與台下互動的趣味性(如圖八)。接下來，利用二氧化碳固態化的形式–乾冰，進行蠟燭熄滅的實驗，從觀察低、中、高長度蠟燭在容器中熄滅的順序，理解到二氧化碳比空氣重且不助燃的性質，最後利用清潔劑將容器中昇華的二氧化碳包覆起來，當表面張力無法撐住二氧化碳氣體後造成一波乾冰氣體傾斜而下的壯觀畫面，結束一場充滿顏色變化、煙霧效果的神奇的CO₂演示秀。

圖七 二氧化碳製備的裝置          圖八 觀眾比賽誰最快將澄清石灰水變白

肆、 結論

本館成立於民國四十五年，是全國唯一的國立科學教育中心，在過去六十年來，本館為提升全民的科學素養，積極推動辦理科展競賽、科學課程及科普推廣活動等，透過建置豐富的科學學習資源，辦理多樣化的科學展示及體驗活動，將科教館的營運模式從中小學學生推廣成吸引全齡化民眾的科學學習的好去處。針對無法親臨本館的民眾可以隨時獲知科教諮詢，本館建置有完善的「網路科教館」，提供歷屆科展資源、科學教案及線上直播或影音，提供無時差的科學學習環境。且為落實從館內走向館外，主動將館內資源送至各縣市，使當地師生及社會大眾亦能有機會共享受益，本館同時辦理「行動科教館」的到地服務，將科教資源帶往各縣市及各鄉鎮，使城鄉科教得以平衡發展。

從民國103年起由教育部指導轄下七個社教館所辦理之「跨域體驗 終身樂學–國立社教機構跨域加值發展計畫」的推動下，為使士林區域的資源整合及促進本館與臺北市政府跨域合作機會的發展，本館將結合臺北市天文科學教育館、兒童新樂園及美崙科學公園等腹地，預計2023年打造出「臺北科學藝術園區」，讓臺北市士林區成為了北部地區首屈一指的科學教育重鎮。透過完善的規劃，主動且妥適的服務，本館期待建構出一座全民共享的科學教育館。因此，在2019年「國際化學元素週期表年」的盛會中，本館得以發揮推廣優質科教的責任，從科學實驗課規劃與推動、科普演示的設計與辦理及結合展品闖關活動的規劃等層面進行化學元素週期表系列活動，帶領學生及民眾認識化學及化學元素週期表之研究和發現，並促使來館民眾了解對於化學元素永續發展和人類福祉之重要性，本館深感榮耀。

致謝

本館辦理IYPT相關慶祝活動之經費，感謝由教育部及科技部補助經費支應。有關化學元素實驗課程規劃，感謝臺北市龍山國中退休教師祁明輝、臺北市南港高中教師陳柏亨、臺北市仁愛國中教師洪啓軒、宜蘭縣員山國中教師吳宏達、陳淑華等五位老師的長期開會討論、授課及檢討修正，得以完成。化學元素尋寶趣活動感謝臺北市景美國中教師蔡宜峻、臺北市雙園國中教師林杰及臺北市大同高中教師楊士弘等三位老師，利用課餘夜間或假日的時間腦力激盪，設計新穎具創意的元素關卡題目，提供民眾新奇趣味的學習。最後感謝新北市錦和高中陳永倫老師指導科學驚奇Live秀的化學演示規劃，以提供民眾專業、充滿驚奇的化學秀，僅代表本館致上最高的感謝。

參考文獻

邱美虹(2019): 2019國際化學元素週期表年特展活動介紹，《臺灣化學教育》，第31期。

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

海洋化學事–元素週期表150週年特展

鄭淑菁、陳麗淑*

  國立海洋科技博物館產學交流組

*[email protected]

   國立海洋科技博物館(以下稱海科館)主題館7樓電梯門一開，學齡前的孩子就被排列整齊色調柔和的元素週期表吸引而跑了過去，孩子的爸爸跟媽媽則是興奮的告訴孩子，這就是爸爸媽媽國中的時候學的化學元素週期表；化學元素週期表是每個人國中學習的記憶，許多人總是背著，以為那是遙遠的記憶跟距離，卻沒想過化學元素其實一直圍繞在我們生活的四周。

圖1 元素方塊週期表

    適逢化學元素週期表150周年，海科館也準備了海味十足的化學元素週期表特展與大眾分享；主視覺則是使用了國立臺灣師範大學及中國化學會特展的展品成果「元素方塊週期表」(圖1)，融入海浪意象成為本次展覽的主視覺之外，展項的背面就是國立台北教育大學周金城教授整理的「元素大事記」，時間軸讓元素的發現有了前後順序概念，接著利用木頭框架將大事紀中的元素週期表事件抽出來，說說「元素週期表的故事」(圖2、3)，週期表演進的故事就在這轉角呈現，從拉瓦節較為直覺式的分類(金屬、非金屬、氣體、土質)到門得列夫用元素性質及原子量的大小排序製作出來的元素週期表，從小故事了解科學家的成果非一蹴可幾。

 
圖2、3元素週期表的故事

    在「元素大事紀」的展項中，除了週期表紀事之外，還有元素的發現紀錄，而新元素通常也會以以地名、實驗室或國家等命名，但門得列夫致力於尋找規律並堆疊出了1869年的元素週期表，卻沒發現過任何的新元素，所以遲至1955年由美國化學家西博格（Glenn Seaborg)將所發現的元素第101個，則為了紀念門得列夫的貢獻而以將101元素命名為「鍆」，這些元素命名的故事，或是日常生活中的化學元素面面觀就透過美國化學會（American Chemical Society, ACS）製作，由國立臺灣師範大學邱美虹教授團隊引用與修改 ACS Hong Kong Chapter 的翻譯的中文「元素海報」(圖4)區來呈現，海科館從32張海報中挑出了與海洋或是與本特展相關的海報來展出，包括元素命名、工程元素及生命元素等三類，對於其他內容有興趣可以從2019 IYPT In Taiwan網站下載(https://iypt2019.chemistry.org.tw/)。

圖4 元素海報

    在工程元素，海洋以船隻潛艦的金屬元素最為醒目，但不可忽略的是許多的新興元素是由人工合成的，其中包括稀缺元素，透過歐洲化學會(EuChemS)的海報可以清楚的顯示元素資源在人類無限度的應用下將可能用盡，也凸顯了元素需要被循環利用的重要性。

    人類對於元素的應用仍舊感覺有遙遠的距離，為了讓人們將元素的距離拉得更近，透過遠流科學少年108年3月號期刊「你是哪種元素的?」(圖5、6、7)轉化成大型的地貼，參觀者透過自我的檢視，找到與自己特質相符的元素，並且拍照記錄。

圖5、6、7 108年3月號期刊「你是哪種元素的?」

    生命元素中，除了組成人體的組成元素外，維持生命健康不可缺乏的微量元素，重要性高，所佔比率不超過1.5%，其中礦物質都必須透過飲食攝取進入體內補充所需元素，其中海鮮所含的微量元素非常的多元，在「海鮮元素上菜」(圖8)的展項中，透過美食小吃搭配鬼腳圖互動的遊戲方式一起來認識海鮮所含的礦物質元素，同時搭配著「海洋元素尋寶趣」(圖9、10)的學習單，找出海鮮元素的同時，還可以閱讀延伸，連結到海科館常設展中的展項，如烤鯖魚，找出了有海鮮類共同的元素(鉀、鈉、鎂、鐵、鋅、鈣、磷)之外，還有碘跟氟，接著到『海洋環境廳』了解鯖魚的生長環境及食物鏈中與其他海洋生物的關係。

 圖8「海鮮元素上菜」

 圖9、10「海洋元素尋寶趣」學習單

    還有一種大家既熟悉又陌生的海味，是擁有最多種礦物質元素的海鮮食材—海藻，日常生活中常吃的海帶芽、海帶梗、海帶結、海帶絲、海帶卷(海茸)等都掛上了”海帶”兩個字，是同一種嗎? 其實分別屬於三種不同的藻類，有昆布(海帶)、裙帶菜及南極公牛藻，現場除了介紹還有標本可以仔細觀察。前陣子有一消費新聞說點了一盤普通的滷海帶卻要價60元，比平常小吃約30元足足貴了一倍，賣家告訴消費者這是昆布一斤2萬；但大家吃得滷海帶不管是30元或是60元其實都是昆布喔!! 懂得吃當然也要知道食物的來源才能吃得安心跟放心，就跟著海藻伯一起認識海藻(圖11)

圖11

    來自大海的海鮮食物原以為是乾淨無汙染的，但近年來海洋汙染事件層出不窮，甚至是衝擊海洋生態的平衡，從科學家研究發表的新聞或是文章可以看到鯨豚的擱淺跟重金屬有直接的關係，一則則的新聞，透過標題跟概要的內容輔助QR Code 可以直接連結到新聞網頁，了解目前的「海洋化學事件News」圖12，呼應了本特展的主題『海洋化學事特展』。

圖12「海洋化學事件News」

附註:

1.    「元素方塊週期表」、「元素海報」、「元素大事紀」等三個展項源自於國立臺灣師範大學、中國化學會及國立臺灣科學教育館承辦之化學元素週期表特展的展品成果。

2.    「你是哪種元素?」展項則由遠流出版社科學少年2019年3月號封面故事授權。

展覽資訊 :

108/9/18~109/1/5 國立海洋科技博物館  主題館7樓廊道

https://www.nmmst.gov.tw/chhtml/newsdetail/221/4445/0

慶祝IUPAC100 & 2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan) 活動成果展示：
「維基化學同學會」的成果與展望

王則文

台灣維基媒體協會
[email protected]

望著牆頭展開的化學元素週期表，志工們紛紛地在便利貼上簽上自己的名字，黏貼到自己中意的化學元素的符號上，而後回到桌前開始認真的敲起鍵盤來。這群來自臺灣各地的志工都是文字的搬運工，將英文維基百科元素條目的內容，一字一句翻譯成中文，引入週期表元素的內容較為缺乏的中文維基百科來。

「維基化學同學會」專案活動（見圖1）的內容看起來嚴肅、令人頭疼，但是在炎炎夏日的7、8月暑假期間，68名志工卻捨去一日假期，分別在臺北和臺中兩地，為全世界最大的知識資料庫作出貢獻。儘管這些貢獻並不能換得任何的名聲或報酬，然而這似乎沒有減低化學愛好者們的熱情。

圖1：「維基化學同學會」專案活動

（圖片來源：https://zh.wikipedia.org/wiki/Wikipedia:臺灣教育專案/2019化學同學會）

為了確保志工的譯文品質，這兩場翻譯馬拉松都邀請來多名在化學有所專精的教師擔任義務性的一日審稿工作。包括臺北場（見圖2左）的淡江大學王文竹老師、臺灣大學陳竹亭老師和蔡蘊明老師，以及臺北場（見圖2右）的彰化師範大學楊水平老師和東海大學楊定亞老師。核稿的工作份量不比翻譯來得輕鬆，每位教師在用過午餐之後，待審的稿件就一篇接一篇不曾停過，真的有如「馬拉松」般的耐力賽。

圖2：「維基化學同學會」在臺北（左）和臺中（右）兩地舉行

n  翻譯志工投入，成果豐碩

這些翻譯志工並不是2019年唯一一群辛苦的維基志工，在3到6月的學期間，包括桃園市立武陵高中、新北市立新莊高中、國立北門高中和國立臺南一中的同學（見圖3），以及國立中正大學的同學，率先投入了翻譯的行列。他們必須利用課後的時間，思考夾雜著化學術語的英文以完成翻譯工作。雖然這些額外的工作與化學科有關、也有英語學習的效果，但是畢竟不是與升學考試相關的內容，對於所有參與的同學，還有促成這些課程的教師來說，都是對開放知識的無私付出。

圖3：新莊高中(左)、北門高中(右)和武陵高中、臺南一中同學參與「維基化學同學會」活動

在這些志工的努力之下，在118個化學元素的條目中，一共有65個條目獲得改善。扣除原本就已經十分完善的條目，以及翻譯來源品質也不甚佳的內容，大約七成的內容都在2019國際化學元素週期表年的「維基化學同學會」專案中，獲得一定程度的改善。

根據維基專案活動統計系統的追蹤，這五所學校加上兩場翻譯馬拉松，一共為中文維基百科增添了62.2萬位元組的內容，相當於內文部分增加了約10.4萬的中文字。而這些內容編輯完成之後到2019年10月中旬，就已經累積了28.4萬的瀏覽次數。這個數字未來仍會持續地累積，影響將更加的深遠。

n  盤點維基，漫長的追趕之路

這一系列名為「維基化學同學會」的編輯活動，大約是從2018年開始成型。當時已經確定在門德烈夫化學週期表發布的150週年，全球各地會有多個盛大的慶祝活動。台灣維基媒體協會從中國化學會獲得相關的資訊之後，很快地表達參與場全球盛會的意願，並且提出以翻譯的方式，快速提升化學元素條目品質的構想。

雖然維基百科是現代人最為慣用的資料來源之一，但是平日查詢化學元素的條目時，我們很少想過這些條目品質究竟如何，118個元素之間是否已經有了相同的章節架構？還是各自為政各寫各的？尤其是維基媒體協會的織運作等管理工作，屬於人文學科的範疇；維基的工作人員幾乎都是傳統第一類組文組出身，對於化學條目平日甚少關切。在活動規畫的階段，非得從H到Og大致瀏覽一次，了解大概的情況。

化學元素儘管是十分基礎的科學知識，而且除了數個原子序較大的人造元素之外，大多已經被發現並研究多年，相關的知識內容相當穩定。然而，中文維基百科上的化學元素條目內容卻參差不齊。比較著名的元素內容完整甚至可能淪於瑣碎，而冷門的元素可能只有寥寥數語簡介。相較之下，英文版的元素條目整體素質完整許多。大多數的條目都獲得優良條目（good article）或典範條目（feature
article）的評級，相當於受到維基百科編輯社群認同，品質最好的兩個等級。

很顯然地，當大多數人自覺或不自覺地以維基百科上收錄的內容當成知識學習的第一站時，中文維基百科上的化學知識，實際上還有相當大的改善空間。追趕的腳步每放緩一分鐘，就多一分鐘的學習者無法看到更新、更正確、更完整的內容。

n  他山之石，可以攻錯

檢視英文版元素條目的內容後，大致可以知道一個完整的維基百科化學元素條目該是什麼樣子。首先會有一個摘要的段落，大致整理全篇的要點；而後會有七個章節，分別介紹元素的性質（物理性質、化學性質）、生產方式、蘊藏量、科學史、應用、生物學內的角色，以及安全性。想要七個章節的內容俱全，還要簡潔、扼要，除了化學領域之外，也需要包括歷史、工業、天文、生物等相關方面的專業資訊整合才能完成。

為什麼這麼龐大的工程英文版可以做到近乎完成，而中文版會落後甚多呢？差別在於兩社群發展的成熟度。

在規畫「維基化學同學會」時，維基協會的工作人員對中、英文維基百科的「元素專題」頁面內容做了比較。在維基百科中，「專題頁面」不是百科內文的一部分，而是編者們協調編輯工作、互相聯繫的空間。中文維基百科的元素專題頁面停滯甚久，包括原本擬訂的章節架構已經許久未更新；而英文維基百科的專題頁內容就整理得十分豐富，與編輯元素條目相關的工具、章節架構、編輯進度與成績統計等等都持續有人維護。

造成兩者差距的原因很多：英語的通行範圍比中文更廣，全球都有志工可以投入；同時他們也發展更早，更熟悉社群運作；此外，比起華語文化圈，英語的使用地區有更深厚的自由、群眾參與文化……然而，無論列出多少的原因分析兩者之間的差別，不能改變的定律就是，唯有把中文維基百科的社群文化建立起來，形成一個持續的、自發的團體去運作，才有可能長期地改善中文維基百科的條目品質。

n  維基與化學教育之間的反應，催化劑就是「你」

2019年的這個專案是維基百科社群與基礎科學學術界第一次試驗性的合作。從成果看起來，已經擦出不錯的火花。雖然國際化學元素週期表年很快會隨著2020的到來而畫下句點，但是期望透過這次專案而建立起來的合作關係，能夠在未來持續下去。

就中文維基百科化學元素的相關知識來說，除了118個元素之外，週期表上其他的內容如「週期」和「族」還需要有更多且更深入的介紹；就學習目標而言，目前只讓參與維基編輯的志工透過翻譯，將英語世界的知識同步到中文圈來，未來更希望訓練他們具有自行生產知識的能力，可以直接消化並整理二手文獻，擬出架構後寫出屬於自己的文章；就開放知識文化的建立來說，這次活動大多的編寫志工在活動結束之後就不再繼續為維基貢獻內容，因此還需要建立一個可以自行運作並傳承的社群。未來，有一天這些目標逐步達成，不只是維基百科本身獲益，對於科學教育的普及和學生學習的自發性來說，都有莫大的助益。

聽起來，這個夢想似乎遙不可及，然而正如同在「維基化學同學會」專案執行之前，我們也無法想像這樣的主題、在無酬的情況下，仍然可以吸引到這麼多的志工參與。在維基的運作文化中，任何渺小的舉動都可能聚沙成塔，推疊出世界最大的知識庫。因此，不妨先從試著參與維基的社群聚會、學習如何編輯開始、整理文獻來源，進一步去組織同好，一步一步為形成自發的社群而努力。那麼，開放知識與化學知識之間形成的化學反應將會因為你的催化越來越激烈，彼此的連結也會越來越牢固。 

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2017年12月20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9月25日、9月26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。

(a)(b)(c)

圖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。

圖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*

國立台北教育大學  自然科學教育學系

[email protected] 

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年由俄國科本學家德米特里．門得列夫(俄語：Дми́трий Ива́нович Менделе́ев)所發現的。最新命名的元素為Nh、Mc、Ts和Og，於2016年11月28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。

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

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件)，而科學主修的參賽者為化工與化學科(5件)，非科學主修的參賽者為廣告設計科(8件)；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。

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鈹與太空之間的關係，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。

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。

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!

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」

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)及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

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 Bowman與Ricky 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 Bowman與Ricky 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。

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

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

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，Sadie與Ricky還特別為我們拍攝逗趣的宣傳照，展現敬業的精神。

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

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。

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。

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。