2015亞洲化學教育國際研討會:東京學藝大學附屬高中參訪過程和心得 / 張明娟
2015亞洲化學教育國際研討會:
東京學藝大學附屬高中參訪過程和心得
張明娟
n東京學藝大學附屬高中簡介
等等,強化學生對於基礎課程能有更全面性的了解。圖1為東京學藝大學附屬高中校園一景。
圖1:東京學藝大學附屬高中的教學樓入口
東京學藝大學附屬高中在日本東京高中排名第二,僅次於日本都立國際高中,隨後為東京工業大學工學部附屬高中、東京大學教育學部附屬高中、東京都立青山高等學校。東京學藝大學附屬高中也是一所「超級科學高校」(Super Science High School, SSH),所謂超級科學高校係日本文部科學省自2002年開始推動,希望以SSH作為發展據點,以科學技術、理科、數學教育做為發展重點,並透過與大學和研究機關等進行課程合作開發,達到培養科學技術領域的人才並普及區域科技發展的目標。為了與鄰近國家化學教育專業人士交流,在6th NICE研討會中,除了提供學生以英文發表專題研究外,還讓與會人士參訪該校的化學教學,並讓高中生以英文海報和口頭報告方式相互交流。
n比較兩國高中化學修習學分
參訪過程中作者了解到日本高中化學修習的學分較臺灣少很多,臺灣高中化學修習學分分成兩部分:必修部分為基礎化學(一)兩學分,在高一上或下修習,基礎化學(二)(三)為兩學期課程,在高二修習,每學期至少兩學分,學生可選擇性修習,以滿足自然領域的必修學分;選修部分為兩學期之課程,每學期三學分。選修化學實驗為兩學期之課程,每學期一學分,自然組學生總共最多修習了十四學分。然而,日本在必修部分一樣是兩學分的基礎化學,是在高二時才修習,但在選修部分只有六學分,是在高三修習,總共修習八學分。
n頗具巧思的實驗室
在聽完簡報後由校方帶領我們參觀實驗室,每個專科教室雖然沒有新穎的實驗設備,但卻有令人驚豔的巧思,例如:物理實驗教室中,從天而降的伸縮插頭(見圖2),可以避免學生在做實驗時被電線絆倒,或桌面上不小心打翻盛水容器,造成觸電的可能,使用上相當便利性,除此之外,生物實驗教室中,隱藏版的水槽(見圖3),學生實驗時可以當實驗桌使用,需要用水清洗時再把桌面拿開,將水龍頭轉正即可使用,他們在空間的利用的確頗具巧思。在化學實驗教室中(見圖4),觸目所及讓我有時空錯亂的感覺,以為身處在臺灣,一切都是那麼的熟悉,每個玻璃器皿也按照大小不同分別擺放整齊,而化學實驗室特有的「味道」,原來兩國都一樣!。
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圖2:物理實驗室頂置可伸縮插座
圖3:生物實驗室隱藏版水槽和可調式水龍頭
(影片觀賞:https://youtu.be/wpwSSYY4IeA)
圖4:化學實驗室的空調(左)、洗手台(中)、分類清楚的器材櫃(右)
n實作藍染實驗
在參訪該校過程中,東京學藝大學附屬高中岩藤英司教師設計了藍染實驗,提供與會人士(以學生為主體)體驗,該實驗步驟如下:
把10克藍靛色素(Ai)粉末放入一小塑膠袋A中,加入100 mL的熱開水和2M 20 mL的NaOH及5克的低亞硫酸鈉(Na2S2O4)。輕輕地搓揉塑膠袋使粉末完全溶解。
放置A袋於裝有3 L熱水的大塑膠袋B中,使A袋之液體與B袋之熱水混合均勻。
盡量趕出在B袋中的空氣,再置入欲藍染之布料在B袋中。
靜置約5~10分鐘,取出布料用流動的水清洗即完成。
此實驗涉及氧化還原概念,其反應式如圖5所示:
圖5:靛藍的氧化還原反應,氧化態的靛藍(Indigo)呈藍色,還原態的靛白(Leuco Indigo)呈黃色
就染色過程而言,因被氧化而顯色的藍靛色素(Ai)水溶性不高,無法親和纖維素,而不能直接調水染色,必須放藍靛色素於還原劑中在鹼性的條件下,使之還原成還原態的靛白,如圖5的反應式所示。靛白對水的溶解度高,此染液才具有染著力。布料經還原液浸染後,取出並攤開,靛白被空氣氧化而顯現出靛藍的顏色,固著於纖維上。圖6為岩藤英司老師藍染教學和參訪者完成的作品。
圖6:岩藤英司老師藍染教學(左),美虹教授(中)和化學學科中心夥伴的藍染作品(右)
n學生海報展示
用完午餐,稍作休息,下午的時間即為三個國家的高中學生海報展示,參賽的學生,多以流利的英文向學者和教師們賣力解說自己的學習及研究成果,這部分的交流跟臺灣的科展類似,只不過臺灣只講給評審聽,競賽性很強,而NICE的海報展目的是希望讓年輕學子們能相互的交流,反而不像在比賽。經由本次學生專題研究的發表發現,台日兩國學生於研究題目的選擇上頗有差異,臺灣學生較注重於學理上的探討,而日本的學生則注重生活經驗的探索,「科技始終來自於人性」,科學的研究亦是提升人類的生活,日本學生對於生活細節入微的觀察,以及運用科學知識解決問題的熱誠,可做為未來我國高中學生在研究主題挑選的參考及學習對象。圖7為這次參訪中臺灣學生參加海報展示的情形。
圖7:新北市立錦和中學潘建彰(左)、國立彰化高中蔡尚峰(中)、國立大甲高中廖心妍(右)三位同學的海報展示
n參訪合照
在主持人Kamata教授致詞完,將NICE研討會的棒子交給韓國的Jeong, Dae Hong教授後,接著一行人步行至門口合照,在離別依依的揮手中,搭上巴士離開東京學藝大學附中,圖8是各國高中教師和大學教授的合照,圖9是三國高中學生的合照。
圖8:各國高中教師和大學教授的合照
圖9:參加海報展三國高中學生的合照
n參考資料
日本東京高中排名。網址:http://japan.bailitop.com/ranking/20140809/60183.html。
基礎化學課程綱要,高中化學學科中心。網址:http://chem.kshs.kh.edu.tw/。