臺灣化學教育

第五十一期
主編的話

邱美虹

國立臺灣師範大學科學教育研究所名譽教授
國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）執行委員會常務委員

國際理事會(International Science Council)治理委員會委員及Fellow

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]

人工智慧(Artificial Intelligence, AI)的時代早已到來，甚至可能超越我們的想像。去年底由美國矽谷的OpenAI所訓練的一個大型自然語言處理模型，ChatGPT(全名為Chat Generative Pre-trained Transformer，聊天生成型預訓練轉換器）的公布，已引起網路和廣大民眾的眾多討論，ChatGPT它可以透過自然口語的方式來進行對話，透過聊天對話方式，系統可以從資料庫中搜尋使用者發問內容所需要的資訊，以「看似」有系統的方式提供給提問者參考，舉凡文章撰寫、資料整理、程式撰寫、商業決策、科學實驗甚至是圖形產生等，都可以透過ChatGPT來協助提供參考答案或文本。然而這樣的過程所產生的結果，受限於資料庫的內容以及訓練系統的過程，在尚未成熟之際，無論如何都需要人的知識、專業與經驗去進行判斷。不讓ChatGPT(或ChatGPT-4)專美於前，Notion也釋放出其AI工具，進行語言對話提供快速的彙整資訊與建議，問題似乎已不再是哪個軟體的功能勝出，而是人工智慧的發展已慢慢滲透在我們的生活中，與其去限制它的用途、防範不正當的目的或是僅尋找防治運用它的策略，還不如以積極的態度與智慧去正確運用AI，借力使力，讓科技幫助人類解決問題，開創更多創新的未來。這樣的新興科技的發展，是否造成從事某些職業的人將受到威脅、對學校教育、對社會穩定是否會造成顛覆性的改變，都將會是接下來AI專家、社會學家、教育學者、教師以及各行各業從業人員無法避免的挑戰，尤其是學校教育將如何引導學生建立正確使用的觀念與做法，更是要集思廣益面對這AI時代。

本期專刊由國立屏東大學李賢哲教授和陳皇州教授擔任客座主編，共邀請六所大學教授們分享普化實驗室的設置、實驗課程目標與教學、跨系所授課、融入AI的課程規劃、學生預報告的撰寫與口頭報告、軟體介紹、疫情期間課程調整方案，以及延伸到國小教師的培訓等等，此次六篇專題文章提出多元的策略與產生的效益，對於實驗室教學有許多啟發，可供各校教師參考。

在常態性文章有陳竹亭為文介紹其於2022年出版的從宇宙大霹靂到人類文明的科學世界觀–「丈量人類世」，以深入淺出的方式提綱挈領，讓讀者得以一窺人類世的演化發展與省思。游文綺和胡景瀚的「庫普曼的故事」，介紹這位僅寫一篇自然科學的量子文章，提出庫普曼定理，卻以獲得諾貝爾經濟學獎的大師之生平，讀來與一般科學家的傳奇故事迥然不同，但仍鼓舞人心。最後一篇是張澔引介清末中文元素名詞命名沿革的引介，從徐壽與傅蘭雅的《化學鍵原》一書對化學元素名詞的音譯與意譯到東西方文字運用的巧妙做一評析。這段化學史可供教師教學之用。 最後一篇是邱美虹等五位教授介紹慶祝基礎科學促進永續發展國際年(International Year of Basic Sciences for Sustainable Development, IYBSSD)臺灣系列活動中「科學X永續」彩繪列車的諮詢團隊和設計理念，藉此引起社會大眾認識科學與生活密不可分的關係，並重視基礎科學人才的培育。

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程內容介紹

¹李賢哲²陳皇州

國立屏東大學應用化學系
¹[email protected]、²[email protected]

■ 前言

我們本期(51)台灣化學教育能順利付梓，客座主編與副主編謹此對其中六篇的執筆同仁，致上萬分的感謝與敬佩。當前高等教育面臨的少子化與當代應用科學的發展，更顯得加入化學領域的舉足輕重，而本期內容在編輯委員會指導下，規劃國內大專校院普通化學實驗之規劃與內容特色介紹。撰稿師長更於百忙之中，就其提供高中學子初跨入高等教育學府，即將親身體驗之普通化學實驗內容與實施，對鼓勵與激發後起之秀進入化學各專長領域的研讀，實有拋磚引玉的舉足輕重功效!一般言之，普通化學實驗涵蓋後續有機、無機、物化、分析和生化等相關領域，對於同學的化學領域專研，扮演密不可分之關係，期待這六所國內大學化學師長之呈現圖文並茂，能提供學子對化學領域初步的瞭解，以能激發更多的學子加入化學領域的大家庭，並同時對國內人民扮演著提高化學素養之重要功效，而化學素養之提升也表國力的提升，讓台灣後續的科學發展能於世界舞台上發光發熱!

■  本期專題文章簡介

本期專題的第一篇介紹是由國立高雄大學應用化學系李頂瑜主任執筆，其中從普通化學實驗課程(普化實驗)的價值認知切入強調其重要性(ACS Public Policy Statement 2020-2023)、文章涵蓋高雄大學普化實驗之目標期望、實施方法、與未來精進之策略，尤其實施方法分為課前預備、實驗紀錄與課後反思等項目之報告撰擬，實驗課程中訓練學生試著調控操作變因，以收其應變與引發學生好奇和相關原理之引述，增進所有修習普化實驗的學子對於原理與應用有更佳的學習成效。除此，高雄大學應化系正籌劃綠色化學與永續發展的概念融入普化實驗具體執行，而普化實驗與自動化、AI結合的構想也是規劃方向之一，值得大家期待。

本期專題第二篇文章，由高雄醫學大學醫藥暨應用化學系李建宏與陳慧芬教授撰擬，揭櫫其實驗課程為使與必修學科間有更好的鏈結，並強化實驗內容的完整性。已與原普化實驗刪減濃縮後，結合分析化學的檢驗、定量概念，整併入化學實驗一，重整過後的實驗內容配合新制大一學生普通化學的進度；大一下的普化實驗課程調整為分析及有機基礎實驗技能設計，將基礎分析實驗與有機純化技巧訓練規劃為化學實驗二，例如該學系在大一下學期阿斯匹靈的製備實驗中帶入銅錯合物的製備，呈現生物體內存有一些微量金屬，這些微量金屬與體內生物分子結合形成錯合物，於生物代謝和醫藥上扮演著舉足輕重的角色。進入大二階段以整學年進行有機化學技能訓練，與學生連結技能及知識應用於進階的實驗課程，以更瞭解化學合成的流程，為進入系所教師的研究領域實驗室專研作準備持續精進。

本期專題第三篇文章是由中原大學化學系陳志德教授與莊敬主任執筆，鑒於該系對學生化學專業之訓練涵蓋大學至研究所博士班，故僅以學士班簡述，揭櫫對化學教育之目標，其普通化學實驗課程採每班三十位同學以下進行，選擇重要且與一般生活息息相關之題材，同時對應長年來同學反應高中端化學教育於實驗學習方面較匱乏之內容，以為普化實驗設計一般基礎化學實驗操作技巧與各類器材之操作方法，於動手學習瞭解相關化學原理，協助學生培養實驗操作基礎與觀察技巧，以嘗試解決問題的思考方向等，並引入化學合成與鑑定的基本技巧，奠定同學們之後銜接之有機/分析/物化/材料實驗所需的基礎實驗能力。

本期專刊第四篇文章，由國立彰化師範大學化學系楊水平教授撰稿分享，該系普通化學實驗室提供普通化學實驗、化學科教材教法、化學科教學實習及自然科學領域探究與實作專題等科目的教學場所，聚焦之普通化學教材內容以基礎的分析化學、物理化學及無機化學為主，且輔以入門觀念的有機化學、生物化學及核化學相關學理。所有上課教材以數位存放在該校「雲端學院」網站之「普通化學實驗」課程，而其教材來源，分別國內外各大學化學實驗網站、國內外期刊網站和自編教材。例如參考JCE(2021)進行模擬疫情期間在家進行酸鹼滴定實驗頗具當代之意涵，其滴定操作以重量分析的酸鹼滴定法（gravimetric titration method）規劃，以食用醋或食品級檸檬酸溶液家用品作為酸鹼滴定劑，測定胃乳液中氫氧化鎂的含量，而以天然資源提取的食用色素作終點判定的指示劑，可為受疫情肆虐中的化學學習，開啟一扇窗。

本期專刊第五篇由東海大學化學系楊俊豪與賴英煌主任撰擬，鑒於該校理學院、工學院、農學院及國際學院等所屬八個學系安排普通化學實驗，上下學期合計開授19門。該系支援所有普通化學實驗的開授，學校也投入相當資源於實驗室軟硬體維護及提升。實驗課程內容按授課教師要求及系所屬性搭配普通化學課程安排進行，以達到理論與實驗上的驗證。鑒於科技快速進展，學生對實驗變化及數據的掌握能力已有質的提升，勢以引入新式教學設備，讓實驗的觀察及記錄過程資訊化，並搭配適當的軟硬體以提升學習的品質。為與108課綱薰陶的學生有機會發想，自111學年度開始嘗試普化實驗專題，自由組隊4人一組，由目前普化實驗課尚未列入的實驗，學生從講義撰寫及簡報，並製做一個完整的普化實驗，最後由學生上台發表成果。同時著手執行建置iLearn系統，提供學生線上資源及執行實驗前檢核，並提供學生線上課程，降低COVID-19疫情對需動手操作實驗的影響。

本期專刊之第六篇是由國立屏東大學應用化學系鍾旭銘主任撰稿，目前該系已建置符合應用化學系課程之普通化學實驗室、有機化學實驗室、分析化學實驗室與生物化學實驗室等專業教室。鑒於該校於2014年由高教、技職與師培合流的大學，俱備專長之動手作普化實驗課程，同時亦規劃針對國小教師培育之課程，例如：熱冰實驗、葉脈書籤、化學花園、天氣瓶製作與濾紙色層分析等實驗；而規劃之抗菌潔手露、防曬隔離霜、紫雲膏與萬金油等產品製作課程，提供學生瞭解如何運用乳化反應、萃取技術與藥劑調配等化學技術運用於生活用品之製備。

■ 結語

所謂萬丈高樓平地起，莘莘學子在諸多化學領域專研過程中，普通化學實驗應可作為起樓的重要里程碑，本期專刊藉由六所大學化學相關師長執筆，介紹各普通化學實驗之規劃與內容，祈能對有志於化學相關領域進修之學子，提供重要之參考，並就教於相關之師長先進以作為後續改善之重要依據。

■  參考文獻

Kuntzleman, T. S, Corts, S., & Schmidt, A. (2021).At-home titration magnesium hydroxide in milk of magnesia using an inexpensive apparatus. Journal of Chemical Education, 98(8), 2592–2595.

The American Chemical Society (2022). Importance of hands-on laboratory science. Retrieved on  November
17, 2022  from https://www.acs.org/content/acs/en/policy/publicpolicies/education.html

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:

高雄大學普化實驗實施

李頂瑜

國立高雄大學應用化學系
[email protected]

■ 前言

    「臺灣化學教育」是化學界在化學相關教學與專業學習資訊提供、分享與參考的重要刊物。此次編輯團隊規劃普化實驗室相關專題，高雄大學應用化學系很榮幸能藉此交流平台介紹我們對於普通化學實驗課程(普化實驗)的一些價值認知、目標期望、實施方法、與未來策略進行介紹，希望經由此次的交流分享可以精進我們在普化實驗未來的規劃，以增進對所有修習普化實驗的學子有更佳的學習成效。

■ 普化實驗的認知

    普化實驗是許多理工相關科系的必修或選修課程之一，化學相關科系當然列為必修課程。然而因為經費(化學實驗需要藥品、耗材、儀器設備折損等等費用)的因素，普化實驗的必要性就受到一些挑戰的雜音。尤其在疫情期間，許多實驗課程被迫暫停改以線上教授方式，更加增添了普化實驗是否學生可以以在家自學或者是錄影帶方式觀賞學習即可，無須到實驗室實體上課，甚至可將它刪減的爭論。另一有關普化實驗價值的爭論來自於部分教育人士(尤其非化學相關)，他們認為普化實驗過程基本上只要依據一定的步驟操作就可以得到特定的結果，因此能產生的科學教育效應有限，也就是所謂的性價比或投資報酬率並不高(Arnaud, 2020)。

我們單位一直以來都持續在討論普化實驗(尤其現場實體教學)的價值所在。有關動手進行實驗的重要性美國化學學會政策說明(ACS Public Policy Statement 2020-2023)已經清楚闡述其不可取代性，在此就不贅述(可參閱The American Chemical Society, 2022)。至於普化實驗的重要性，事實上不離脫於文獻與學者對科學實驗室課程的剖析(Hofstein & Hugerat, 2022; DeKorver & Towns, 2015; Elliott et al., 2008; Reid & Shah, 2007)，除了專業上能讓學生更深入了解科學的本質，學習與熟悉科學的概念、事實、技術操作技巧和執行過程技能外，同時也包含學生基本素養與核心能力的培養，例如，獨立思考、學術倫理、溝通表達、團隊合作等等。不過普化實驗的特色之一在於它不只是化學相關專業學生的必修課程，也常是跨STEM學生修習的課程，而且又因為它常常安排在大學一年級授課，因此它不但具有大學學習生涯基礎奠定的作用，同時也兼具了銜接高中與大學教育橋樑的任務，意義重大，不可或缺。

■ 目標期望與實施方法

一、目標期望

由於普化實驗的不可或缺性，我們期望以普化實驗作為教育載具，達到以下學習目標:激發並保持學生對科學的興趣和動力，培養學生科學推理能力、倫理涵養、創造性思維、解決問題能力、實踐能力、自律能力、和團隊合作能力，並加深學生對科學本質、工作執行程序之複雜性和不確定性、以及科學探究而非只是單純科學知識或理論恪守的理解。

二、實施方法

綜合上述期望目標，在實驗室操作執行方面，除了提供學生既定且制式課本資訊內容作為課程依據外，也會在課程進行過程中增添一些腦力激盪要素。同時我們也相當重視學生在實驗教室外的訓練，包含課前預備和課後反思。

（一）課前預報撰寫

學生進行實驗課程課前的準備工作是非常的重要。在進入實驗室前，學生就必須先了解當日要進行實驗的主題、目的、原理、使用藥品的物化性和安全性、使用的儀器設備、以及實驗步驟，如此方得以實驗操作過程安全且實驗平順完成，也才能在實驗進行中同時思考並領悟那些事件項次是觀察重點。撰寫預報就是一個達到這些目標的策略方法。至於預報如何撰寫，除了依循課本內容外，我們有一些附加準則。

1.     在普化實驗授課型態上會依環境與學生需求分組，可為單人操作方式與多人同組操作方式。由於後者著重團體合作，因此在預報撰寫前，同組組員必須先開小組會議討論即將進行的實驗內容，尤其是實驗過程的步驟與分工，並於預報中註明會議日期、時間、地點和每一位組員簽名。

2.     實驗目的和原理在盡量搜尋相關資料後，以自己認知與理解的內容表達陳述，並列參考資料出處。

3.     詳述當次所有使用藥品之物性與化性(例如，顏色、外觀、熔點、沸點、溶解度、穩定性、反應性…等等)，以及毒性與危害性，並且需畫出化學結構，也要列出參考資料來源。

4.     儀器設備圖示化，並結合實驗步驟。

5.     實驗步驟必須仔細圖示化且流程化呈現。也就是將課本的文字敘述具體化。教師批改預報時，可以透過圖像了解學生在進入實驗室執行實驗之前是否已經規劃好這次的實驗如何進行的每個仔細步驟，以及學生是否對於課本步驟的文字敘述有所誤解。以本系實驗單元「固相、液相和氣相擴散」為例，如圖1。雖然實驗課本步驟只是說明「取約1克的氯化銅置於試管中。」，如圖1(左)，然而由於實驗用藥品(二水合氯化銅)之後須要放置入試管中在酒精燈上明火直接加熱，所以我們希望學生在預報上的呈現(圖示比較清楚)一開始的動作就先檢查試管的完整性和乾淨度，然後再秤取藥品，以免加熱時試管爆裂和污染，如圖1(右)。另外值得注意的是氯化銅具有潮濕空氣易潮解的潛在性且易溶於水，最好不要直接以秤量紙秤取，而是用培養皿或表玻璃等等物品輔助。其次，考量氯化銅潛在的腐蝕性，應盡量避免用金屬刮勺，例如，使用塑膠刮勺。其他細節步驟以此類推，我們希望學生進行實驗前就將實驗過程仔細思考一次，藉由流程化和圖像化的預報撰寫方式與授課老師溝通，讓授課老師可以清楚知道學生課前是否對該次實驗有一定程度的掌握，以作為授課老師講解時提醒與建議內容的參考依據。

(左)                                                                                 (右)

圖1：預報撰寫案例，(左):課本內容，(右):預報書寫呈現方式。

（二）實驗課程進行過程

普化實驗實際操作是非常重要的過程，唯有透過親自動手才能擁有真正自我的深刻經驗與感受。濫情誇張說法即是動手實做歷練才能與實驗過程產生真正的情感交流，體會科學真實的內涵，那種熟悉的感覺好像是分子/化合物在和我們對話，訴說著自己的狀態為什麼是固、液或氣相，為什麼會產生沉澱，為什麼有顏色的變化、放熱或是吸熱等等。這些功力修為都要經過「做」、仔細「觀察」、「思考」、「推論」預期結果等訓練才能不斷精進。如果只是依照課本實驗步驟按部就班進行，學生將無法了解科學真正的意義與該次實驗主題的深層精髓。因此我們在課程進行過程中就會要求學生精確的詳細完整記錄。另外，我們也會提醒學生在課本實驗步驟中有一些隱藏意涵需要深思和問題解決的部分。當學生已經有一定程度的訓練與技巧後，實驗上就會增加一些變因，讓學生了解改變特定反應條件所產生的效應。以下將分類說明。

1.實驗記錄

實驗記錄是所有研究(無論是產官學研)必須執行的必要措施。它不只是整體實施過程的證據，也是執行過程中最直接最真實的第一手資料，後續可作為研究結果的省思與深思，研究再現性與創新性的依據，以及經驗傳承，可說是科學進步發展的根本基石。因此普化實驗在實驗記錄任務上也要有基本要求。精確記錄做什麼，觀察到什麼(看到甚麼寫甚麼!)，量測到什麼數據等等，例如，設備架設和使用、藥品用量、添加方式、時間、溫度、顏色等等。規定不能使用鉛筆書寫，不能使用立可白等全塗滅方式，修改只能畫刪線並需要清楚保留原始記錄(刪改的部分理應必須要簽名，我們在課堂上強調說明其必要性，但課程此階段不嚴格強制要求。)。舉例說明，如圖2(註:為創作情境非真實案例。)，實驗單元科目為「塑膠的分類與回收」。實驗者首先需登錄基本資料: 頁碼、組別、姓名、學號、日期、當天的室溫、氣壓、濕度等等。實驗主要是要得知PP和PS塑膠粒的熱特性、溶解度、和密度，所以需先記錄塑膠粒的起始狀態，包含外觀、大小、和重量。在融化或軟化的溫度測試部分，雖然溫度與塑膠粒的狀態觀察是主要的重點，而且溫度觀察間隔越密集越好，不過加熱器的設定溫度和加熱時間一併記錄將使得資料更完整。另外的重點之一就是描述與畫出特定溫度下塑膠的外觀狀態。值得注意的還有砂浴加熱砂層溫度梯度有不均勻性，因此標示溫度計和試管的相對位置是必要的。至於可溶性測試，除了描述實驗過程細節外，也要描繪塑膠粒接觸溶劑前後的外觀變化， 尤其需量化指標，在此為塑膠粒大小的量測與記錄。在整個實驗過程，我們鼓勵筆記/筆畫的同時也照相或是拍攝影片作為數位記錄保存。簡言之，實驗記錄的目的在於必要時能原汁原味實境重現，包括操作者的主、客觀視覺角度。

圖2：普化實驗室操作實驗記錄案例(註:內文為情境創作非真實案例)。

2.深層步驟

課本中的實驗步驟只是一個導引，是為了要探討研究該次實驗的目的和本質，而不完全是做法的硬性規範。學生在遵循實驗步驟文字時，需要思考步驟未仔細說明之處，以及必須注意或必須困難排除之處。表1說明本系的實施案例。案例1「實驗器材之基本操作」的實驗步驟是以量瓶取100mL的水。這實驗雖然主要是教導學生使用和熟悉實驗器材，因此傳統上只需將水加入量瓶至標線處並注意水線位置即可，不過我們在實驗課堂中將添加「校正」概念，「如何確認量瓶標線位置是否正確?」也就是學生需要思考如何確實取得100mL的水並標示新標線。同一實驗，學生也要思考如何校正其他容器(燒杯、錐形瓶等等)，加熱器、和溫度計等。類似的，案例2「溶解度積之測定」，學生需思考以硫氰酸鉀滴定醋酸銀溶液時，溶液是否一定要保持在低溫冰浴下進行滴定，同時也要深思在實驗過程中哪些步驟和器材必須保持低溫方能取得合理數據。
實驗案例3目標是合成磁性四氧化三鐵產物，其中鐵二價和鐵三價起始原料的比例是關鍵要素之一。然而鐵二價化合物在空氣中易被氧化成鐵三價化合物，因此學生在實驗一開始必須要先檢查氯化亞鐵的狀態，若氯化亞鐵已經變質，需先想辦法做些什麼補救措施再進行後續實驗步驟。經由深層步驟的思考訓練，可以培養學生縝密的思慮以及疑問好奇心，這些也是科學研究的核心能力要素。

表1學生需進行深層思考的普化實驗課程案例

案例	實驗名稱	實驗課本步驟內容	深層思考
1	實驗器材之基本操作	取一 100 mL 量瓶，加入蒸餾水至標線處。	如何量取100 mL蒸餾水以校正量瓶標線?
2	溶解度積之測定	所得濾液依實驗步驟 4～7，測定低溫下醋酸銀飽和溶液之硫氰酸鉀滴定用量。	滴定時是否需要控制溫度(例如，低溫下進行)?
3	合成具磁性之四氧化三鐵	取 2mL 2M 氯化亞鐵之氯化氫溶液緩慢倒入 8mL 1M 氯化鐵之氯化氫溶液中，以玻棒充分攪拌，觀察並紀錄。	檢查氯化亞鐵與氯化鐵藥品狀態(例如，顏色)。若有異狀如何處置?

3.變因調控

有經驗的普化實驗學生具有對特定實驗主題和本質的認知與探究能力，因此部分實驗過程可引入操縱變因、應變變因、和控制變因的設計訓練。以表2之案例1「分光光度計的定量分析應用」為例，調整波長進行量測，除了可讓學生觀察吸收度的變化之外，也可以讓學生思考與推論使用不同波長對未知濃度樣品定量是否有影響。由案例2「合成具磁性之四氧化三鐵」實驗中，若更動部分實驗成果目標，學生將可以了解改變粒子形成、界面活性劑、及分散載體等變因引發何種不同的效果，並思考其中原理。

表2普化實驗課程授課內容更動變因教學案例

案例	實驗名稱	實驗課本步驟內容	變因更動
1	分光光度計的定量分析應用	以4 mL蒸餾水作為空白樣品，分別依低到高濃度0.01、0.02、0.04、0.08、0.16M各取4mL硫酸銅溶液做為樣品，測定並記錄當波長為 λ = 800nm 時硫酸銅溶液之吸收值。	除了進行課本波長λ = 800nm的實驗外，也需分別操作波長大於和小於800nm的量測，觀察與思考後續的差異。
2	合成具磁性之四氧化三鐵	3. 持續攪拌20分鐘，此時溶液應從原本的黃色轉變為橘色，並發現溶液中慢慢出現黑色沉澱物，此黑色沉澱物即為四氧化三鐵……   8. 以烘箱烘乾產物，稱重並計算產率。	實驗過程中提供多種樣式藥物品材料，以額外製備水性或油性鐵磁流體。

4.成品驗收與簽退

對於普化實驗而言，評估學生的學習成效是一項挑戰(Galloway & Bretz, 2015)。在實驗室內的操作過程，除了現場的實際觀察了解外，我們也藉由實驗完成後，確認學生作品以及實驗記錄的完成完整性進行評估。若與學生討論後，結果正面順利(實驗成果是否如課本所描述的預期並非主要重點)，則提醒結報撰寫注意事項並進行簽退動作。如果有需要加強的部分，將請學生補齊或重新執行實驗，再簽退。萬一因時間和其他難以抗拒的因素無法當場重新執行實驗者，那麼就擇期重新安排時間再次進行實驗。

（三）課後結報撰寫

一般而言結報主要目的在於讓其他人瞭解實驗成果的表面過程與內在意涵。也就是說將之前的實驗程序與結果進行有系統、有邏輯的整理，並且分析觀察現象與數據，同時了解背後的科學意義以及未來性建議。因此普化實驗結報我們設定一些基本架構，可以以手寫書寫或文書相關電子檔呈現。

1.     實驗過程與觀察:並非將實驗記錄重新漂亮整齊的寫一次，而是要將實驗記錄重新有邏輯、有組織、有條理的完整整理並論述。重點在「觀察」!撰寫論述內容要過程與觀察合一，必要時也要加圖示說明。若是以電子檔呈現實驗結報，則需篏入實驗觀察照片圖說明。

2.     實驗結果:將實驗記錄的觀察與數據分類整理成易於清晰閱讀與了解的形式，例如，圖或表格，以利於結果分析。。

3.     計算:數據分析常與計算連結。首先需要說明演算方法的理論基礎，接下來對於每個算式、方程式、數字、作圖等都要非常仔細說明原委，以利閱讀者知悉來龍去脈以及思考其中的合理性和意義性。例如，產率的計算，反應速率的計算，誤差的計算，活化能的計算等等。

4.     結果討論:這部分是結報最重要的核心內涵之一，重點聚焦於實驗數據和觀察結果背後代表的科學意義。因此，學生需要對上述實驗的結果和計算進行解說。這些將涉及實驗主題原理的再認知，資料搜尋，專業判斷結合邏輯推理，以及數據或觀察現象趨勢關聯性的連結思考等等，並最好能夠提出自己的看法。例如，基礎討論包括理論值搜尋(需放置參考來源)，誤差產生原因的探討與合理性，反應過程顏色或是溶解度變化的原因等等。更進一步，也鼓勵學生以自問自答方式來進行思考，比方說，「固相、液相和氣相擴散」:實驗完成後即使已經努力將試管洗刷乾淨，為什麼試管下方仍附著黃色物質?
液相擴散實驗之色素擴散速率是否保持一致?
「常見陽離子分析」:前期實驗步驟完成時觀察見白色沉澱物產生並確實記錄，然而成品驗收時看到卻是灰色沉澱物?
學生藉由類似的自我問題反思一方面可以整理思緒，一方面也可以自我訓練對化學原理的觸類旁通。

5.     課本問題回答:本系普化實驗課本教材在每個實驗說明的最後都會列出幾個問題與討論題目引導學生思索，有時也需要蒐集資料並推敲琢磨後才能詳答。例如，「維生素C的定量」實驗，課本中的問題包含「本實驗中加入偏磷酸的用途為何？」以及「請由維他命C的結構式說明它為水溶性的因素可能為何。」等等。

6.     心得:學生在此區域除了可以分享心靈感受外，更鼓勵針對該實驗提供任何建議做為未來課程修訂的參考依據之一。

（四）講解說明與其他

除了課前實驗說明以及報告批改(加評語)的提示外，為了增加學生的印象和重點提醒補充，我們也在學期中和學期末安排實驗討論課程，進行學習成效互動交流與檢討。另外，普化實驗課程助教的輔助教學至關重要，因此我們也在學期上課前舉行助教訓練講解，以增進學生學習安全和效率。

■ 未來策略

教育主要目的之一是培育學生因應未來的世界，因此教育方式和內容會隨著時代的進步而調整。普化實驗也不例外。本系普化實驗授課內容會依時事狀況進行調整，例如，疫情期間增設消毒劑相關實驗，內容涵蓋各種消毒劑的資料研究與部分消毒劑的配製和使用。另外當時也進行酒精消毒原理實驗，了解酒精濃度的重要性。目前我們正籌劃將綠色化學與永續發展的概念在普化實驗具體執行。普化實驗與自動化、AI結合的構想將是我們下一步的規劃方向之一。

■ 結語

對於大學教育，普化實驗是非常基本而且不可或缺的必要課程，但是它的重要性被常常被忽視。雖然目前網路資訊和虛擬教學提供學生非常好的學習廣度、智識梯度、與便利性，然而欠缺的就是一個實質上的感受度。我們認為從事科學探索研究，必須要有實際操作的經驗體會，而且這種體驗感覺必須達到分子層級。現今自動機器設備愈來愈精細化與客製化，唯有確實有過實際操作的真正感受以及確實受過訓練了解科學實際深層內涵的人，方可擁有設計和駕馭高效率自動化設備的精闢技能，畢竟機器設備應該定義為強而有力的輔助工具，而非主導主體。高雄大學應用化學系執行普化實驗課程目標是希望培養出學生具有動手執行和動腦思考的核心能力，如此，在未來自動化、機器人的時代，培育出的人才才能成為機器人使用者，而非機器人附屬依賴者。本文分享我們的普化實驗實施方式，期待藉此交流平台昇華我們系上的普化實驗課程教學。

■ 參考資料

國立高雄大學應用化學系(2021)。大學普通化學實驗課本。

Arnaud, C. H. (2020). Questioning the value of general chemistry labs. Chemical & Engineering News, 98(18).

DeKorver, B. K. & Towns, M. H. (2015). General chemistry students’ goals for chemistry laboratory coursework. Journal of Chemical Education, 92(12), 2031-2037.

Elliott, M. J., Stewart, K. K. & Lagowski, J. J.(2008). The role of the laboratory in chemistry instruction. Journal of Chemical Education, 85(1), 145-149.

Galloway, K. R. & Bretz, S. L. (2015). Development of an assessment tool to measure students’ meaningful learning in the undergraduate chemistry laboratory.Journal of Chemical Education, 92(7), 1149-1158.

Hofstein, A., & Hugerat, M. (2022). The role of the laboratory in chemistry teaching and learning. In Hofstein, A. & Hugerat, M.Teaching and learning in the school chemistry laboratory., (pp. 1–15).The Royal Society of Chemistry: Burlington House, Piccadilly, London.

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大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:

高醫醫化系普化實驗室之設計與化學實驗之整合

李建宏¹＊,林淑芬,陳慧芬²＊

高雄醫學大學醫藥暨應用化學系 ¹
[email protected]; ² [email protected]

 

n  前言

近十五年本學系在實驗課程中的教學變革相當大。原先的課程設計在大一上、下學期為普化實驗課程，著重在基礎實驗技能的養成以及思考能力的建構；大二上學期為分析實驗課程，目的在暸解分析實驗的基礎和古典分析方法應用，大二下學期則為有機化學實驗課程，提升學生在有機實驗操作技能以及有機合成的實驗知識。但因為學生在加入教師實驗室進行專題研究時，實驗技能普遍不足，且對於實驗的思維模式過於單調，觀察能力不足導致記錄及報告的撰寫也未能詳盡。為改善學生學習狀況，本系有感於專題研究的重要性，規劃化學系學生在畢業之前對於策劃研究、執行實驗有通盤性的認識和訓練；十年前即開始整併實驗目標是打破各科實驗藩籬，將其重組。雖然成效顯著，但本系近年進行必修課程改革，將大一普通化學由原本二學期6學分降低為一學期4學分，專業必修科目（有機化學、分析化學、儀器分析、無機化學、量子化學、物理化學、生物化學、醫藥品合成化學）提前一學期修習，讓學生有更多的時間進入實驗專題或實習領域。為配合現在學生學習型態的改變以及課程設計的變化，107學年度起，由本學系前主任許智能教授和實驗課程授課教師進行第二次調整實驗課程內容，為使實驗課程與必修學科之間有更好的鏈結，並且強化實驗內容的完整性。將原本普化實驗刪減濃縮後，並結合分析化學的檢驗、定量概念，整併入化學實驗一，重整過後的實驗內容配合新制大一學生普通化學的進度；大一下的普化實驗課程調整為分析及有機基礎實驗技能設計，將基礎分析實驗與有機純化技巧訓練規劃為化學實驗二；並於大二規劃更多樣的有機實驗課程，讓學生能在大二上先做完有機基礎實驗知能及技能的學習後，大二下再增加更多應用以及連續性的實驗挑戰，所以化學實驗三、四除強化各樣有機純化技巧與光譜鑑定操作之外，亦包含有機化學各種反應與多步驟合成反應介紹（如圖1），重整過後的實驗內容亦配合學生必修科目有機化學與分析化學的進度，加深學生在學理認知與操作技能的連結。

圖１：本學系改革後實驗課程設計

n  實驗課程簡介

一、大一普化實驗整合分析及有機基礎實驗

　　在化學系中，最重要的課程莫過於實驗課程。實驗過程除了能夠幫助學生建構科學的知識外，透過實驗中的觀察更能夠連結理論，進而理解科學原理。雖然實驗課程對化學系學生的養成及訓練十分重要，然而目前的實驗課程方式仍停留在傳統的設計。課程中一般給定大部分的實驗參數，學生照表操課在規定的時間內完成固定的操作，收集類似的結果。如此設計主要在技藝的傳承，而非訓練邏輯思考及改正實驗中發現的錯誤。本學系在每年的教學工作中總是不斷地在調整實驗課程內容，希望能夠引起學生的學習興趣，規劃能夠發動學生主動去探究的實驗課程。進一步讓學生藉由這個教材的設計，重拾對化學的好奇心，也希望化學系學生能了解到實驗的重點是發現、改善及創新，為未來學業發展及生涯規劃建立基礎。在本學系中，實驗課程的規劃是循序漸進，大一上為基礎實驗技能及觀察訓練，大一下為分析及有機操作技能訓練，到大二整學年的有機技能訓練，目的在希望學生能連結學習到的技能及知識應用在進階的實驗課程及教師實驗室的專題研究上。

在多年教學的過程中，發現實驗課程內容若能較貼近生活主題，學生的專注力相對提高，以及對於課程的反饋回應較熱烈。例如本學系在大一下學期阿斯匹靈的製備實驗中帶入了銅錯合物的製備：生物體內存有一些微量金屬，這些微量金屬與體內生物分子結合形成錯合物，在生物代謝和醫藥上扮演著舉足輕重的角色。過去科學家已經發現(Abuhijleh, 2011)阿斯匹靈與 Cu²⁺ 會產生螯合錯合物 (chelating complex) （如圖2），而此銅錯合物能強化阿斯匹靈作為非類固醇抗發炎藥物 (NSAID) 的療效，阿斯匹靈銅錯合物能以治療類風濕關節炎，同時更有做為治療血栓性疾病的潛力。因此研究阿斯匹靈與金屬配位形成的錯合物之結構與反應亦成為極具前瞻性的議題。此外本實驗設計讓同學來牛刀小試，學習以自製的阿斯匹靈作為配位基，與醋酸銅反應形成阿斯匹靈銅錯合物，因酯官能基配位能力不高，因此所得之結構有可能是單核錯合物 Cu(asp)₂，亦有可能是雙核錯合物Cu₂(asp)₄(asp = aspirinate, 阿斯匹靈陰離子)。反應式如下:

圖2：阿斯匹靈銅錯合物

二、大二有機化學實驗與分析化學實驗的整合

本系亦將大二傳統會進行的有機化學實驗和分析化學實驗進行整合成為化學實驗三與四。而傳統的有機化學實驗大致可分為下列流程表進行(如圖3上): 預報撰寫，進行實驗，和實驗報告撰寫的流程進行。藉由本系的實驗課整合，我們也進行了一系列的調整(如圖3下)，首先加入運用線上軟體IRS互動系統回饋的方式在實驗課前進行實驗原理的測驗，促進學生預習且加深印象的效果。而實驗的設計上也配合有機化學正課課程的進度搭配達到學以致用和實作驗證理論的效用。另一方面，我們也鼓勵學生除了以書寫紀錄實驗的觀察現象也搭配影片的製作加深學生對實驗過程的印象。除此之外，我們更運用本校在藥物合成上的儀器資源優勢，讓學生實際操作核磁共振光譜儀和紅外線光譜儀，並進行結構鑑定解析。而為了驗證所學，在每學期實驗課程的期末進行實作測驗：第一學期是跑台期末考，讓每位學生在不同關卡分別能對有機實驗中不同的基礎實驗技巧和相關原理能做檢核也藉此再次強化其相關概念; 而第二學期則是進行未知混合物分離與鑑定的期末考(Feist, 2004)，讓每位學生能藉由一年的實驗課程後，經由所學的觀念後先對未知混合物的物性進行分析後並找尋適當的分離方式，再由實驗的分離將混合物進行純化，最後藉由光譜鑑定與相關知識進行結構的解析。這一連串的檢核在訓練學生於未來碰到未知問題時分析思考，運用所學知識分析，和藉由儀器解析到解決問題的相關能力。由這樣的實驗整合期許培養學生遇到問題思考、分析和整合的能力。

圖3. 傳統有機分析實驗和本系整合實驗流程圖

三、化學實驗室規劃與設計

    除了實驗課程的重整與優化外，本校亦投入資源設立新實驗室（如圖4上）。學生實驗室為化學系學生接觸專業化學實驗工作的初場域。除經驗及技能的學習外，在實驗室中首重的是安全。本校基於希望學生第一次進入實驗室時即建立相關的安全知識，認識實驗室安全守則。本系學生實驗室考量現今實驗室安全需求，規劃乾式廢氣處理設備，整合旋轉濃縮儀及循環冷卻水系統、天平區、烘箱及落地型排煙櫃等進行統一規劃，使學生實驗動線更為順暢。

    其中更增加設置落地型的排煙櫃（如圖4下）將供大量溶劑配置、矽粉轉移等等實驗操作使用。設置具抽氣功能之溶劑櫃，降低溶劑/廢液存放之蒸汽揮發等氣味逸散，並避免火災。另設之藥品準備室，亦配置具排氣功能之藥品櫃放置藥品。特別設立特別實驗教學實驗室，放置常見分析儀器(如UV-VIS)。寄望此設計能帶給學生貼近真實研究實驗室的工作經驗，養成正確的工作態度及習慣。

 

 

             圖4：（上）實驗室平面配置圖，（下）落地型排煙櫃照片與示意圖

(引自三雄科技股份有限公司網站)

  n  結語

在化學系中，最重要的課程莫過於實驗課程。實驗過程除了能夠幫助學生建構科學的知識外，透過實驗中的觀察更能夠連結理論，進而理解科學原理。本學系過去15年兩階段方式革新實驗內容，實驗課程的規劃是循序漸進，大一上為基礎實驗技能及觀察訓練，大一下為分析及有機操作技能訓練，到大二整學年的有機技能訓練，目的在希望學生能連結學習到的技能及知識應用在進階的實驗課程，更了解化學合成的流程，並探索系所教師的各種研究領域，除了知識技能的訓練，也希望開啟學生的視野，了解化學在各種產業的應用性與重要性，提升學生主動學習的熱情，使學生從基礎實驗室進入專題研究的過程更加順利。

n  致謝與其他說明

本文作者李建宏為高醫醫化系助理教授，陳慧芬為高醫醫化系副教授。感謝林淑芬中級技佐提供實驗室規畫設計圖與內容，完善豐富本文。

n  參考資料

高雄醫學大學醫化系化學實驗（一）實驗教材。

Abuhijleh, A. L. (2011). Mononuclear copper(II) aspirinate or salicylate complexes with methylimidazoles as biomimetic catalysts for oxidative dealkylation of a hindered phenol, oxidation of catechol and their superoxide scavenging activities. Inorganic Chemistry Communications, 14(5), 759-762.

Feist, P. L. (2004). The separation and identification of two unknown solid organic compounds: An experiment for the sophomore organic chemistry laboratory. Journal of Chemical Education, 81(1), 109−110.

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:

中原大學化學系普通化學實驗室之規劃與特色

莊敬、陳志德

中原大學化學系
[email protected]

 

n  前言

一、系所歷史沿革

本系創立於民國44年，經68年不斷努力求新，已擁有一流的師資與設備。民國63年與化工系共同成立應用化學研究所，並於民國70年獨立為化學研究所，民國72年獲教育部核准成立博士班。民國88年為因應國內社會經濟變遷，大學部兩班分組為化學組及材料化學組，並成立碩士專班。民國91年成立理學院奈米科技中心，民國95年與物理系、生物科技系與奈米科技中心合辦奈米科技跨領域學程。本系目前設有學士班、碩士班、碩士在職專班及博士班等四種班制。本系擁有化學館與理學大樓(2-5F)兩棟建築，教學與研究空間充足。實驗教學佔有最大空間，如普通化學實驗室，物理化學實驗室，有機化學實驗室，儀器分析化學實驗室與材料分析化學實驗室，足見本系對於實驗教學之重視(中原大學化學系, 2020)。

二、系所目標、特色及發展規劃

本校創校68年，致力培育國家高等教育人才，具有優良校風與學術成就。本校教育宗旨理念以全人教育與知識經濟為兩大主軸，提倡手腦並用、寬廣學養及關懷情操等三大教育目標。針對此目標所設計的課程，則強調專業、實作、通識及關懷教育等四大方向。本系之教育對象為大學部學生，碩士研究生與博士班研究生。本系為其設定之教育目標分述如下：

學士班教育目標：培養具有高尚品德與堅定化學專業知識的人才。

碩博班教育目標：培養具有專精化學專業知識與研究暨應用能力之人才。

本系持續推動學術專業與專題實作之平衡教學。專題研究課程列為必選，以奠定學生紮實的實驗基礎。教師專長領域涵蓋有機化學、無機化學、分析化學、物理化學與材料化學等。研究上包含基礎研究與產業之開發。

本系教學著重理論與實驗並重，嚴格要求基本學科訓練，以應付多變的科技產業。本系提供多樣性課程及學程，如奈米科技學程，以擴展學生視野，靈活其思考。基礎實驗力求學理與實務並重，訓練學生動手做的習慣與實事求是的精神。大二升大三暑假即要求學生進入各老師研究室，進行專題研究，培養獨立思考、主動創新與系統整合之能力。另積極辦理四加一學/碩士雙聯學位及逕讀博士學位，以鼓勵本系優秀學生提早進入研究領域。本系致力於國際學術交流，與Temple大學及日本新瀉大學合作，進行多項交換學生計畫，同時與馬來西亞拉曼大學學院(Tunku Abdul Rahman University College)理學院，互派學生進行專題研究，對拓展學生之國際視野裨益極大。

三、學士班課程規劃

本系期望能培養出品德與化學專業兼具的人才，作法為訂立兩類核心能力。一為專業核心能力的培育(professional education)，可細分為專業化學之能力、組織統整與應用能力、創新思考與研發能力及化學實務與應用能力等四種，主要由本系負責達成。二為品德核心能力的培育(General Education)，可細分為責任與倫理能力、溝通協調與團體合作能力、熱忱與壓力管理能力及關懷與博愛能力等四種，主要由本校的通識課程教育及課外活動等負責達成。

n  普化實驗課程之規劃

一、課程設計

為達成本系學士班教育目標，依學士班課程規劃，普通化學實驗課程選擇與一般生活息息相關之題材。同時為反應高中端化學教育於實驗教學之匱乏，實驗教材強調基礎化學實驗操作技巧以及各類器材之使用方法，於動手學習的同時了解相關原理。其後引入化學合成與鑑定的基本技巧，培養學生實驗操作與解決問題之能力，同時強化學生獨立自主與溝通協調之能力。以奠定日後銜接有機，分析，物化與材料等實驗所需的基礎技能。

二、課程內容

    實驗一至九從基礎操作方法，如玻璃器材，天秤，加熱板，重力及抽氣過濾等基礎之實驗所需技巧，慢慢引入化學鑑定，分離，檢定濃度，純化等深入之實驗流程(中原大學化學系, 2022)。另外，實驗安全教育也是普化實驗的重點之一。課程中教師將講解各項實驗之意外預防事項以及防護器具之使用方法。

實驗一: 基本操作方法

實驗二: 定組成定律

實驗三: 運用酸鹼指示劑標定標準酸鹼度

實驗四: 由茶葉中萃取咖啡因

實驗五: 利用分光光度計測定離子濃度

實驗六: 葡萄酒的蒸餾

實驗七: 維生素c含量測定

實驗八: 錯化合物的生成

實驗九: 再結晶與熔點測定

實驗前，授課教師會講解當日實驗所需之原理，執行方式，以及應注意之安全事項。實驗進行時也會不時與助教對各組同學進行協助與指導。實驗報告之內容著重於該實驗之原理與實作所遇問題之檢討。期末時會以操作考的方式檢定同學之學期成效。

n  普化實驗室之規劃

本系可使用之空間與儀器設備，相當充裕。除了獨立的三層樓化學館外，尚有理學大樓二樓至五樓之空間，並有獨立的化學系圖書室，供學生憑學生證自動進出使用。除專用實驗室、研究室、討論室及教室外，另有放置共用貴重儀器之實驗室。其中普通化學實驗室位於化學館二樓（見圖1），內有三十座獨立通風櫃（見圖2）。本系另有寬敞之儀器分析實驗室（見圖3與4），內部儀器可支援普化實驗產品之鑑定工作。每間實驗室皆設有緊急洗眼設施與急救箱，門口皆有緊急淋浴裝置。每學期定期檢驗，確保設施完善，以保障學生實驗安全。

 圖1：普化實驗室位於化學館二樓。           圖2：普化實驗室內有三十座獨立通風櫃。

圖3：儀器分析實驗室之一。                 圖4：儀器分析實驗室之二。

n  普化實驗室之特色

本系普通化學實驗室空間寬敞，置有三十座獨立通風櫃，多年來供五十至六十位學生分組進行實驗。課程由專任講師一人負責，並配有研究生二人協助授課。大一生得以受到良好照護，空間寬廣的優勢也能減少意外之發生。為了精進實驗的教學，112學年度之新生將分為兩個小班制進行實驗教學，以每班三十人以下為原則。計畫以優勢的師生比強化教師與助教對於學生之指導，以精進學生實作之能力。

n  結語

本系普通化學實驗主要為建立化學系同學基礎實驗技巧。以充足的硬體與安全設施，配合專業之師資與小班教學方式授課，扎實的進行學生實驗學習，以冀奠定學生之獨立研究能力。未來本系也將進行實驗的精緻化，希望以能引起學生興趣的實驗內容，配合詳盡的實驗教學影片，創造卓越的實驗教學環境，以培養務實優質的一流化學人才。

n  參考資料

中原大學化學系（2020）。中原大學109年度委託辦理品質保證認可自我評鑑報告。桃園市：中原大學化學系。

中原大學化學系（2022）。中原大學普通化學實驗手冊。桃園市：中原大學化學系。

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程：

彰化師範大學普通化學實驗教學

楊水平

國立彰化師範大學化學系
[email protected]

 

國立彰化師範大學化學系普通化學實驗室提供普通化學實驗、化學科教材教法、化學科教學實習及自然科學領域探究與實作專題等科目的教學場所。本文介紹兩方面：普通化學實驗室的儀器和設備，以及普通化學實驗的教學。

n  簡介普通化學實驗室儀器和設備

本系普通化學實驗室儀器設備分為：大型設備、小型設備、安全設備及實驗用儀器，簡介如下：

一、  大型設備

(一) 大型實驗桌8張和示範桌1張，每張實驗桌可供3-4組（1組2人）使用，如圖1所示。

 

圖1：實驗室有8張大型實驗桌

(二) 儲存櫃32個（在實驗室後面），作為存放儀器和中學化學實驗用儀器設備之用，如圖2所示。

 

圖2：實驗室有32個儲存櫃

(三) 藥品櫃1座（在實驗室後面）和1座排煙櫃，如圖3所示。固體藥品按照英文子母排序放在上層；液體藥品分為酸鹼液體、有機液體及配製溶液，固體小瓶裝放在下層。

 

圖3：實驗室有1座藥品櫃和1座排煙櫃

二、  小型設備

(一) 電磁加熱攪拌器27台，廠牌：Corning，型號有兩種，加熱最高溫度480°C，攪拌範圍：60～1100 rpm，如圖4所示。

 

圖4：實驗室有27台電磁加熱攪拌器

（圖片來源：https://rb.gy/guurdf 和 https://rb.gy/wxwca7）

(二) 電子分析天平7台，精確度0.0001 g，如圖5所示。

圖5：實驗室有7台電子分析天平

(三) 烘箱3台和超音波清洗機1台，如圖6所示。

 

圖6：實驗室有3台烘箱和1台超音波清洗機

(四) 水流抽氣幫浦3台和離心機4台；桌上型電腦和螢幕1組和單槍投影機1台。

三、  安全設備

(一) 淋浴洗眼器（在室外靠門邊）2座、滅火器15個（6個在室內和9個在室外周邊）及緊急應變用品櫃（在室外）2座，如圖7所示。

  

圖7：在實驗室內外的安全設備

(二) 化學實驗用防護面具46個，安全眼鏡50個。防飛沫防霧封閉式眼鏡/護目鏡（自備）。

四、  實驗用儀器

(一) 分光光度計8台

1.     分光光度計（Thermo Scientific GENESYS 150）1台，掃描波長範圍190 – 1100 nm，解析度：0.2-5 nm，如圖8所示。

圖8：實驗室有1台分光光度計GENESYS 150

（圖片來源：https://rb.gy/xyx3pz）

2.     分光光度計（Thermo Scientific GENESYS 10）2台，掃描波長範圍：190-1100 nm，解析度：± 1.8 nm，如圖9左所示。分光光度計（Thermo Scientific GENESYS 20） 2台，描波長範圍：325-1100
nm，解析度：± 2.0 nm，如圖9右所示。

 

圖9：實驗室有分光光度計GENESYS 10有2台和GENESYS 20有2台

（圖片來源：https://rb.gy/n0mezv 和 https://rb.gy/leav30 ）

3.     無線光譜儀（PASCO Wireless Spectrometer, PS-2600）3台，測量波長範圍：380-950 nm，解析度：2-3 nm，螢光激發波長：405 nm和500 nm，如圖10所示。

圖10：實驗室分光光度計3台PASCO Wireless Spectrometer

（圖片來源：https://rb.gy/voyngo）

(二) 酸鹼度計48台

1.     酸鹼度計（TES-1380K）18台，同時顯示pH和溫度值或電壓和溫度值，測量範圍：0~14
pH / 0~2000 mv / 0~100°C，解析度：0.001 pH，如圖11所示。

 

圖11：實驗室有18台pH計TES-1380K

（圖片來源：https://rb.gy/ylxmbd 和 https://rb.gy/icctos）

2.     酸鹼度計（EZDO pH Meter PH-5011A）30台，測量範圍：0-14.0 pH，解析度：0.01 pH，如圖11所示。

圖11：實驗室有30台EZDO pH Meter PH-5011A

（圖片來源：https://rb.gy/msdjiz）

3.     彈卡計（YOSHIDA Bomb calorimeter)，1台。

n  普通化學實驗教學

普通化學的教材內容以基礎的分析化學、物理化學及無機化學為主，以入門觀念的有機化學、生物化學及核化學為輔。本系普通化學實驗的規劃涵蓋有機化學、無機化學、分析化學、物理化學及生物化學的實驗，此外還加入與化學教育相關的實驗。

一、  教學目標

本課程的教學目標有四項：(1)從實際的操作實驗中，印證基礎化學的重要現象及理論，以及化學反應的基本原理；(2)熟練化學實驗儀器的操作技巧，並培養學生良好的科學態度；(3)熟練科學過程技能並培養科學探究的能力，並養成問題解決的能力；(4)研習有趣的化學實驗，用於社團服務和未來教師的中學化學教學。

二、  教學大綱

本系普通化學實驗課程的教學大綱有四項：(1)認識器材和儀器並熟練基本操作技巧；(2)重視實驗安全和廢棄物處理；(3)撰寫實驗報告內容和搜尋文獻資料；(4)熟練科學過程技能並培養良好的科學態度；(5)熟知實驗原理並熟練儀器操作過程。這門科目各單元教材詳見下面「上學期和下學期實驗教材」一節。

本系普通化學實驗所有上課教材均以數位方式存放在本校「雲端學院」網站上的「普通化學實驗」課程，這些教材來源有四方面：國外大學化學實驗網站、國內大學化學實驗網站、國內外期刊網站、以及自編教材。

三、  上學期實驗教材

(一)    安排項目

本系普通化學實驗課程主要項目及其時間分配：簡介課程大綱和教學進度表並整潔實驗室（1週），研習實驗安全和撰寫實驗報告（3週），實際操作各實驗單元（11-12週），實施期中實作考試和期末筆試（2週）。每學期的實驗單元會更新1-2個單元，以下僅就實驗教材作簡介：

(二)    實驗單元名稱、教材來源及屬性

表1：上學期普通化學實驗教材來源

(三)    實驗簡介

實驗1：指紋的認識、顯現與遊戲―指紋開鎖取得金幣

本實驗分為三方面：(1)認識指紋的類型與細節、(2)顯現指紋的常見技術和原理、及(3)指紋開鎖遊戲。顯現指紋有四種方法：(1)粉末法、(2)茚三酮法法、(3)硝酸銀法、及(4)氰丙烯酸酯法。在指紋開鎖遊戲方面，(1)知道遊戲規範、(2)應用顯現指紋的技術顯現提供的指紋、(3)利用顯像指紋的編碼打開四個夾鏈袋的密碼鎖取得金幣、

實驗2：由廢鋁罐製明礬

本實驗利用回收的廢棄鋁罐製備明礬，過程包含無機物合成及分離和純化，在操作技術方面：重力過濾、抽氣過濾、結晶的分離和純化、以及利用再結晶技術學習養晶技術。學生需要應用化學計量計算理論產率和實際產率。

實驗3：螢光素的合成和檢驗

本實驗以微量化學實驗方式，在濃硫酸的催化下，使用酞酐和間苯二酚合成有機化合物螢光黃。本實驗並未進行分離和純化，而直接用合成的混合物進行檢驗和鑑定。在不同酸鹼下觀察螢光黃和螢光綠的顏色和螢光強度、進行螢光放射光譜分析，並且製備螢光黏土。

實驗4：酚酞的合成及其四種形式的觀察和鑑定

本實驗以微量實驗方式，利用苯酚和鄰苯二甲酸酐，在濃硫酸催化下合成酚酞。在檢檢驗和鑑定方面，控制酚酞在極度酸性、酸性或中性、弱鹼以及極度強鹼的條件下，觀察其四種形式的顏色及其對應的pH值，並且利用分光光度計測量其吸收光譜。

實驗5：氣體三大定律實驗

本實驗以微量實驗方式，進行家用產品的操作並透過定性觀察和定量測量，讓學生發現波以耳定律、查理定律和絕對零度以及亞佛加厥定律，並讓學生熟練科學過程技能的學習。本實驗可在教室或家中進行實驗，適合Covid-19疫情下的實體操作實驗。

實驗6：反應熱的測定

本實驗利用自製的熱卡計來測定過氧化氫的分解焓，著重在學生對於科學過程技能中資料處理的學習。在學生進行實驗之前，教師示範「阿拉丁神燈」或/和「大象牙膏」，藉由觀察驚奇有趣的歧異事件，引起學生對於測定過氧化氫分解焓的興趣。

實驗7：酸鹼滴定和氧化還原滴定

本實驗主要目的是分析同一樣品時先後利用酸鹼滴定和氧化還原滴定，測定每一顆維他命C錠中含抗壞血酸、抗壞血酸鈉以及維他命C的毫克數。藉由抗壞血酸與強鹼反應，利用酸鹼滴定來測定維他命C錠中抗壞血酸的含量。藉由抗壞血酸和抗壞血酸鈉都是還原劑，能夠與碘分子反應，利用氧化還原滴定來測定維他命C錠中抗壞血酸和抗壞血酸鈉兩者的含量。

實驗8：錯合滴定—水的硬度及牛奶中鈣的定量

本實驗的目的是讓學生學習EDTA溶液的配製，利用高純度的碳酸鈣標定EDTA的濃度，以錯合滴定方式測定水的總硬度和牛奶中鈣的含量。本實驗也讓學生學會EBT在鈣和鎂金屬離子溶液中當作金屬指示劑的合適性。

實驗9：利用氣體分析法和重量分析法測定鐵線和鐵釘表面上金屬鋅的厚度和原子層

本實驗的過程分為兩方面：實際操作和問題解決。在實驗操作方面：(1)找出鍍鋅鐵線與鹽酸反應的最佳濃度；(2)自己組裝氣體分析裝置並嘗試初步試驗；(3)進行氣體分析法和重量分析法的正式步驟；以及(4)計算鍍鋅鐵線或鐵釘表面的鋅金屬厚度。在問題解決方面：(1)找出鋅原子堆積結構的種類；(2)畫出原子堆積結構圖，標記位於晶格中每一軸的每一邊長和原子半徑，並指出每一邊長內的鋅原子層；(3)找到鋅原子半徑的實驗值和計算值；以及(4)分別從氣體和重量法測定中獲得的實驗數據，計算鐵線或鐵釘鍍鋅的鋅金屬原子層數。

實驗10：模擬疫情期間在家進行酸鹼化學實驗

本實驗內容採用一篇JCE的文章，此篇提到在COVID-19大流行期間，南加州大學針對普通化學課程創建家庭實驗室計劃。這些實驗旨在僅使用家用產品，不使用特殊設備。活動分為三個階段。第一階段為探索階段，學生的工作任務是組裝必要的分析工具並開發這些工具如何操作的步驟。第二階段為應用工具來製作緩衝溶液和分析其緩衝容量。第三階段為測量NaHCO₃溶解的ΔH°和ΔS°。第一階段的三項計畫由學生組成三團隊執行，第一個團隊負責制定醋酸中和方案，並證明NaHCO₃可當作標準物用於酸鹼滴定。第二個團隊負責開發可當作酸鹼指示劑的方案，以及如何利用比色分析將RGB比率映射到pH值。第三個團隊的任務是利用第一和第二個團隊，配製酸鹼指示劑溶液並用它來進行NaHCO₃和食用醋的酸鹼滴定。本實驗每組僅進行第一階段的三項實驗。

實驗11：模擬疫情期間在家進行酸鹼滴定實驗

本實驗內容採用一篇JCE的文章，使用重量分析的酸鹼滴定法（gravimetric titration method）的家庭實驗，家用產品購買於雜貨店和零售店，以酸鹼滴定測定胃乳中氫氧化鎂的含量。食用醋或食品級檸檬酸溶液當作滴定劑，用來自天然資源中提取的食用色素當作終點判定的指示劑。使用精確度為0.01 g的廉價數字廚房天平，在滴定前後對添加的滴定劑進行秤重。由於在臺灣常用的四色一組的食用色素的成分為人工合成色素，因此學生改用紫色高麗菜萃取液替代，並用網路上紫色高麗菜的pH色圖當作指示劑的終點判定。

實驗12：鐵磁流體的合成與應用

本實驗學生透過溶液化學材料來製備鐵磁流體—一種含有直徑約10奈米小顆粒的液體，在存在磁場的情況下這磁流體會自發磁化。合成鐵磁流體的過程：(1)從氯化鐵和氨合成磁鐵礦奈米粒子，(2)磁鐵礦奈米粒子的分離，(3)用四甲基氫氧化銨穩定磁鐵礦，以及(4)用強力磁鐵觀察鐵磁流體的尖峰。

實驗13：期中實作評量：利用錯合滴定測定鐵線和華司表層鋅金屬的厚度和原子層

本實驗的過程分兩方面：實驗操作和問題解決。在實驗操作方面：(1)找出鍍鋅鐵線與鹽酸反應的最佳濃度；(2)配製鋅離子標樣品液；(3)進行測試滴定，推知使用鋅離子樣品溶液的合適體積；(4)根據正式滴定，測定鋅離子樣品溶液的濃度，進而推知鋅金屬的質量；並且在正式滴定的前後，測量鍍鋅鐵線或華司的質量；以及(5)計算鍍鋅鐵線或華司表面的鋅金屬厚度。在問題解決方面：(1)找出鋅原子堆積結構的種類；(2)畫出原子堆積結構圖，標記位於晶格中每一軸的每一邊長和原子半徑，並指出每一邊長內的鋅原子層；(3)找到鋅原子半徑的實驗值和計算值；以及(4)分別從重量和氣體法測定中獲得的實驗數據，使用鍍鋅的厚度和邊長，計算鐵線或華司鍍鋅的鋅金屬原子層數。

四、  下學期實驗教材

(一)    實施項目

本系普通化學實驗課程實施的主要項目及其時間分配：簡介課程大綱和教學進度表並整潔實驗室（1週），實際操作各實驗單元（13-15週），實施期中實作考試和期末筆試（2週）。每學期的實驗單元會更新1-2個單元，以下僅簡介實驗教材：

(二)    單元名稱、教材來源及屬性

 表2：下學期普通化學實驗教材來源

(三)    實驗簡介

實驗1：化學發光—魯米諾的實驗

本實驗有兩項驚奇有趣的化學實驗：(1)利用魯米諾偵測血液，和(2)化學發光龍捲風，兩者都是藉由化學反應發生螢光。前者是在噴霧瓶中先混合魯米諾、過氧化氫和氫氧化鉀溶液，然後噴灑魯米諾溶液在有血液的地方，由於血液裡的血紅素含有鐵離子當作催化劑，因此當魯米諾噴灑在有血液之處會放出藍色螢光。後者利用磁石攪拌溶液產生類似龍捲風的漩渦，再滴入另一溶液到原來的溶液中會產生化學反應而發出螢光，製造一個類比的龍捲風。

實驗2：金奈米和銀奈米的微量合成及鑑定

本實驗的目的是以微量實驗方式，合成並鑑定金奈米和銀奈米粒子。在金奈米粒子的微量合成方面，利用檸檬酸鈉當作還原劑，還原四氯金酸的金離子成為金屬金，檸檬酸鈉也當作穩定劑分散金奈米粒子，並使用聚乙烯吡咯烷酮（PVP）當作穩定劑。在銀奈米粒子的微量合成方面，利用化學還原法來合成銀奈米粒子，利用氫硼化鈉當作還原劑，還原銀離子成為金屬銀。氫硼離子也當作穩定劑用於分散銀奈米粒子，並使用PVP當作穩定劑。這些奈米粒子的微量鑑定方面，有廷得耳效應、繞射、聚集、穩定和光譜分析等。

實驗3：從銀鏡反應到銀奈米粒子合成

本實驗分為兩方面：(1)利用銀鏡反應製作銀鏡瓶，和(2)利用另類多倫試劑合成銀奈米粒子並加以鑑定。學生以漸進過程方式先學會製作銀鏡瓶且對多倫試劑有相當瞭解，並且熟練操作銀奈米粒子微量合成和鑑定，再透過問題解決方式微量合成銀奈米粒子。在實驗前，學生的預習報告必須事先設計自己的構想。在實驗後，完整報告必須寫出實驗成功地找出合成銀奈米粒子的極佳條件以及具體且詳細的步驟；在鑑定方面使用如實驗3的方法。

實驗4：測定反應級數和反應速率常數

本實驗利用過硫酸根離子與碘離子反應生成硫酸根離子和碘分子，透過在反應溶液內加入限量的硫代硫酸根離子作為計時劑，利用初期反應速率法決定測得反應級數、反應速率常數和速率定律式。

實驗5：測定反應級數和活化能

本實驗利用過硫酸根離子與碘離子反應生成硫酸根離和碘分子，透過在反應溶液內加入限量的硫代硫酸根離子作為計時劑，利用以積分作圖法決定反應級數、反應速率常數和和速率定律式，以及改變反應溫度以測定活化能，並探討催化劑對反應速率的影響。

實驗6：探討濃度對熱失控誘導期和熱失控速率的影響

本實驗藉由鹽酸與鋁箔之間的反應，以發現學習法發現熱失控的誘導期和熱失控速率，其過程簡述如下：(一)實驗前的準備工作；(二)繪製最佳趨勢曲線和畫出外推線，並找出鹽酸濃度與溫度變化的關係；(三)發現鹽酸濃度對熱失控誘導期的影響：(1)找出鹽酸濃度的熱失控誘導期，(2)找出鹽酸最低反應濃度和鹽酸有效反應濃度，(3)描述鹽酸濃度與誘導期倒數的關係，以及(4)找出誘導期的速率定律常數。(四)發現鹽酸濃度對熱失控速率的影響：(1)找出並描述鹽酸濃度與熱失控速率的關係，(2)調查鹽酸與鋁箔的熱失控反應級數，以及(3)找出鹽酸與鋁箔的速率定律常數並寫出速率定律式。本實驗著重在科學過程技能的資料處理和詮釋。

實驗7：溶液酸鹼度及弱酸的解離常數

本實驗使用酸鹼度計並測定溶液中羥離子的濃度，藉以探討各種酸、鹼、鹽水溶液的pH值，並計算弱酸的解離常數。

實驗8：製備緩衝溶液和測定緩衝容量

本實驗的緩衝溶液包含弱酸及其共軛鹼，以及弱鹼及其共軛酸。本實驗學生探索緩衝溶液的特性：(1)緩衝溶液中成分的相對濃度，(2)添加強酸或強鹼對緩衝溶液pH值的影響，以及(3)稀釋對緩衝溶液和/或其成分的pH值影響。

實驗9：測定平衡常數

本實驗利用鐵離子與硫氰酸根離子之間反應生成硫氰酸鐵離子，此產物具有高強度顏色的特性。利用可見分光光度計，設定波長在447 nm，測量硫氰酸鐵離子溶液對光的吸光度。硫氰酸鐵離子的消光係數ε = 5030 M^‒1cm^‒1，可直接用於計算其濃度，進而計算得到反應的平衡常數。

實驗10：測定熱力學ΔH°、ΔS°和ΔG°的量

本實驗利用酒石酸氫鉀在水中發生離解反應，以酸鹼滴定方式測量酒石酸氫根離子在不同溫度下的溶解度。先測得在不同溫度下的平衡常數，然後從ΔG° = ΔH°− TΔS°= − RTInK導出延伸式子，或透過作圖，進而得知該反應三種熱力學ΔH°、ΔS°和ΔG°的量。

實驗11：比色法測定複合維生素中鐵的含量

本實驗透過比色法測定複合維生素礦物質膳食補充劑中亞鐵的含量。本實驗需要使用已知濃度的亞鐵離子溶液、複合維生素錠的溶解、製備pH 3.5的緩衝溶液、使用1,10-鄰二氮雜菲當作配位基、稀釋溶液至已知體積、以及配製得到的溶液，用比色法和製作檢量線，定量分析補充劑中亞鐵的含量。

實驗12：探討防曬乳的防曬效果

在紫外光照射下防曬乳中的維他命B2會發生分解反應而褪色。本實驗使用高純度的維他命B2（原文使用維大力汽水的估算濃度為7.5 ppm），配製成水溶液，觀測其在陽光照射下的顏色變化。在改變不同廠牌下，利用分光光度計分析維他命B2溶液照射太陽光後的吸收度，並探討其濃度隨時間的變化情形，測定不同廠牌的防曬乳阻隔紫外線的效果。

實驗13：常見食物營養成分和酵素的微量檢驗

本實驗的目的旨在讓學生連結化學與生活，操作實驗體驗生物化學的奧妙，以微量實驗方式，減少廢棄物的產生，建立綠色化學與永續發展的概念。藉由學生親自操作實驗了解生活常見的食物所含的重要營養成分（醣類、蛋白質、脂肪和酵素）。本實驗亦適合於中學學生於課堂或實驗室操作。

實驗14：胺基酸的定量分析

本實驗利用茚三酮（Ninhydrin）試劑使胺基酸衍生化成為有顏色的產物，利用分光光度計，設定特定的吸收波長（570 nm），測定胺基酸的含量。

實驗15：期中實作評量

本實驗是藉由鹽酸與鋁箔之間的反應，探討接觸面積對熱失控誘導期和熱失控速率的影響。其過程簡述如下：(一)實驗前的準備工作；(二)探討接觸面對熱失控的誘導期和熱失控速率的影響：(1)接觸面對熱失控誘導期的影響，(2)接觸面對熱失控速率的影響，(3)找出鹽酸與鋁箔反應熱失控期間的反應級數、反應速率常數和速率定律式。

n  參考資料

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大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:

東海大學化學系普化實驗室及特色介紹

楊俊豪¹、劉信宏、張仁宗、吳明珠、郭珊綺、杜澄達、賴英煌²

東海大學理學院化學系¹
[email protected]; ²[email protected]

■ 前言

普通化學實驗是修習化學課程驗證理論、理解化學原理的重要過程之一。安全，符合課程需要、動線合宜的現代化普通化學實驗室是化學系的基本配備。因此，適當的化學實驗環境、人員配置及導入學習軟體是規劃實驗課程時須重視的幾個重點。感謝臺灣化學教育的邀請，藉此機會介紹本系普通化學實驗室。祈使有意瞭解東海大學理學院化學系的讀者一窺究竟．同時讓對化學教育有興趣的讀者多一分瞭解實驗室現場的情況。

■ 化學系普化實驗現況

一、地點及空間

東海化學系大學部設立於建校之初，由1955年至今已有67屆學生。由20人的小班制逐漸擴增為化生組及化學組兩班，目前每班約45人，大學部在籍學生共371人。學士班課程安排依組別不同，由基礎逐漸加深加廣至專精弘通。系上的必修實驗課程有普通化學、普通物理、生物化學、有機化學、分析化學、物理化學及儀器分析化學等實驗。上述實驗課程除了儀器分析實驗安排於化學館儀分實驗室外，其餘皆安排於本校2005年竣工的基礎科學實驗館六樓。此樓層是化學系專屬的大學部基礎實驗空間，如圖1。

圖1：東海大學基礎科學實驗館及六樓主要走道

二、人員配置

每一門實驗課程除了普通化學授課教師外，安排有專職助教帶領實驗進行，保持高品質實驗課程的教與學，目前系上共有七位助教執行實驗教學，其中有五位助教參與普化實驗的進行。杜澄達助理教授負責一門全英文普化實驗課程。各實驗課程系上會安排碩士級研究生輔助化學實驗順利進行。此外，為落實每位學生都能瞭解實驗內涵並實際操作設備及器材，因此以一人一組規劃進行。單一普通化學實驗室最大可進行組別達60組。

三、與時俱進的課程規劃

東海大學為綜合型大學，目前有九個院．其中理學院、工學院、農學院及國際學院中的八個學系課程有安排普通化學實驗，上下學期合計開授19門，十分重要。因此，每學年投入不少資源在實驗室的軟硬體維護及提升。本系支援校內所有普通化學實驗的開授。實驗課程內容按授課教師要求及系所屬性搭配普通化學課程安排進行，以達到理論與實驗上的驗證。然而，科技快速進展，學生對實驗變化及數據的掌握能力已有質上的提升，對應之道是逐漸引入新式教學設備，讓實驗上的觀察及記錄過程資訊化，並搭配適當的軟硬體以提升學習的品質。近年系上所開授的必修實驗課程與時俱進，基於永續環境、綠色化學及銜接新世代科技，部分實驗朝達到實驗目的；瞭解原理；可觀察現象等前題下進行減量，調整藥品，更新設備等多面向執行。值得一提，自111學年度開始嘗試普化實驗專題。學生4人一組，自由組隊，由目前普化實驗課沒有列入的實驗，請學生從講義撰寫及簡報，並製做一個完整的普化實驗，實驗課最後請學生上台發表成果。讓108課綱薰陶下的學生有機會發想，並著手執行。

四、普化實驗課程的軟硬體

硬體：化學實驗室規劃符合國家法規，亦是校內外勞工安全及環境安全展示演練場域。每一實驗室進出口都有兩個，窗戶通風良好，光線充足。逃生標示清楚，滅火裝置完整。實驗室設有置物櫃，供學生放置個人物品。各實驗組別會配置完整實驗器材，放置於可上鎖的專屬櫃位。所有實驗室並配有空調，在實驗助教評估下可讓上課學生在適宜環境進行化學實驗。實驗室內有實驗進行區；天秤室；助教作業區及藥品存放區，請見圖2。安全設備有抽風及抽氣設備，淋浴室、緊急沖淋洗眼器設備、護目鏡、滅火器、濃煙逃生袋及緊急安全器材櫃等。加熱設備全面採用加熱板。安全設備定期維護檢修及更新。此外，廢棄物品、廢液、廢棄化學品按法定回收種類區分及收集。圖3為上述各區域相片集。

  

圖2：實驗區、天平室及助教行政作業區、藥品存放區

 

     

圖3：（上）淋浴室、緊急沖淋洗眼器及滅火器；（下）濃煙逃生袋、緊急安全器材櫃及廢液暫存區

軟體：１.所有進入實驗室的教職員生須接受完整安全教育訓練，方能進入實驗室執行化學實驗。２.專屬實驗課程網頁，每一班實驗課程皆可上網查詢課程綱要，實驗內容及進度，請見圖四。３.實驗教學影片製作，本系助教製作普通化學實驗教學影片並對外開放搜尋。普通化學實驗內容隨時可進行的有42個，現行課程常安排的30個實驗已拍攝完成，如表一。４.實驗報告繳交：實驗預報有傳統紙版報告繳交及上網檢核兩種形式交替進行，實驗結果線上登錄並批改，此部分特別感謝教育部教學實驗計畫提供補助。使教學現場學生自課堂上抄寫報告的現象明顯下降。實驗結果報告形式亦逐漸朝向無紙化方向進行。５.本校建置的iLearn系統，提供學生線上資源及執行實驗前檢核，並提供學生線上課程，降低COVID-19疫情對需動手操作實驗的影響。

隨著資訊軟體使用程度提升，學生可提前觀看實驗重點，搭配線上檢核降低學生課堂趕實驗報告的情況，以及電子檔報告繳交大幅減少紙張使用量。這些部分都是在學學生很有感的改變。目前學生表達對實驗環境能與時俱進十分贊同，但檢核試題的數目及多樣化可持續精進。實驗環境的軟硬體還有更多可進步及調整空間，有賴各方一起努力。

 

圖4：各教學實驗室專屬網頁及普通化學實驗室網頁

表1：東海大學普化實驗課程內容。現可執行42個實驗，其中30個有拍攝實驗影片

註1，已拍攝實驗影片並開放網路蒐尋

五、化學教育推廣場域

化學系支援大學部實驗課程外，亦積極投入舉辦科學活動及傳播科普知識。正課時間外亦提供場地及設備給經過申請通過的研習活動；大學先修課程（ＡＰ課程）；大學社會責任活動（ＵＳＲ）；寒暑假科學營等。由2014年開始執行的高中實驗教學活動已超過100場次，見圖五範例。期間與多所高中合作進行實驗教學，其中包括精誠中學、建臺中學、彰化女中、台南二中、大甲高中、嶺東高中等等全國北中南各地公私立學校。更有來自馬來西亞的寬柔中學，到東海化學系的實驗室進行科學教育實驗活動。在既有的軟硬體資源下，發揮最大的功效，服務最多有興趣於科學的群組。不少化學系學生在過程中參與科學教育實驗活動，除了正式課程上的學習，也在不同類型的科學實驗教學活動中受益。

 

圖5：2022年中山高中實驗教學活動及樂齡科普實驗。

■ 化學系普化實驗特色

最後透過條列的方式，羅列東海大學化學系普通化學實驗室的幾個特點:

1.     實驗設備新穎，實驗環境符合法規。

2.     專業實驗助教，優良的教學品質。

3.     資訊軟體使用程度與日俱增，實驗預報、結報及實驗數據數位化。

4.     拍攝實驗影片，學生易掌握實驗重要環節。

5.     落實化學藥品減量、減廢理念。

6.     化學教育推廣重要場域。

7.     學生可參與普化實驗專題。

■ 結語

東海大學化學系擔負每學年普通化學實驗課程的正常開授，期許進入實驗室的學生可在規劃良好，符合法規、安全及適宜的環境下學習。在專業實驗助教帶領及研究生的協助下，修課學生可以獲得良好的學習資源。學校每學年投入資源提升實驗室的軟硬體，促使教學實驗現場持續進步，以保持學習內容符合時代需求。能力所及本系亦樂意提供環境及師資協助推廣科普。

■ 致謝

感謝教育部教學實驗計畫對教學現場遭遇問題的重視，並提供經費改善，計畫編號PMS1100231。

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:

國立屏東大學應用化學系之普化實驗室規劃

鍾旭銘

國立屏東大學應用化學系
[email protected]

n  前言

    國立屏東大學於103年8月1日由國立屏東教育大學與國立屏東商業技術學院合併成立，同年本系由化學生物系更名為應用化學系；因此，國立屏東大學應用化學系今年剛邁入第九年，亦為全國最年輕的化學系，在前三任系主任歷經系所更名、課程重新規劃、師資聘任、教學實驗設備添購與實驗教室改建等工作，目前已經完成軟硬體初步的修改與增建工作。

n  普通化學實驗課程規劃

普通化學實驗課程是化學系的第一門實驗課程，從高中進入大學就讀的化學新鮮人，在高中時期大部分的學生皆未經過實驗課程訓練，普化實驗課程需肩負實驗室安全、實驗基礎操作與實驗器材設備介紹等規劃。在實驗課程內容規劃上，包含有機化學的酯化反應–人工香味製備、皂化反應–清潔劑製備、從茶葉中萃取咖啡因與乙醯化反應–阿斯匹靈製備；分析化學的酸鹼指示劑及pH值測試、酸鹼滴定、分光光度計在定量分析上應用與氧化還原滴定–維生素C含量測定；物理化學的樂沙特列原理實驗、色彩震盪反應與碘鐘實驗；無機實驗的廢鋁鐵罐製備鋁明礬與草酸鉀錯化物的製備；生物化學的醣類結構與檢驗、蛋白質的變性及檢驗與牛奶成分分析；上述實驗的規劃，讓大一學生初步認識化學系大二與大三主要必修課程，可以更快適應專業化學相關課程；國立屏東大學是由高教、技職與師培合流的大學，普化實驗課程亦規劃針對國小教師培育之課程，如：熱冰實驗、葉脈書籤（見圖1）、化學花園、天氣瓶製作與濾紙色層分析等實驗課程；另外，實驗亦規劃了抗菌潔手露、防曬隔離霜、紫雲膏（見圖2）與萬金油等產品製作課程，讓學生了解如何運用乳化反應、萃取技術與藥劑調配等化學觀念結合至生活用品中。普通化學實驗課程是一門須動手操作課程，需藉由實驗動手操作、數據量測記錄與細心觀察結果，來印證與了解教科書上化學原理的入門課程，所以本課程涵蓋各類需求考量下完成規劃。

圖1：學生葉脈書籤作品
圖2：學生防曬隔離霜與紫雲膏作品

n  普通化學實驗教室規劃

本系於民國76年從數理教育系開始多次更名，直至民國103年方始更名為應用化學系，所以先前本系無化學專業實驗教室設置，為了符合應用化學系課程需求，陸續改建普通化學實驗室、有機化學實驗室、分析化學實驗室與生物化學實驗室等專業教室。

普通化學實驗課程為銜接有機化學與分析化學實驗課程，所以實驗教室規劃需涵蓋實驗安全與實驗空間運用，普通化學實驗教室規劃成兩個區域：

一、學生實驗操作區域：學生實驗操作皆在此空間進行（見圖3），包括藥品取得、藥品秤量與實驗操作等，所以在每個實驗桌上設置抽風罩（見圖4），讓實驗進行時所生成之氣體方便抽取，並且在講台旁設置緊急沖眼器（見圖5），另外在實驗室前方放置醫藥箱與安全防護用品（見圖6），確保學生實驗進行之安全；實驗室後方放置廢液回收桶與抽風櫃（見圖7），並設置安全衛生公告欄進行實驗室安全宣導（見圖8），此實驗室改建以空間明亮且動線寬闊進行，讓學生可以在學習與實驗操作中更加安全。

圖3：普通化學實驗教室空間	圖4：實驗桌上方抽氣罩
圖5：講台上的緊急沖眼器	圖6：醫藥箱與安全緊急防護箱
圖7：廢液回收桶與抽風櫃	圖8：安全衛生公告欄

 

二、實驗器材藥品收置與準備區域：普通化學實驗課程的器材與藥品種類繁多，所以規劃實驗器材放置區（見圖9）、藥品櫃（見圖10）與實驗準備區（見圖11）；實驗器材在期初進行分組與分配，讓同學保管自已本學年實驗用器材，實驗課程結束洗淨後就須放置規定位置。實驗課程前助教需至實驗準備區取出藥品，並配置該實驗課程所需要的藥品。

圖9：實驗器材放置區                                          圖10：藥品櫃

圖11：實驗準備區

n  結語

國立屏東大學應用化學系為全台灣最南端的化學系，目前已經邁入第9個年頭，系上專任教師共有11位，與其他化學系教師人數相比較為精簡，而且在成立時間上最為年輕，但經由系上師長的努力規劃爭取，硬體設備亦逐漸到位，所以教學用實驗教室皆完成改建，可以讓同學有一個舒適又安全的實驗空間進行學習。近年來，本系師長在教學之餘也致力於研究工作，因此國立屏東大學應用化學系，是一個教學與研究並進的小而美化學系。 

「丈量人類世」書外篇

(Beyond the Book of “Anthropocene”)

陳竹亭

臺灣大學化學系名譽教授

[email protected]

2022九月，我寫給社會大眾閱讀的科普處女作《丈量人類世》（圖1）終於付梓出版。出乎意外的是十月首刷1300本已經售罄。邱美虹教授希望我分享一下出書的動機和心境，因而有此書外篇。寫書的動機已經在自序中有所交待，本文主要是將全書的核心信息彙整，並且談談書本出版後的一些起心動念。

n  關於「人類世」

2013年第一次讀到關於「人類世」(Anthropocene)(Crutzen, 2002)的概念時，就覺得頗能與我在臺灣大學開授的通識課：「自然、環境與永續文明」(陳竹亭，2013)的旨意契合呼應。荷蘭環境化學家克魯岑(P. Crutsen)在2000年倡議當今的世代可以棄全新世(Holocene)，而代之以人類世。雖然至今，人類世仍然是一個地質學界懸而未決的地質新世代，但是人類文明對地球及整個自然界的影響已經快速地成為人文、社會和自然科學歡迎且認同的觀點─人類文明已經足以影響甚至改變這顆及至目前我們僅知獨一無二、充滿生命的太陽系第三顆藍色行星的生存環境，從大氣、地質直到海洋。

圖1 《丈量人類世》2022，商周出版

n  科學世界觀

除了人類世的嶄新概念，本書副標：從宇宙大霹靂到人類文明的科學世界觀—開宗明義地說明了這本書的主要目的之一，希望向大眾介紹科學世界觀的形成，以及在這個世代是否具備科學世界觀可能的影響。世界觀是每個人集合自己的知識和信念，而萃取出對世界的「整全觀點」(wholistic viewpoint)。個體與集體正是智人生命兩個面向的人性特徵。書中有兩句話：個人的世界觀會決定自己的人生觀；大眾的世界觀會決定社會集體的智慧！

要具備科學世界觀可以從認識「宇宙大霹靂理論」(Big-Bang theory for the origin of the space-time)和「生命演化論」(Evolution theory for origin of the species)為起點。換句話說，依據今天的科學知識，時空的源起是大霹靂，生命的遞衍有賴演化。這兩個理論雖然都仍有未盡完備之處，但是都建立在科學的邏輯思考方式與實證的基礎上。此外，這兩個理論還提供了探究後續科學發展的發想問題之源頭，不僅深具啟發性，並且能獲得新知識。譬如近代宇宙學(modern cosmology)和分子生物學(molecular biology)就是各自站在「宇宙大霹靂」和「生命演化論」思維上所產生的新興學門。新舊知識的系統思考彼此呼應且毫無違和矛盾之處。

n  時間軸線

時間軸線的概念則提供了另一種世界觀的思維。20世紀天文物理根據大霹靂、宇宙膨脹論以及宇宙微波背景輻射，提供了人類精準地估算出我們所身處的宇宙壽命為138億年。19世紀英國出了兩位不世出的科學家，萊伊爾在他的《地質學原理》中提出了漫長的「地質時間」概念，達爾文則據此提出了「物種源起」的生命演化概念。放射化學與地質學告訴了我們太陽系和地球的年紀約為50 ~ 46億年。考古學則讓我們知道地球的生命約有35億年的光陰。

要建立這種遠超過我們人生經驗的時間感，以24 小時的時鐘框架可以看出自然界生命的遞衍(圖2)，甚至歷經了五次的生命大滅絕。直到24小時最後的兩分鐘，也就是地球的700-800萬年前，以兩腳站立的猿人終於踏上了大自然生命演化的舞台。

 

圖2 24小時框架下地球的生命演化(取自陳竹亭，2022，p141)

最早的人屬要算是200萬年前的巧人(homo hablis)，人類考古學根據挖出的化石建立了人類樹，經歷了超過100萬年的直立人(homo erectus erectus)的演化，在距今約60-50萬年內有了海德堡人(homo heidelbergensis)和尼安德塔人(homo neanderthal- ensis)，約30萬年內現代智人(homo sapiens)終於出現。

人生不過數十寒暑，很難想像幾十萬、百萬…甚至上億年的光陰。但是科學方法有了數學的加持，可以提供精準的測量估算。這些時空軸線使得人類能夠更準確地認識我們所在的時空位置以及人類存活在世上可能扮演的角色。

n  演化論

達爾文著作的《物種源起》中主張生命在環境中是物競天擇，他說：「既非最強的，也非最聰明的得以生存，而是最能適應環境的才能存活！」今天的世界上現存的生物多樣性約為8.7百萬種，其中大部分是白堊紀之後才演化出來的。然而，只有人類單一的物種能遍佈世界各角落所有的陸地。

在物種演化的洪流中，可能已有約50億個物種已經滅絕了。換句話說，地球上雖然有超過30億年存有永續的生命，但是生命的舞台上卻是後浪不停的驅趕前浪，所有的物種都在生態區位中競爭尋找自己的棲息地，冀能爭得一口喘息之地的就得以苟活。其中99.9%的物種雖然獲得自然界演化舞台露出的機會，但是至終不免消失在環境變遷，以致物種汰換的浪潮中。

在現今的生態區位中，人類明顯的是站在食物鏈的頂端。所以一旦食物鏈的基礎不穩固，我們也將率先崩盤。當然人類也有將全球棲息地佔好佔滿的優勢，但是並不表示人類已經可以一勞永逸，安然走向永續發展。

地球生命的奧祕除了演化論，還有遺傳學和探究DNA為主旨的分子生物學。如果從宏觀的觀點來看，生態與環境也都甚為重要。地球的環境惡化、系統危機四伏，資源匱乏、能源不足、穩定態失衡，然後就想殖民外太空，聽起來雄心萬丈，其實並不是什麼有智慧的好點子。拓荒墾殖雖屬人性，不表示我們不可以深切檢討文明發展的手段，除非我們學會必須將老家地球整治妥當、得以永續經營，再往外太空求其索。

n  人類文明與永續發展

       現代智人雖然有20-30萬年的原始發展期，文明的歷史是在最近的冰期後，世界變暖的約1萬年內從農牧業的發跡馴化開始。簡而言之，在自然界的時空軸線上，是在相對近的時間踏上了演化的舞台，而且在更短的時空環境中創造了所謂的智慧文明。

圖3 將「全新世」的11,700年框縮成熟悉的24小時來呈現人類文明的加速進程(取自陳竹亭，2022，p213)

圖3可以看出在人類有了文字之後(ca. 15:00)經過漫長的數千年，歐洲15世紀(ca. 22:50)古騰堡印刷術的發明開啟了歐陸民智。文字發明結合了印刷術就像現今的文化內涵結合新興傳播媒體，總有特殊的文明躍進意涵。在印刷術之後，書籍、報刊、雜誌、廣播、電視、網際網路…以至賈伯斯創產的Iphone\Ipad都盛載了心智文化普及的傳播功能。當然博物館、博覽會、商展及各種內容、美學、規模的策展或演出更是後現代社會多元典範的文化活動。

我相信所有人都不會忽略二戰後近代科學與科技是在24小時最後的半小時內以極速加速的發展趨勢向前衝。原子、電子、資訊、太空科技、生物醫學、生物資訊、基因科技、網際網路、量子科技、大腦科學、人工智慧…幾乎都是在近五十年內的產物。這些未來技術的潛力充分顯示了人類智力成熟度和智慧可能無力完全駕馭新興科技的窘境。我們發展科技的進程過於急切，只求效率與功利，缺少能長久持衡的價值引導。正是小孩玩大車，危險！危險！

科學並非文明中的唯一成就，理性更非人性中的唯一價值。一方面近代科學的異軍突起，主導文明風騷兩百年，成為影響人類生活的主流因素。另一方面文明至今約一萬年，科學引生了工業革命，就在科技暴衝的同時，世界的人口數也暴增。一戰後的人口約20億，20世紀末的全球人口數已有約60億。這個世紀還不到1/4，總人口數已超過80億。人口的壓力帶來的就是能、資源的不足，環境、生態等因而危機四伏。文明的方向混沌不明，前途未卜。

此外，站在斯諾(C. P. Snow)提出的兩種文化觀點(註1)，現代文明中科學、人文的各行其是，造成科學、科技獨領風騷，物質文明和精神文明比重的極度傾斜，市場功利價值壟斷經濟發展造成財富分配嚴重不均，我們不禁要問，工業革命帶來的是科技進步還是文明的進步？科學文化的發展方向是否有需要檢討改進之處？現今文明的發展引起的全球危機要如何緩解？我們的文明能夠永續發展嗎？

n人類可以選擇文明方向嗎？

21世紀全球最重要的普世價值可能不再是經濟發展，而必須是文明永續！人類的文明有如一個尚不成熟的青少年，對未來有無限的憧景，但是血氣方剛，既不知如何趨吉避凶，也不能定心明志的選定方向、努力向學，人類的心智能力雖然天資聰穎、充滿創意，也時有佳作，終究是尚無以明辨區分好歹，只會玩物喪志。如果不能及時幡然悔悟，留下問題無從解決的爛攤子，將可能導致覆水難收的局面，玉石俱毀。

但是我寫《丈量人類世》的目的當然不是要唱衰我們的文明。畢竟，生命的本質沒有悲觀的權利。寫完這本書我個人對文明永續的使命感與委身更加清晰。人性最特殊之處不正是我們有自由意志可以選擇？所以我們要學習選擇永續的信念，冀能產生置之死地，因覺悟而生希望。不該一味地創造人定勝天或甚至是逆天的文化，反而要能學會選擇適應大自然的永續文化，這才是「人類世」振聾發聵的時代信息。

n  附註

C. P. 斯諾(Charles Percy Snow, 1905-1980) 英國物理化學家、小說家。在瑞德講座(Rede Lecture)先發表《兩種文化與科學革命》(The Two Cultures and the Scientific Revolution)，後發表《兩種文化及其再檢討》(The Two Cultures and A Second Look)。

n  參考文獻

陳竹亭(2013)。自然、環境與永續文明。https://case.ntu.edu.tw/CASTUDIO/course.php?speech_ID=3107

陳竹亭(2022)。丈量人類世。臺北：商周。

Crutzen, P. J. (2002). Geology of Mankind. Nature, 415, 23.

庫普曼的傳奇故事

游文綺、胡景瀚*

國立彰化師範大學化學系
*[email protected]

 

n  從庫普曼定理到諾貝爾經濟學獎

庫普曼（Tjalling C. Koopmans, 1910-1985）的名字出現在所有的量子化學課本，也出現在物理化學的教科書上。以他為名的量子化學「庫普曼定理」（Koopmans’ theorem）內容為：分子的第一游離能等於其最高佔有分子軌域之能量的負值

此定律源自1934年他發表的論文¹。然而庫普曼自此從科學界消失，直到多年後他在1975年獲頒諾貝爾經濟學獎（Prize in Economic Sciences）。庫普曼的一生樸實又傳奇，簡介於此，其人像如圖一所示。

 

圖1：庫普曼於1967年獲得比利時魯汶天主教大學（Catholic University Leuven）的榮譽博士學位（左）；1975年獲得在諾貝爾經濟學獎放在網站上自傳的照片（右）。

（圖片來源：Eric Koch for Anefo, CC0, via Wikimedia Commons: https://shorturl.at/gADG0.）

1990年代，筆者之一（胡）在美國讀博士班時，量子化學實驗室的同學都一定要會證明庫普曼定理。然而，在訊息交換緩慢的當時，沒有人知道庫普曼在1934年發表這篇論文後去了哪裡，那是他唯一一篇自然科學的論文。幾年後得知，庫普曼獲得1975年的諾貝爾經濟科學獎，筆者對這位學者的生平無比的好奇，多年後才從諾貝爾基金會網站上讀到他的自傳²。

n  庫普曼的家庭背景

庫普曼於1910年出生於荷蘭，父母親都是教師，父親是新教聖經學校的校長。庫普曼的大哥是荷蘭改革教會的一名牧師，是新教學生組織中最具影響力的領導人，不幸地在二次大戰時為流彈所傷而早逝。他的二哥是一位化學工程師。幸運的庫普曼在14歲時得到父母故鄉的學習津貼直到26歲，使得他有機會能夠探索不同的知識領域，包括神學、心理學和精神病學。他在神學上的探索使得他背離父母親信奉的新教，也曾經考慮過主修精神病學。

n  高成就的跨領域

大學時期，庫普曼主要學習數學，特別是分析與幾何，他在廣泛的閱讀中了解到科學領域需要全新的概念來取得進一步的發展。大學畢業後，庫普曼的學習轉向「理論物理學」，立志像他的指導教師漢斯‧克雷莫（Hans Kramers）一樣，有著溫柔的智慧並且鼓舞人心。克雷莫應用數學於實質性研究領域的態度與風格，對庫普曼後來的研究產生顯著的影響。庫普曼的研究，也就是所謂的「庫普曼定理」發表於1934年，之後庫普曼便將他的數學專長轉向應用於經濟學。

在1930年代初，馬克思主義³經濟學家指出當時的經濟大蕭條是資本主義的巨大危機，庫普曼受到啟發，並開始意識到經濟的世界秩序是不穩定、不可靠的。庫普曼開始和具有共產主義傾向的學生和失業工人建立友誼，也受到馬克思《資本論》的啟發。在同一時期時，一個新的知識領域—數理經濟學（Mathematical Economics）—正在蓬勃發展，此領域讓庫普曼的數學背景能夠應用於一個更接近人類生活的主題，他幸運地得到此領域領導者揚•丁柏根（Jan Tinbergen，1969年諾貝爾經濟學獎得主）持續半年每周一次的一對一教導，丁柏根不只在經濟建模方面極具聰明才智，對於經濟行為關係現實主義的廣泛經驗知識更是讓庫普曼留下深刻的印象。庫普曼開始著手撰寫博士論文，論文的主題是統計學在經濟學上的應用。

在撰寫博士論文的最後階段（1936年），庫普曼做出很多關於統計學方面新想法的講座，還認識他的妻子，她是庫普曼輔導過數學經濟學的學生之一，彼此之間有很多的共同興趣，兩情相悅的他們於次年10月結婚，同年11月，在克雷莫和丁柏根的共同指導下庫普曼獲得博士學位。

兩年之後，庫普曼接替丁柏根在經濟學院的講座工作，後來又替丁柏根為英國建構經濟模型，一直到二戰爆發為止。庫普曼在戰爭期間對於英國做出重要的貢獻，庫普曼的工作主要是整合所有船隻的使用狀況到一個報表，對最佳路線和不同路線上的相關運輸成本進行研究。此外，庫普曼對於「航運悖論」的解釋，也有著很大的科學影響。

後來庫普曼受邀加入考爾斯經濟學研究委員會⁴。在委員會工作的期間，庫普曼增加對二元性數學結構的理解，還擔任六年的研究部主任，後來轉任耶魯大學新的考爾斯經濟學研究基金會，研究關於時間上的最佳分配，且與同事共同研究經濟體系的描述和比較。直到戰爭蔓延到西歐，庫普曼與妻小離開歐洲搬到美國居住。

庫普曼之後在美國國家科學院（NAS）⁵的一個委員會任職，對能源供應領域的時間優化技術的應用產生了興趣；並且在國際應用系統分析研究所（IIASA）⁶進行為期一年的訪談，學會用不同角度看待能源問題。自1955年之後他在耶魯大學任教，直到他在1985年去世。1975年，庫普曼因為他在最佳資源分配的經濟學理論上的貢獻與列昂尼德·康托羅維奇（Leonid Kantorovich）共同獲頒諾貝爾經濟學獎⁷。

n  庫普曼跨領域的時間軸

庫普曼的一生樸實又傳奇，1910年出生於荷蘭，18歲時在烏特勒大學學習數學，之後研讀理論物理學與數理經濟學學科。24歲發表量子化學「庫普曼定理」，26歲取得數理統計學博士學位，隨後為英國建構經濟模型，直到戰爭蔓延西歐，庫普曼移居美國，並加入考爾斯經濟學研究委員會，在40歲轉任耶魯大學直到75歲去世，並於1975年65歲時獲頒諾貝爾經濟學獎。庫普曼跨領域的時間軸，如圖二所示。

圖1：庫普曼跨領域的時間軸

n  附錄

請下載—庫普曼自傳（中文版）

n  參考資料和附註

1.   Koopmans, Tjalling (1934). “Über die Zuordnung von Wellenfunktionen und Eigenwerten zu den einzelnen Elektronen eines Atoms”. Physica. 1 (1–6): 104–113.

2.   Tjalling C. Koopmans, https://www.nobelprize.org/prizes/economic-sciences/1975/koopmans/biographical/.

3.   馬克思主義是一種以歷史唯物主義、辯證法和對資本主義的批判所發展而出的經濟、政治和社會世界觀。

4.   考爾斯經濟學研究委員會（Cowles Commission for Research in Economics），經濟學研究機構，由美國企業家與經濟學家，阿爾弗雷德·考爾斯，於1932年，在科羅拉多州斯普林斯創建。

5.   美國國家科學院（United States National Academy of Sciences, NAS）是由美國著名科學家組成的組織，其成員在任期內無償地作為「全國科學、工程和醫藥的顧問」。

6.   國際應用系統分析研究所（International Institute for Applied Systems Analysis, IIASA）是總部設在奧地利維也納的一個多學科交叉、中立的、非政府、非盈利的學術性國際組織。

7.   The Sveriges Riksbank Prize in Economic Sciences in Memory of Alfred Nobel 1975, https://www.nobelprize.org/prizes/economic-sciences/1975/summary/.