臺灣化學教育

軟體與平台在中小學化學教學上的應用：

透過製作均一教育平台學習資源以提升國中生酸鹼反應概念

陳子聖

臺北市立敦化國民中學
t733@thjh.tp.edu.tw

 

n前言

何謂酸？何謂鹼？在1777年以前，以行為模式 (Behaviour Model) 運用感官描述酸與鹼（邱美虹，2017），進而累積煉金術多年的經驗得知含金屬的礦物在水中會呈鹼性，而不含金屬的礦物在水中會呈酸性；直到1884年阿瑞尼士 (S. A. Arrhenius, 1859-1927) 提出游離說 (Theory of Ionization) 的理論，認為酸在水中會產生氫離子 (H⁺) ，鹼在水中會產生 (OH^－) 等，陸續開啟了更多關於酸與鹼的學說理論，而人類對於酸與鹼的認識也由巨觀的化學現象進入微觀的粒子觀點，因此有了完整的酸鹼鹽相關學科知識架構。由上述歷史可以瞭解，能夠從物質的粒子觀點觀察化學反應現象等概念，經歷了一連串漫長的時間演進，且在國民中小學十二年國民基本教育課程綱要自然科學領域中，「酸鹼反應」與「水溶液中的變化」均被列入「自然科學」領域之學習內容架構（教育部，2016），足見相關概念的重要性。

然而在筆者多年國中理化教學經驗上，深刻瞭解到學生在學習酸鹼反應的粒子觀點與化學現象等相關概念時，容易產生迷思概念，亦經常表現出學習困難。以往所使用的教學策略，通常僅是提供學生比較容易造成迷思概念的相關試題彙編成學習單，提供給學生在課堂間多加練習，甚至運用心智圖法讓學生整理教材內容，以釐清難懂的概念與教材知識間的關係；但是，以往的實施方式，難以讓學生在短暫的課堂學習中立即澄清困難的觀念，就算使用心智圖法進行整理，也僅於前段較為精熟解教材內容的學生，對於中後段學生幫助有限。因此，為了解決上述困難，深感若能提供可反覆學習的線上影片來作為課後補救教材，應是較為可行的解決方法；希望學生能透過課後線上學習的方式，再次釐清課堂中的重要概念與知識細節。為此，筆者多年前開始投入均一教育平台教師志工行列，協助錄製理化科教學影片及彙編線上評量測驗試題，期許自身能為臺灣教育貢獻一份心力。

如何運用科技輔助學習幫助學生減少前述學習困難，以確實理解酸鹼反應的粒子觀點與抽象概念，建構系統性概念，讓學生能具備自學能力以達到學習成效？本文將介紹如何運用均一教育平台所提供的教學資源與平台內建工具，將平日課堂上繁複費時的教學歷程與線上即時評量結合，不需侷限於傳統課室的時間與地點，也能發展出專屬於個人的學習課程，提供建議的教學策略。

n科技輔助學習課程—電解質與酸鹼鹽為例

均一教育平台 (Junyi Academy) 自2012 年 10月成立以來已累計超過一百萬人次使用，所錄製的在地化的課程影片已超過12,000支，線上練習題有46,000題以上，而且每週皆會定期新增練習題與影片；搭配強大的平台引擎，以大數據 (big data) 與機器學習 (machine learning) 的技術增進系統適性化、個人化的程度，主動紀錄學生的學習歷程，並以色彩繽紛多元的統計圖表呈現，以及新增的前、後測與差異化指派等平台內建功能，能夠根據老師、學生及家長的個別需求，即時掌握學習狀況，精準建議個別化教材內容，在此提供的即時回饋機制，更可追蹤學生在學習歷程上的困境與需求，此項優勢若能與傳統教學搭配實施，或許能成為臺灣化學教育的新亮點。

因此，除了一般數位課程優點的視覺化、互動性以外，日趨完備的教學影片與即時評量系統，可以讓教學者或學習者，均可依照自身需求與學習策略打造客製化課程，讓學習更有彈性及活性。以下針對國中八年級理化課程「電解質於酸鹼鹽」為例，首先，進行教學實施策略的建議方式與流程說明，如表 1 。

表 1 教學實施策略與教學流程

實施策略 教學流程	翻轉學習	混成學習
課前準備	指派學生預習單元，觀看線上平台教學影片。 ‚教師需課前檢查學生預習進度是否完成？	指派學生預習單元，觀看線上平台教學影片（至少為原課程內容30%~80%）。 ‚教師需課前檢查學生預習進度是否完成？
課中操作 （建議均採分組合作學習，以學生為中心學習方式）	詢問預習影片內容是否有疑問，需進行解答。 ‚選擇與預習影片相關，且5~10可解答的適切題目，進行小組學習。 ƒ隨機抽派學生解說題目，必要時由老師統一解說。	老師視教學需求進行下列模式： 進行教學影片內容探討，解釋重要概念。 ‚實體教學與平台影片可交替進行（適用於概念解釋前複習或偏鄉師資不足時的臨時代課教師使用）。 ƒ挑選難易度適合的平台線上練習題進行小組學習與討論。
課後加強	學生沒有回家作業，只需完成預習影片進度即可，亦可進行自主學習。	差異化指派或班級指派，完成平台線上練習題至「精熟」等級。
備註	需有二週的「馴化期」，訓練學生習慣線上學習方式，並搭配賞罰制度要求學生主動完成。	運用實體課程進行獎勵，如：加分、記點或是提供零食點心的實質回饋，給予完成進度或學習目標的學生。

參考資料：如何確保翻轉教學的成功？BTS翻轉教學法（葉丙成，2015）

 

其次，關於初學者如何運用平台功能，均已建立親和且仔細的線上教學文件、影片或操作視窗，讓教學者或學習者「無痛」進行轉換（如圖一），如：學生功能導覽、教師使用手冊、學生使用手冊、家長使用手冊及均一規則導覽等，相關連結如下：

教師使用手冊https://goo.gl/pZUDjC

學生使用手冊https://goo.gl/s1zHZL

家長使用手冊https://goo.gl/49Bomz

均一規則導覽https://goo.gl/Dxh5MQ

圖一：課程下拉選單「教師專區」提供使用手冊與分享資料

 

然而，若是「老師」身分註冊者，可以在最右上角帳號顯示處點按後，出現下拉式選單進入「教學管理」（如圖二），逐步設定班級、學生資料及指派任務，對於此一功能，平台中也在課程中【教師專區】貼心地準備了「前後測＆分組功能的｜教學懶人包」，讓教學者也能按圖索驥，逐步完成各項設定，連結如下：

前後測＆分組功能的｜教學懶人包https://goo.gl/oYqQNo

圖二：教學管理介面

 

接著，無論任何身分，只要在課程中選擇「自然“國中理化“【八下】電解質與酸鹼鹽」（如圖三及圖四），可以看到該課程的完整內容（如圖五），包含影片及各知識點練習題，可自由點選，亦可按照建議流程，逐步完成該項課程的學習。

圖三：課程選擇介面之一

 

圖四：課程選擇介面之二

n教學示例說明—解離說（亦稱之為「游離說」或「電離說」）

以下針對本文中所建議的兩種教學策略，搭配平台資源進行示範說明酸鹼概念之一「（如表 2 ）。

表 2 搭配均一平台資源進行「解離說」概念教學

策略 流程	翻轉學習	混成學習
課前準備	指派學生觀看平台影片： 電解質的【觀念04~07】 ‚教師需檢查學生進度	指派學生觀看平台影片： 電解質的【觀念04~05】 其餘概念搭配傳統教學實施 ‚教師需檢查學生進度
課中操作	詢問預習影片內容是否有疑問，由教師解答疑惑。 ‚選擇與預習影片相關，且5~10可解答的適切題目，進行小組學習。 ƒ隨機抽派學生解說題目，必要時由老師統一解說。	探討預習內容，解釋重要概念。 ‚複習八上的原子觀念與離子形成方式，並比較差異。 ƒ隨堂測驗：進行平台線上練習題，檢核平台中學生的學習成效。
課後加強	學生沒有回家作業，只需完成預習影片進度即可，亦可進行自主學習，重複觀看影片或進行線上練習（如圖五），可累計學習點數換取榮譽徽章。 圖五 線上練習題畫面	差異化指派或班級指派，完成平台線上練習題，設定練習至「精熟」等級，教師可在教學管理界面指派學生任務（如圖六）。 圖六 班級指派畫面
備註	需有二週的「馴化期」，訓練學生習慣線上學習方式，並搭配賞罰制度要求學生主動完成。	運用實體課程進行獎勵，如：加分、記點或是提供零食點心的實質回饋，給予完成進度或學習目標的學生。

 

n教學省思

學生在配合混成式學習使用平台後的學習心得，普遍認為「可加深印象」、「不懂的地方都可以重複觀看」、「可以節省好多時間，上課的時候就可以問問題」、「有任務就會想全部完成」等正面的回饋。而翻轉學習的成功案例，相信透過許多報章雜誌、媒體均可看到學生的精采回應，不便在此贅言。

關於混成學習的實施過程，身為教學者需注意以下幾點：

1. 課前影片內容需先行掌握，避免傳統教學時重複解說，會使得學生覺得不必看影片也可以。

2. 傳統教學中搭配網路資源輔助教學，需熟悉工具操作及時間掌握，播放網路影片示範時，建議以3分鐘為限，過長不宜。

3. 學生課間討論品質若要提升，需異質分組，建議3~4人最適宜，可參考分組合作學習的實施要領，訓練學生進行討論的角色分配、方式及流程。

4. 多以稱讚代替責備，多用獎勵慎用懲處，才容易推動新的教學模式，善於聆聽並仔細觀察均是優質教學的關鍵步驟。

無論是否使用科技輔助課程進行科學教育，再好的教學方法若要達到預期成效，端賴教學者具體掌握教學現場的硬體設備、學生素質、家長溝通以及課室中不斷累積教學經驗所淬煉而成，如何運用不同教學法發揮優勢，改正劣勢，若能加上彼此信賴的教師團隊共備，相信更能快速掌握要領，駕馭優游各種教學方法。

n結語

本文所介紹的線上平台學習酸鹼反應概念之教學策略，乃是以均一教育平台的功能特色為基礎，透過筆者自身的教學經驗，提供可行的教學建議，實際使用時應視教學者需求，自行將教學活性化、差異化、客製化，並非藉此取代傳統教學的正規課程，而是將該平台資源視為輔助課程或工具使用，亦可應用於創新教學與多元評量。因應即將實施的十二年國教，教師的工作日益繁重，也被賦予更多的責任和期待，在強調以學生為中心的教學風潮下，教學者如何善用網路資源與科技輔助學習工具，藉此提升學生學習成效，相信在未來的教學現場，還能彼此激盪出更多新的想法。

n致謝

本文內容為作者在就讀台北教育大學自然科學教育研究所在職碩士專班時，在周金城教授指導下完成的碩士論文之部分內容，在此特別致謝。

n參考文獻

教育部（2016）。國民中小學及普通型高級中等學校–自然科學領域課程綱要草案（更新附錄二）（民105年3月）。

邱美虹（2017）。再談科學模型與建模—從酸鹼模型發展史談起（中）。臺灣化學教育，18。

葉丙成（2015）。如何確保翻轉教學的成功？BTS翻轉教學法。中等教育，66(2)，30-43。

均一教育平台。https://www.junyiacademy.org/

 

軟體與平台在中小學化學教學上的應用：

利用逗豆芽遊戲平台提高學生學習參與度

—以自然與生活科技五年級下學期水溶液的性質單元為例

邱麗綺

台中市西屯區永安國小教師

[email protected]

n   前言

對於提升國小學習低成就學生的學習，政府與民間都投入相當多的資源與人力，目前在國小中所推動的補教教學主要是針對國語、數學與英文，針對自然與生活科技的部分僅有部分的推動。探究低成就學生的學習問題，常見問題之一是沒有學習動機問題。沒有學習動機的學生，並非是對什麼事都不感興趣，對於他們喜歡的活動，他們的表現可能比其他同學還專注，例如某些好玩的遊戲。

 

n   當學科測驗變成遊戲—逗豆芽遊戲式測驗平台

如果學科測驗變成了遊戲，是否也可以讓這些低成就的學生投入學習呢？台北教育大學自然科學教育的盧玉玲教授開發了一個遊戲式測驗平台「逗豆芽」，讓測驗變成好玩的遊戲，讓學生在遊戲中進行學習，這是一個跨系統的平台，window電腦（註一）、Andriod平板（註二）與iOS平板都可以使用。建構一個競賽式遊戲，通常參與者會有輸或有贏，所以需要一個固定遊戲規則。實力強的參與者，通常就會贏，這對實力較弱的參與者，若是都沒有贏的機會，很快地就不想再玩這個遊戲了。但參與者進入逗豆芽遊戲式測驗平台，此平台會隨機出現許多測驗試題，題型有選擇題或是非題，參與者輪流作答，答對就可以得分，誰先到關主設定好的分數，就是最後的贏家，平台遊戲的參與者，只要答對試題，就可以獲得分數。這些試題可以由教師事先將題庫匯入系統，可再設定由系統隨機出題，因此沒有科目與單元的限制。讀者可以參考「豆豆趣–數位教學資源」中有關「逗豆芽」的詳細資訊http://www.uebond.org/dourunway.html。

 

本次活動是針對自然與生活科技五年級下學期水溶液的性質來進行遊戲。一般紙筆測驗，如果是自然與生活科技成績好的學生，通常就可能會是最高分，就算是一般測驗遊戲的結果也是成績好的學生必贏，那麼成績不好的同學，玩一會就不會想玩了。這個逗豆芽遊戲式測驗平台的特別設計符合學生參與遊戲心理機制，還加入許多運氣與團隊合作的成分，因此自然與生活科技成績好的學生最後未必成為贏家，一開始落後的學生，如果”運氣好”還是有機會贏的。

在遊戲的過程中，系統會隨機出現”寶物”，玩家可以收集寶物在需要時使用，有些寶物是”得分乘上倍數”，因此使用寶物答對一題得到的分數，就平常時候的兩~三倍，或者寶物是”消去法”，可以讓選擇擇題由四選一變成二選一，提高答對的機率。還有一種寶物，有是讓玩家被暫停玩一次的功能，如果有一位玩家快要到達得分終點，其他玩家可以”團隊合作”輪流設法使用寶物讓最高分玩家一直被跳過，拖住最高分的玩家。

另外，為順利讓多人多班可同時利用此遊戲式平台進行學習，避免因太多人進入遊戲，造成參與者輪流等待時間太久，才作答到一次，平台支援可以同時開啟許多比賽室，一間賽室最多能有五組參賽者，如果參賽人數不足，亦可選擇由電腦自動組隊，增加遊戲競爭性。

 

n   在小學自然與生活科技教學的實際應用

圖5學生進行逗豆芽遊戲學習的畫面	圖6 學生認真進行遊戲學習的畫面

在小學教學現場中，若是要進行線上測驗，就得借用電腦教室，在一般教室裡，老師雖然可以利用電子書裡的互動遊戲進行測驗，但是無法達到一對一的方式，逗豆芽遊戲式平台透過手機或Android或iOS平板，能讓每位學生都能同時參與，若是平板數量有限，也可以兩人一組進行。大家在線上一起分組競爭，遊戲除了測驗學生對學習內容的熟悉程度外，還加入運氣及遊戲策略的運用，每位學生在測驗的過程中都樂在其中，當學生發現寶物如何得分秘訣後，還會互相分享，玩到下課還捨不得下課，願意犧牲寶貴的下課時間，也要繼續玩下去，上課鐘聲還沒有響，全班都已經坐好，等著玩下一個單元的測驗。

 

n   對提升低成就學生自然與生活科技學習很有幫助

圖7 學生試題作答頁面	圖8 學生在逗豆芽遊戲中「錯題記錄」頁面

這套測驗系統除了可以給一般班級學生使用，也可以給參與自然與生活科技補救教學的學生使用，這些來自各班自然與生活科技成績後25%的學生，平時對自然與生活科技學習與測驗沒有興趣，當他們使用逗豆芽遊戲式平台進行測驗，教師感受不到學生排斥測驗，反而樂在其中，他們認真玩遊戲之餘，為了得到分數，會認真記下答錯的題目，期待下次出現相同題目時，能順利拿到分數。而此套測驗系統提供記錄學生答錯題目的功能，學生除可即時看到錯題的回饋，遊戲結束時亦可透過「錯題記錄」瞭解自己的答題狀況。教師則能透過電腦版的答題記錄分析，得知學生對於題庫中每一題試題的答題狀況。對學生來說，這樣的學習方式是有趣而沒有壓力的，學生們也會很主動學習，還會常常要求能再玩一次。而實際使用後，也對參與的學生成績是有所提升的。

n   結語

逗豆芽遊戲式測驗平台的設計，可以掌握學生參與測驗學習心理來提高參與動機，讓學生沉浸在遊戲的時間，而不覺得時間過得很快，參與時的時間感消失正是數位遊戲的特徵。雖然在學校推動此種測驗學習方式，亦需要教室的平板電腦與無線網路能同時到位配合，但現今大多數學校都已經有不錯的無線網路環境，以及一定數量的平板電腦，因此這樣的遊戲式測驗學習是可以持續推動的。

 

n   致謝

本文感謝台北教育大學自然科學教育學系盧玉玲教授團隊提供「逗豆芽」遊戲式數位平台，讓本教學活動得以在國小進行，在此特別致謝。

 

n   參考資料

1.      逗豆芽windows 版

http://www.uebond.org/dourunwayweb.html

2.      逗豆芽android 版

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.YLLUStudio.DouRunway

 

 

非含氧酸的酸性強度判斷與酸與鹼教學上的問題研究

 

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
[email protected] 

n  前言

酸與鹼是高中化學重要的章節，其中酸鹼性強度的比較是必要學習的一個單元。含氧酸（H_xEO_y）酸性強度的解說，通常是將H_xEO_y改寫為E(OH)_mO_n，n=0者為極弱酸，例如硼酸（H₃BO₃）；n=1者為弱酸或中強酸，例如碳酸（H₂CO₃）、亞硫酸（H₂SO₃）；n≧2者為強酸，例如硝酸（HNO₃）、過氯酸（HClO₄），這部份學生的接受度與理解度很高，教學上沒有困難。但是非含氧酸（H_xA）的酸性強度比較則在教學上很難像含氧酸有明確的判斷方法，造成教學上的困擾，師生只能含混帶過，彼此在心中都留存疑惑。此一專欄名稱為「高中化學教學疑難問題與解題」，顯然解決「高中化學教學的疑難問題」是重要的宗旨，為此，我個人一直留意是否有比較好的解說方式。去年在美國停留一段很長的時間，特地到當地大學圖書館借了一本Miessler & Tarr(2004)無機化學的書來看，看到此書第六章（Acid-Base and Donor-Acceptor Chemistry）使用一個不同的論點來解說非含氧酸的酸性強度比較，這個論點解決了我個人多年來於「非含氧酸酸性強度比較」這個單元教學上的困惑，故想藉此專欄與高中化學教師們分享。此一論點也擴及多元酸Ka₁>Ka₂>Ka₃的特性，論點明確且直覺，是非常理想的解說方式。另外也將於本文中一併向高中化學教師們介紹幾個酸與鹼常遇到的問題與解說的方式。

n  從不同觀點判斷非含氧酸的酸性強度

非含氧酸（H_xA）的酸性強度決定於H−A的鍵能，而影響鍵能的兩個重要因素是該非金屬元素之原子半徑與電負度。若該非金屬元素之原子半徑較大，則其與氫原子間之共價鍵較弱，在水中解離度較大，亦即其酸性較強；若該非金屬元素之電負度較大，則其吸引與氫原子形成的鍵結電子對的能力較強，使氫原子趨向帶正電，亦即其酸性也會較強。但這兩個因素會因為比較的對象是同一週期或同一族的非金屬元素構成的非含氧酸而相抵斥。同一週期的非金屬元素由左至右原子半徑漸減而電負度漸增(見1)，前者使酸性漸減，後者則使酸性漸增；同一族的非金屬元素由上而下原子半徑漸增而電負度漸減(見表2)，前者使酸性漸增，後者則使酸性漸減。

表1 第二週期部分非金屬元素的原子半徑與電負

表2 第17族（鹵素）的原子半徑與電負度

高中化學的教師們如何向學生解說呢？一般是將表1與表2的數據呈現給學生看，再告訴學生，同一週期的非金屬元素之原子半徑差距不大，電負度是影響酸性強度的主要因素，所以酸性強度：HF > H₂O > NH₃，這與大家認知的HF是酸性物質，H₂O是中性物質，NH₃是鹼性物質吻合；同一族的非金屬元素之電負度差距不大，原子半徑是影響酸性強度的主要因素，所以酸性強度：HI > HBr > HCl > HF，這也與課本所附酸性相對強度表的規則一致。但是學生畢竟是初學者，要他們使用原子半徑與電負度這兩個因素去判斷酸性強度已有一定的困難，何況又需兼顧到同一週期與同一族在這兩個因素的不同趨向，恐有造成學生抗拒這部份的學習的可能。以下將提供另一種比較的觀點，希望有助於教師們在此一問題上的教學，同時也讓學生能清楚掌握如何比較非含氧酸的酸性強度。

1.    此處是應用布洛酸鹼學說中共軛酸鹼對的概念。在式[1]中，HA為酸，A⁻ 為其共軛鹼，HA與A⁻ 稱為共軛酸鹼對，同理，HB與B⁻ 亦為共軛酸鹼對。

HA + B⁻ ⇌ HB + A⁻     [1]

此反應若向右進行的趨勢較大，表示HA的酸性大於HB，而HA的共軛鹼A⁻ 的鹼性則小於HB的共軛鹼B⁻，也就是說，較強酸的共軛鹼為較弱鹼，較弱酸的共軛鹼為較強鹼。讓我們以上述共軛酸鹼對的關係來判斷非含氧酸的酸性強度。

(a)    同一週期的非含氧酸：NH₃、H₂O、HF，其共軛鹼依次為NH₂⁻、OH⁻、F⁻，以路易斯電子點式表示，如圖1，左為NH₃、H₂O、HF三者的路易斯電子點式，中間為NH₂⁻、OH⁻、與F⁻ 三者的路易斯電子點式，這三個共軛鹼都帶一個負電，將此負電荷平均分配到孤電子對（lone pair）上，則NH₂⁻ 每一個孤電子對所帶電荷為，OH⁻ 每一個孤電子對所帶電荷為，F⁻ 每一個孤電子對所帶電荷為，如圖中右方所示。這三個共軛鹼依其孤電子對所帶電荷，可判斷出與氫離子（H⁺）結合的能力大小為NH₂⁻ > OH⁻ > F⁻，即鹼性強度順序為NH₂⁻ > OH⁻ > F⁻，所以NH₃、H₂O、HF三者的酸性強度順序為HF > H₂O > NH₃，直覺！清楚！可免去教師教學與學生學習的困擾。

 

 

圖1 NH₃、H₂O、HF與NH₂⁻、OH⁻、F⁻ 的路易斯電子點式及NH₂⁻、OH⁻、F⁻ 的負電荷分布

(b)    同一族的非含氧酸，以鹵素為例，HF、HCl、HBr、HI其共軛鹼依次為F⁻、Cl⁻、Br⁻、I⁻，這四個共軛鹼都帶一個負電，也都有四個孤電子對，將此負電荷平均分配到孤電子對上，則每一個孤電子對所帶電荷都是。在孤電子對所帶電荷相同的情況下，其電荷密度（）只與離子半徑有關，F⁻、Cl⁻、Br⁻、I⁻ 的離子半徑依次為133pm、181pm、196pm、220pm，也就是電荷密度F⁻ > Cl⁻ > Br⁻ > I⁻， 因此這四個共軛鹼與氫離子結合的能力大小為F⁻ > Cl⁻ > Br⁻ > I⁻，可得鹼性強度順序為F⁻ > Cl⁻ > Br⁻ > I⁻，所以HF、HCl、HBr、HI四者的酸性強度順序為HI > HBr > HCl > HF。依此類推，第16族的氫化物H₂O、H₂S、H₂Se，其共軛鹼之鹼性強度順序為HO⁻ > HS⁻ > HSe⁻，所以酸性強度順序為H₂Se > H₂S > H₂O。此一判斷方式對同一週期或同一族的非含氧酸都類似，同樣的直覺與清楚，我個人相信在教學與學習上會有很大的幫助。

(c)    以上觀念可延伸至如何說明多元酸Ka₁>Ka₂>Ka₃的特性。以硫酸（H₂SO₄）為例，H₂SO₄的Ka₁極大，在水中可完全解離，Ka₂ = 1.2×10⁻²，在水中為部分解離，為什麼第一解離常數大於第二解離常數？我們還是用共軛酸鹼對的性質來判斷。H₂SO₄與HSO₄⁻ 的共軛鹼依次為HSO₄⁻、SO₄²⁻，前者帶一個負電，後者帶二個負電，與氫離子結合的能力明顯的是SO₄²⁻ 較強，也就是鹼性強度順序為SO₄²⁻ > HSO₄⁻，所以酸性強度順序為H₂SO₄ > HSO₄⁻，第一解離常數大於第二解離常數是必然的結果。由此可得多元酸Ka₁>Ka₂>Ka₃的結論。

n  在介紹弱酸的性質時，我們都知道弱酸在濃度高時解離度較小，濃度低時解離度較大，為何氫氟酸（HF）在濃度較高時解離度反而大於濃度較低時？

與其他氫鹵酸為強酸不同，氫氟酸屬於弱酸。低濃度的氫氟酸水溶液的解離如式[2]，

HF(aq) + H₂O(l) ⇌ H₃O⁺(aq) + F⁻(aq)    [2]

這個反應式向右進行的趨勢其實甚大，但F⁻ 會與H₃O⁺ 以氫鍵結合成穩定的離子對（ion pair），如圖2，使得H₃O⁺ 在水中實際測出的濃度降低，此實際濃度稱為活度（activity），這也就是氫氟酸為何被歸類為弱酸的原因。

圖2  F⁻ 與H₃O⁺ 以氫鍵結合成穩定的離子對

但實驗發現，在氫氟酸水溶液的濃度達5~15M時，水溶液中H₃O⁺ 的濃度急遽上升，氫氟酸變成強酸，這樣的性質和一般的認知「弱酸在濃度高時解離度較小，濃度低時解離度較大」不同，這是因為較高濃度的HF會與F⁻ 結合生成穩定的HF₂⁻，如式3，使式2產物中的F⁻ 濃度降低，反應向右進行的趨勢將會增大。同時，F⁻ 濃度的降低，也表示F⁻ 與H₃O⁺ 以氫鍵結合成離子對的數量會降低，從而提高H₃O⁺ 在水中的實際濃度，也就是H₃O⁺ 的活度上升了，呈現的就是氫氟酸在高濃度時解離度較大且呈現強酸性。

HF(aq) + F⁻(aq) ⇌ HF₂⁻(aq)    [3]

此處我要提醒教師們，知道這個特別的性質就好，千萬不要設計成考題來「設計」學生，太多的不可預測、不易判斷，可是會傷害學生的學習興趣。

n  磷酸（H₃PO₄）、亞磷酸（H₃PO₃）、次磷酸（H₃PO₂）的酸性強度順序到底為何？

本文前面提及含氧酸（H_xEO_y）酸性強度的比較，通常是將H_xEO_y改寫為E(OH)_mO_n，n值愈大，酸性愈強。這個判斷方式，若套在磷酸（H₃PO₄）、亞磷酸（H₃PO₃）、次磷酸（H₃PO₂）上，則磷酸應改寫成P(OH)₃O，亞磷酸應改寫成P(OH)₃，次磷酸應改寫成PH(OH)₂，看起來酸性強度應該是H₃PO₄ > H₃PO₃ ≒ H₃PO₂，但是這項推論不正確且實際酸性強度順序並非如此，需從圖3的結構式來看這個問題。圖中標示紅色的H接在O上，是可以解離的，標示藍色的H則接在P上，是無法解離的，所以磷酸為參質子酸，亞磷酸為雙質子酸，次磷酸為單質子酸，其表示法應改寫為P(OH)₃O、PH(OH)₂O、PH₂(OH)O，其n值皆等於1，所以三者的酸性強度應該很接近，而且正確順序並非H₃PO₄ > H₃PO₃ ≒ H₃PO₂，也非考題上常見的（錯誤）選項H₃PO₄ > H₃PO₃ > H₃PO₂，這就造成師生們的困擾：到底這三種磷的含氧酸正確的酸性強弱順序為何？為什麼？

圖3磷酸（H₃PO₄）、亞磷酸（H₃PO₃）、次磷酸（H₃PO₂）的結構式

有一篇關於磷的含氧酸的資料(註一)，裡面給了這三個酸的pKa(註二)，分別為磷酸pKa=2.15、亞磷酸pKa=1.8、次磷酸pKa=1.2，根據這份資料，這三個酸的酸性強度順序為H₃PO₂ > H₃PO₃ > H₃PO₄。至於「為什麼」，很抱歉，我個人無法提供見解，但是我仍然保留這個自己無法解釋的內容，一則是希望能讓高中化學教師們知道這三種磷的含氧酸的正確酸性強度順序，另則是希望本文刊出後，有先進或學者專家能提供資料與我們分享，以解高中化學教師們多年的困惑。

n  氨與有機胺的鹼性強度比較

高中化學在有機化合物介紹胺類的單元，會提到有機胺與氨的鹼性強度比較，其鹼性強度順序為：二甲胺（Me₂NH）> 甲胺（MeNH₂）> 三甲胺（Me₃N）> 氨（NH₃），有機胺似乎都比氨的鹼性強，但是有機胺的鹼性強度並不如預期的三甲胺（Me₃N）> 二甲胺（Me₂NH）> 甲胺（MeNH₂），為什麼？以下將說明原因。

1.        氨溶於水中呈現鹼性的反應如式[4]所示，其反應是利用氮原子上的孤電子對與水分子帶部分正電的氫原子產生鍵結，生成反應式中的銨根與氫氧根離子，如圖4所示，這是氨水呈鹼性的原因。

NH₃(g) + H₂O(l) ⇌ NH₄⁺(aq) + OH⁻(aq)    [4]

圖4 氨與水分子的反應

若將氨分子上的氫以氟取代，則成為另一化合物：三氟化氮（NF₃），而NF₃幾乎不具鹼性，這是因為氮原子接上高電負度的F，使得其孤電子對的電子密度降低甚多，以致與氫離子鍵結的能力大幅度的降低，顯然氮原子上孤電子對的電子密度是影響鹼性強度的重要因素。這個取代的原子或原子團影響某化合物酸鹼性強度的效應稱為誘導效應（induction effect）。

2.        以甲胺為例來說明誘導效應對有機胺鹼性的影響。甲胺的化學式是MeNH₂，Me為甲基（-CH₃）英文名稱methyl的簡寫，是推電子基，將氨（NH₃）上的一個H換成甲基，會使氮原子上孤對電子的電子密度上升而增加與氫離子生成鍵結的能力，也就是其鹼性將會增強。二甲胺（Me₂NH）、 三甲胺（Me₃N）各有兩個甲基與三個甲基，依誘導效應來看，鹼性強度順序為三甲胺（Me₃N）> 二甲胺（Me₂NH）> 甲胺（MeNH₂）> 氨（NH₃）。

3.        上述氨與有機胺實測的pK_b值為氨（NH₃）pK_b = 4.57，甲胺（MeNH₂）pK_b = 3.38，二甲胺（Me₂NH）pK_b = 3.23，三甲胺（Me₃N）pK_b = 4.20，依pK_b值大小排列鹼性強度順序為二甲胺（Me₂NH）> 甲胺（NH₂Me）> 三甲胺（Me₃N）> 氨（NH₃），這個順序與誘導效應的推論不符，顯然還有其他影響鹼性強度的因素。以下我們要考慮水合能（solvation energy）造成的影響。

這三種有機胺在水中的解離反應如式[5]，

Me_nH_3-nN(g) + H₂O(l) → Me_nH_4-nN⁺(aq) + OH⁻(aq)   [5]

水合能的由來是Me_nH_4-nN⁺ 鍵結在氮原子上的氫原子與水分子生成氫鍵，H-O:‧‧‧‧‧H-N，所以水合能的大小決定於其生成的離子Me_nH_4-nN⁺ 中鍵結在氮原子上的氫原子數量的多寡，即水合能的大小順序為MeNH₃⁺ > Me₂NH₂⁺ > Me₃NH⁺，考慮此一因素，則這三種有機胺的鹼性強度順序為MeNH₃⁺ > Me₂NH₂⁺ > Me₃NH⁺。

4.        綜合以上兩個因素得這三種有機胺鹼性強度順序為：二甲胺（Me₂NH）> 甲胺（MeNH₂）> 三甲胺（Me₃N）。加上氨（NH₃）進行比較，則鹼性強度順序為：二甲胺（Me₂NH）> 甲胺（MeNH₂）> 三甲胺（Me₃N）> 氨（NH₃）。

5.        為了避免讀者誤以為有機胺的鹼性一定比氨強，在此另舉一個有機胺但鹼性較弱的例子。苯胺化學式為C₆H₅NH₂，可簡寫為Ar NH₂。C₆H₅–電負度高達3.0，屬於拉電子基，C₆H₅–取代氨（NH₃）中的一個H後，會使氮原子孤電子對的電子密度降低，以致鹼性減弱。苯胺的pK_b值為9.38，其鹼性比氨弱，可證實有機胺的鹼性不一定比氨強。

n  參考資料

1.        Gary L. Miessler, Donald A. Tarr, Inorganic Chemistry, 3^rd Edition, Pearson Prentice Hall, 2004.

2.        James G. Speight, Lange’s Handbook og Chemistry, Sixteenth Edition, McGRAW-HILL.

3.        P. A. Giguère, J. Chem. Ed., 56, 571 (1979); P. A. Giguère and Turrell, J. Chem. Soc., 102,5473 (1980).

4.          Andrew R. Barron, Oxoacids of Phosphorus. OpenStax CNX. Aug 6, 2010 http://cnx.org/contents/89dd1508-3f43-4004-b110-ebc37d093046@1.

5.          James E. Huheey, Inorganic Chemistry, 3^rd Edition, Harper ＆ Row, 1983.

6.        劉新錦、朱亞先、高飛編著，無機元素化學（第二版，2010），科學出版社。

 

如何引導特教學童實作化學實驗–以變色的蝶豆花為例

劉佳綾

新北市三重區永福國小

國立臺北教育大學自然科學教育學系碩士在職專班

[email protected]

壹、 前言

科學學習的方式與過程，應以學生對科學的好奇心以及主動求知的意願為出發，引導從先備知識出發，實作經驗與探索，使學生保有科學核心知識與探究實作的能力。十二年國民基本教育自然科學領域核心素養的內涵包含：（一）提供學生探究學習、問題解決的機會並養成相關知能的「探究能力」；（二）協助學生了解科學知識產生方式和養成應用科學思考與探究習慣的「科學的態度與本質」；（三）引導學生學習科學知識的「核心概念」。

筆者為輔導老師的角色，面對學習障礙與輕度智能障礙的學童，教學與輔導的過程首要目標即為了解兩位在學習上的限制，並能讀懂孩子的心理需求。學習上的限制包含兩位對於注音符號與拼音仍落後於同學齡學童，識字量亦不及同儕，故一般課堂中的講述式學習對兩位特教學童而言是較有挑戰性且容易打擊自信心，無法滿足Maslow的自尊需求層次。

本實驗的教學過程中，透過簡短影片欣賞，讓孩子口述操作的步驟，教師簡單說明流程後，讓孩子嘗試重述過程，最後進行實作實驗。筆者認為本實驗操作過程屬於安全性高，較無危險性，可連結孩子的生活經驗，舉例：學習障礙學童曾提及：「學校附近有一家飲料好厲害！可以有好幾種顏色耶！」。本次操作學習過程技能中的觀察與傳達與實驗等技能。最後，附加效益則是在教學輔導過程中建立良好師生關係，創造孩子的成功經驗，進而提升自信心。

    生活中處處充滿著化學，而目前科技媒體的便利性，教學習慣以數位媒材輔助，甚至有取代實作經驗的學習機會，特技生的學習更是偏重於國語與數學的補救，生活中的科學經驗較少被探討。本次實驗選擇蝶豆花的原因如下：食材為孩子的生活經驗，且為孩子喜好的素材，以學生的經驗為出發，而色彩變化鮮明且易觀察的蝶豆花是可食用且安全性高，透過實際的操作與觀察，發現相關科學知識，理解科學就是生活中的一部分。

貳、蝶豆花簡介

     蝶豆（學名：Clitoria ternatea），又稱為藍豆，是豆科蝶豆屬植物。中文名叫蝶豆花，藍蝶花，藍蝴蝶、蝴羊豆、豆碧等別名。原產於中南美洲，分布地區包含熱帶亞洲的爪哇、印度、斯里蘭卡等地。是一種典型的熱帶蔓藤植物，生態環境是開闊向陽的草生地；灌木叢乃至裸露地間，日照越充足，生長情形越良好。

一、        蝶豆花的價值

(1)               營養價值:

    具有豐富的維生素A、C、E，可提升免疫力與減少膠原蛋白流失，同時亦可抗憂鬱與抗壓力，具有鎮靜與緩和情緒等保健功能。

(2)               藥用價值

    根與種子可以治療慢性氣管炎、利尿、減緩便秘，可作為緩瀉劑與利尿劑。蝶豆花的花青素可以改善夜盲症與近視，護眼效果佳，亦可預防白內障與青光眼。

(3)               經濟價值

    中南美洲與東南亞等地國家，善用蝶豆花的天然色素來製作糕點與調製成茶飲作為迎賓茶飲與接待賓客的飲料。泰國市集中看到的藍色甜點，大多是用蝶豆花色素提煉而成。

(4)               副作用

    豐富的花青素容易造成凝血效果不佳，建議孕婦盡量避免食用，另外，若於生理期的女性與平時經血量大的女性，也建議避免食用。大量過度使用可能造成嗜睡、拉肚子或精神沮喪等。

參、實驗原理

一、       蝶豆花在酸鹼值的顏色變化

    蝶豆花溶於水的花青素成分讓蝶豆花本身溶液呈現藍紫色。其因浸泡時間越久，溶出的花青素越多，顏色會越深。藍色的花青素還會隨酸鹼度不同，呈現出不同顏色，花青素在鹼性環境中會呈現藍色、中性呈現紫色、酸性則呈現紅色。

二、       顏色漸層

      溶液中會有顏色分層是因物質其密度不同與溶液濃度的概念。就密度原理而言，物體於溶液中的浮力就是排開的液體重量，故溶液中的含糖量提升時，密度亦會有所改變，密度較大的（溶質濃度高）物質會往下沉；而密度較小的（溶質濃度低）會浮在密度大的上方。

      做溶液分層的時建議加入冰塊。水結冰後體積膨脹，分子間間距增大，相同質量的水其結冰時的體積大於溶液狀態。同理，相同體積的冰和水，水的質量較大，則分子較多。水的密度為1；冰的密度則是 0.8。換言之，相同體積水和冰，以冰塊放置於溶液中其液體容易上浮，溶液的分層效果更加。

肆、實驗學習目標

      一、學生能透過觀看影片、教師的口語引導，了解實驗的操作過程。

二、學生能透過石蕊試紙檢測溶液酸鹼性。

三、學生能利用蝶豆花製作分層溶液。

伍、課前準備–材料與器材

一、溶液

名稱		數量
1	牛奶(東海牧場)	100ml
2	可爾必思	100ml
3	雪碧	100ml
4	奧利多水	100ml
5	寶礦力水得	100ml
6	統一無糖豆漿	100ml
7	莎莎亞椰奶	100ml
8	Tree top 蘋果汁	100ml
9	果汁時刻100%柳橙汁	100ml
10	小蘇打水	100ml 濃度20%
11	蝶豆花(乾燥)	一包200克

二、       器材

名稱		數量
1	果糖	1瓶
2	冰塊	5包
3	燒杯/量筒	11個
4	滴管	11支
5	鑷子	2支
6	紅/藍石蕊試紙	一卷

陸、教學活動設計

一、課程引導

第一階段：認識酸鹼

    教師示範如何透過石蕊試紙進行溶液酸鹼測試 →教師說明石蕊試紙顏色變化代表意義 →學生操作石蕊試紙檢驗溶液酸鹼 →觀察石蕊試紙顏色變化 →學生能口述該溶液的酸鹼性。

第二階段：蝶豆花觀察顏色變化

    連結生活經驗作為引起動機 → YOUTUBE影片欣賞 → 請學生回想喝過的飲料或是想實驗的溶液　→　思考蝶豆花實驗需要的材料　→　口頭說明操作實驗的器材與溶液　→製作分層飲料的溶液加入順序　→學童討論自己的加入順序的想法 →(先放果糖→冰塊加到滿→倒入飲料→滴入蝶豆花) → 觀察各溶液顏色變化情形。

第三階段：評量

1.          教師口頭詢問各溶液顏色的變化

2.          教師請學童思考剛才實驗步驟與需要改善的操作過程

3.          教師請學童完成學習單

　　　第四階段：評量

      實驗後一週填寫教學回饋單，檢視學習成效

二、學生特質

      本次實驗由一位輔導背景老師（即為本次實驗教學者）指導兩位特教學童進行，兩位二年級學童特教身分分別為學習障礙中的讀寫障礙與輕度智能障礙，兩位學童亦有專注力不足過動症，學習上有著先天限制影響學習成效。兩位學童在課業表現未盡理想，係因本身對於注音符號拼音與識字能力皆未達該同年齡層之水平，且對於聆聽講述的上課時間無法維持超過15分鐘，透由操作性實作活動期待提升孩子的學習動機，並增加其專注時間。

     兩位特教學童受輔經驗為本學期初開始，教學者觀察兩位特教學童對於能提高視覺專注的方式為透過影片引起學習動機，而聆聽技巧的指導上則必須具體簡化的條列式說明與引導，並藉由複述教學者的指令，確認兩位學童聆聽與理解的內容。透過與導師訪談以及輔導經驗中，兩位同學在操作中的專注力與學習興趣明顯高於傳統講述式的教學法。

      三、實作過程

　　  (一)實驗步驟

       1、將蝶豆花(乾燥)放入熱水中，觀察蝶豆花水顏色，等待靜置變涼。

       2、將欲操作之溶液倒入燒杯中，再由鑷子夾石蕊試紙，進行溶液酸鹼檢測。

　　   3、學童進行觀察並於學習單畫下各溶液檢測出之石蕊試紙顏色變化。

　     4、讓學童進行製作分層溶液，材料包括果糖、冰塊、溶液、蝶豆花，測試方
          式如下：

　　　    (1)讓兩位學童回顧觀看影片與思考操作的

　　 4-1溶液→蝶豆花

     4–2 蝶豆花→溶液

     4–3 果糖→溶液→蝶豆花

　 　4–4 果糖→蝶豆花→溶液

     4–5果糖→冰塊→溶液→蝶豆花

     4–6 果糖→冰塊→蝶豆花→溶液

           (2)實驗討論

 　 1觀察蝶豆花滴入溶液的分層顏色變化，哪些溶液相同，哪些不同。

    2石蕊試紙檢測出之溶液酸鹼性與蝶豆花滴入時顏色變化關聯性。

    3放入冰塊影響溶液分層顏色變化的原理。

    4回顧實驗過程，思考操作實驗時需要注意或是修正的步驟。

    　    (3)實驗過程照片

圖一:選取孩童接觸過的飲品作為滴入蝶豆花之溶液，並於此實驗前先用石蕊試紙檢測飲品的酸鹼性。	圖二:蝶豆花放入水中攪拌。
圖三: 東海牧場牛奶、可爾必思、雪碧、奧利多水、寶礦力水得滴於石蕊試紙上的顏色變化情形	圖四: 統一無糖豆漿、莎莎亞椰奶、Tree top 蘋果汁、果汁時刻100%柳橙汁滴於石蕊試紙上的顏色變化情形
圖五: 東海牧場牛奶、可爾必思、雪碧滴入蝶豆花做飲品的顏色變化情形。	圖六:奧利多水、寶礦力水、統一無糖豆漿滴入蝶豆花做飲品的顏色變化情形。
圖七: 莎莎亞椰奶、Tree top 蘋果汁、果汁時刻100%柳橙汁滴入蝶豆花做飲品的顏色變化情形。	圖八:二位學童觀察飲品滴入蝶豆花顏色變化紀錄於學習單上。

柒、 教學成果

    教學者設計學習單評量，透過實際操作後的觀察結果畫下，考量到兩位特教學童的識字量與書寫國字之程度，故以畫出觀察顏色的方式呈現。下圖左側為小二輕度智能障礙學童所呈現之觀察結果；下圖右側為小二學習障礙中讀寫障礙類別學童所呈現之觀察結果。

圖九: 輕度智能障礙學童觀察飲品滴入蝶豆花顏色變化的學習單。	圖十: 學習障礙學童觀察飲品滴入蝶豆花顏色變化的學習單。

捌、教學回饋

筆者透過口頭晤談與實驗後一週的課後回饋單進行評量學習成效

一、學生做實驗的感受？有類似生活經驗嗎？　

筆者於實驗過程結束後一週與兩位學童晤談，回顧當時做實驗的感受，學習障礙學童表示：「這是第一次做實驗，以前都沒有這樣上課過，覺得很好玩很有趣！」；輕度智能障礙學童表示：「好好玩！顏色會變，好神奇！」

兩位學童目前皆為小二階段，正式課程中與自然或是生活經驗相關的即為生活課，但是生活課內容沒有直接談及自然實驗與操作的課程，故本實驗為兩位學童的學習生涯中第一次的自然實驗，也提升了學童對於自然科的學習動機。

      生活經驗包含了喝過類似的飲料，兩位學童並未明確說明是哪一種飲料名稱，但是說明了一杯飲料有兩個顏色，搖一搖混一起後就是同一顏色，感到很厲害，對學童而言，飲用較有顏色變化的飲料是特別的經歷，驚艷其認知。

二、評量學生對於實驗過程的記憶　

　筆者透過課後回饋單的方式讓孩子回想實驗所需的器材與實驗操作步驟，發現如下：

1. 關於準備的器材－兩位特教學童回答一致，正確記憶包含：果糖、冰塊、量筒、滴管、燒杯、鑷子。兩位特教學童唯一遺漏的是石蕊試紙。

2. 關於使用的溶液－兩位特教學童回答一致，正確記憶包含：牛奶、雪碧、奧利多水、豆漿、蘋果汁、可爾必思、寶礦力水得、莎莎亞椰奶、柳橙汁、蝶豆花。兩位特教學童皆忘記一項小蘇打粉調製出的小蘇打水。

3. 做出分層效果最好的溶液－學習障礙學童描述的順序為：果糖→冰塊→飲料→蝶豆花，四個步驟皆為正確。輕度智能障礙學童描述的順序為：果糖→冰塊→蝶豆花→飲料。這也是實驗的過程之一，但是分層效果並非是最佳，第一與第二步驟正確，但第三與第四步驟描述錯誤。

4. 石蕊試紙測酸鹼－學習障礙學童僅記得鹼性溶液的顏色變化；輕度智能障礙學童則是酸鹼顏色變化皆正確，錯誤的是中性溶液的顏色變化。

     三、小結：

1. 兩位特教學童對於實驗操作過程有九成是的過程記憶是正確的，實驗後一週進行評量，具有短期保留效果。

2.          兩位特教學童對於實驗所需溶液與準備材料有九成是回答正確，顯示由學生自行口述與實作後，具有保留效果。

3.          引導式實驗包括教師講述引導與學生實作，學生對於實作過程之記憶保留勝於教師口述直接給予之認知性內容。

4.          教師深究如下：石蕊試紙在這個實驗過程中會讓學生遺忘的原因，應為這是第一次操作，且操作前筆者僅說明一次，故對石蕊試紙印象不深刻，對於其檢測結果更難以完全正確。使用溶液部分，可以飲用的飲料皆為兩位學童口述提出，唯有小蘇打粉是教師自行準備，並非學童主動提出，且對其生活經驗是陌生的，故遺忘了此項。製作分層效果溶液的實驗時，其效果最佳的順序是由學習障礙學童所提出的順序，故對其而言印象深刻。輕度智能障礙學童回憶的製作分層溶液順序後面有誤，推測原因有二，其一是這步驟是輕度智能障礙學童自行提出；其二則是對於程序性記憶力較為薄弱。 

圖十一:小二輕度智能障礙學童所呈現之教學回饋	圖十二:小二學習障礙中讀寫障礙類別學童所呈現之教學回饋。
圖十三:於實驗結束一週，透故學習單檢測學生的記憶保留程度，並請學生畫下自己做實驗時的感覺

玖、教學省思

   一、關於實驗設計

　　  本實驗挑選之飲料為多為弱酸性與中性飲料，顏色較無明顯變化，未來再次嘗試相關實驗時，要思考溶液的酸鹼性，讓學童於觀察時可以明顯發現溶液的酸鹼性。實驗設計的過程也要思考蝶豆花熱水浸泡的時間愈久，蝶豆花水溶液呈現的顏色(藍色)愈深，表示釋放出來的花青素愈多。避免於剛開始溶出花青素時立刻作酸鹼檢驗。

　　  若溶液溫度差異太大，則易因對流作用較旺盛而影響漸層的能見度，一段時間就會混在一起。建議可以將冷溶液先加於底層，再將較熱溶液加於上方，減少對流現象，較易形成分層溶液。當兩種溶液溫度接近時，則加入密度較大的溶液，本實驗過程則是先加入果糖當為底層，再加入冰塊到達杯口，再來放入學生所選擇的溶液，最後，則是慢慢滴入蝶豆花，會較容易成功做出漸層效果。加了冰塊後，再加入上層溶液，是能明顯觀察到溶液分層效果。實驗後得知，欲成功作出分層溶液，就是加入冰塊，本次操作則是將冰塊加到快至杯滿。

二、關於學生操作

    小二學習障礙學童於本實驗進行前能做到專心觀察相關影片，並能說出加入溶液的先後順序與能分別慢慢加入或是快速倒入，教學者透過口頭評量方式了解學習成效。操作實驗時，則是可以做到細心慢慢加入，但因其相當期待顏色會有變化而加入蝶豆花速度較快之情形，而影響到實驗成果。

    小二輕度智能障礙學童於本實驗進行前欣賞影片時無法相當專心，教學者於影片後詢問該學童製作變色溶液的順序，發現學童的程序性記憶需要被訓練。關於加入蝶豆花後溶液的顏色變化，則是該學童預測較準確，教學者認為也許是影片中提取片段記憶所影響，但詢問該學童時，學童卻表示自純粹猜測。

    兩位學童嘗試說出調出分層溶液的順序時，教學者本次未做到詢問兩位學童思考的脈絡，未來嘗試相關實驗時，教學者應將學生思考與組織脈絡呈現。

n   謝誌

    在此感謝國立臺北教育大學自然科學教育學系106學年度第1學期化學特論周金城教授與全體同學在百忙之中提供許多建議並協助修改本文，在此謹深摯謝忱。

n   參考資料

1.臺灣藥用植物雜誌第十一期（2013.03.01）。台中市藥用植物研究會發行。

2.科學少年（2017.02）–夢幻漸層飲品蝶豆花茶。

3.國際農業學程國外農業訓練專刊第十五期（2015.09）。泰國農業研習報告。國立中興大學農業暨自然資源學院發行。

4.曾俊維、呂宗諭、黃子軒。蝶豆花漸層飲料。國立台南高工。

5.丁怡雯、顧欣晏、藍冠柏。蝶豆花融合手工酵素之漸層飲品變化。達德商工。

6.科學 online。2017 年 2 月 28 日，取自 　　http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=22981

7.自製夢幻飲品－冰涼蝶豆花神秘飲【LIS實驗室】https://www.youtube.com/watch?v=JcqrI9VvI_Q

8. 翁子國小蝶豆花飲料汽水+碎冰+糖水+鮮奶https://www.youtube.com/watch?v=4V12nCyG5mU

9. [好奇兄妹實驗室]蝶豆花製作

https://www.youtube.com/watch?v=6eTCdbLdU0o

n   附錄

附錄一 實驗過程學習單	附錄二 課程回饋單