臺灣化學教育

2015亞洲化學教育國際研討會：
攤位展示介紹和科學未來館參訪

徐欣慈

私立復旦高級中學
教育部高中化學學科中心
[email protected]

n  前言

日本科學未來館（Miraikan）全名為國立新興科學與創新博物館（National Museum of Emerging Science and Innovation），是日本東京著名的科學博物館之一（見圖1），初到此館，還沒進館前，建築物本身的圓弧線條，透明玻璃設計，新穎、美感兼具，令我興奮不已，這次真的很高興，可以藉由第六屆亞洲化學教育研討會（6th Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference, NICE 2015），在為期三天的研討會內，與教育部高中化學學科中心的前輩與夥伴們一起得到參訪的機會，窺探科技發展的奧妙，實為一大幸福。針對此行中，在館內的所見所聞，與大家做個小小分享。

     

圖1：日本科學未來館的建築外觀

（圖片來源：左圖，https://en.wikipedia.org/wiki/Miraikan#/media/File:Miraikan.jpg；右圖，http://www.nikken.jp/en/projects/image/143_01.jpg）

n  海報展示和攤位參觀

一、  大型演講廳

全館共有七層樓，研討會的前兩天，與會者都是在館內度過的，頂樓的七樓，主要是大型演講廳（見圖2左）、會議室，可供申請租用，也是此次研討會的會場所在。第一天，與會者先到七樓完成報到後，便進入氣勢宏偉的演講廳內參與開幕式（見圖2右），聆聽各國與會者關於化學教育的演講，及各國高中生的作品分享。整個演講廳的設計，是以半圓弧形的舞台為中心，擴散出去的座位排列，最多可容納300人，不論是在哪一個位置，都可以清楚地看到台上的狀況。

 

圖2：7F演講廳（左），筆者與武陵高中張明娟老師合影（右）

（圖片來源：左圖，http://www.miraikan.jst.go.jp/guide/images/miraicanhall_s.jpg）

二、  海報展示

七樓擁有的會議室共有四間，一間做為海報展的展示室（見圖3左），兩間是會程中安排的教學分享演講舉行處（見圖3右），同時也是我們研討會的用餐處，另一間則是第二天工作坊（Workshop）的場所。海報展示的會議室，有一整面完全是玻璃窗的設計，圓弧狀又傾斜向外延伸，空間感十足，給人一種很舒服、很開闊的感覺。圖3中圖是筆者的海報展示。

   

圖3：海報展示會議室（左），筆者發表的海報（中），以及教學分享演講實況（右）

（圖片來源：左圖，http://www.miraikan.jst.go.jp/guide/images/cr3_s.jpg.）

三、  化學書籍和教科書展示

除了海報展示外，室內也設有日本實驗器材廠商和教科書商的攤位，不只可以實際操作攤位上的展示品，書籍也可自由翻閱參考。在東京書籍的攤位（見圖4左）上看到了數位教學軟體的商品，並有一些生物圖鑑的書籍。隔壁的Chart式數研出版攤位（見圖4右）上，可以看到日本學生使用的教科書、應試題本及參考書，從國小、國中到高中都有，內頁幾乎全部都是精美的彩色列印，並很注重學科知識與生活的連結，照片豐富多樣，價格卻不昂貴。

 

圖4：日本教科書商攤位，東京書籍（左）和Chart式數研出版（右）

在東京書籍的攤位上，筆者尤其受到〈化學圖鑑〉這本書（見圖5）的吸引，僅800日幣，便向攤位廠商要求購買，卻意外得到廠商的贈書，可謂幸福來的太突然。參考書的部分，或許是因較為專業，價位較高，翻閱內容可以看見，與臺灣的高中化學教育的深度廣度出入不大，但令人驚訝的是，日本國內高中化學修習的學分比臺灣少，卻能學完一樣多的內容，可以想見學生求學的壓力不亞於臺灣，或許正因如此，日本書商非常致力於豐富精采、淺顯易懂的教學用書設計，藉此幫助孩子學習，提升對知識的渴望。

   

圖5：廠商贈書筆者兩本，〈化學圖錄〉內頁附圖之週期表，連結生活的內容呈現

四、  化學實驗儀器和器材展示

在化學實驗儀器和器材廠商方面，NaRiKa專做實驗器材，GASTEC專門生產各式各樣的氣體偵測裝置，Wavefunction, Inc.設計化學結構模擬軟體，以及和光純藥（WAKO）推出各種實驗模組。

首先，介紹NaRiKa（見圖6），因為在臺灣有代理商，所以產品圖錄在臺灣大致都可找到，現場展示的器材多樣，有小型的簡易分光光度計（見圖6左），模組設計皆可直接連接電腦，數據讀取相當方便。同時可以看到各種惰性氣體的高壓放光管組（見圖6中），顏色比較相當明顯。而最讓筆者印象深刻的就屬週期表（見圖6右）了，不只有元素應用的圖片，部分較不具危險性的元素，甚至還有實物可以看到，相較於傳統書籍海報，整張週期表像被賦予生命一樣，活潑了起來。

   

圖6：NaRiKa展示簡易分光光度計（左），氣體放光管和放射光譜（中），以及實物週期表（右）

而在GASTEC的攤位（見圖7左）上，筆者也看到了各種氣體偵測管，不同的氣體種類配合不同的偵測極限，商品繁多，只要配合一支針筒，裝置上不同的偵測管，便可方便快速地進行濃度測定讀取，筆者有幸能在現場操作到二氧化碳的偵測管，裝置完成後，直接利用針筒在會場內抽取空氣，使空氣通過針筒前方的偵測管，可以看見偵測管內的指示劑開始變色移動，管上有標示刻度，藉著讀取變色的範圍刻度，便可知道會場內的二氧化碳濃度，非常有趣，屬於一次性的使用耗材。廠商也說明，像是環境中二氧化碳的濃度測定，是日本國小階段教學一定會操作的實驗課程，可以了解，日本方面對於實作與環境教育的連結，頗為用心。在Wavefunction, Inc.的攤位（見圖7中），可以看到複雜分子的結構模擬軟體，也有與平板電腦相容的設計，使微觀的分子達到巨觀的呈現。當然，臺灣教育部高中化學學科中心的攤位（見圖7右）也相當精采，各式各樣的分子撲克牌，配合QR-code的掃描，可以在智慧型手機上直接看到立體結構，並轉動操作，也受到外國與會者的好評。

   

圖7：GASTEC（左），Wavefunction, Inc.（中），以及臺灣教育部高中化學學科中心（右）

在日本國內頗具規模的藥廠「和光純藥」，以開發化工藥品、臨床用藥及儀器銷售為主，此外，該廠本著「能讓更多學生體驗到最先端科學」的想法，也致力於實驗模組的研發，我們可以看到光合作用色素的微型管柱層析模組（見圖8左和中），內含色素樣品、矽膠（silica-gel）充填的迷你管柱，相較於臺灣課綱內的濾紙色層分析法，屬於再進一階的實驗，也較貼近真實實驗室中的操作技巧，然而卻可省去管柱層析複雜的操作步驟，輕巧簡單便於理解，筆者很是推崇。另一值得介紹的還有小型透明骨骼標本製作模組（見圖8右），過去要製作出透明骨骼標本大約要數週，較為耗時，然而和光開發的模組可以將時程縮短至三天內，相信在校內實驗課程可以有所活用。

   

圖8：和光實驗模組，微型管柱（左），色素樣品分離後產物（中），以及透明骨骼標本（右）

（圖片來源：左圖，http://www.wako-chem.co.jp/news/2015/images/chromato.jpg；

右圖，http://www.wako-chem.co.jp/news/2015/images/top.jpg）

n  日本科學未來館參訪經過

一、  創造未來展覽區

會議的第二天下午，在大會安排下，筆者與夥伴們一起進行其他樓層的參訪。館內在六樓擁有112席的球型劇場，而這次參訪的主要區塊是在三樓和五樓的常設展覽區。三樓的主題是「創造未來」（見圖9），由創造力的核心延伸出去的各領域科技發展，我們看到了導電性高分子材料、奈米碳管．．．等。藉由新舊科技對比的展示方法，讓我內心很受打動，雖然我們一直都在說著、聽著「科技日新月異，瞬息萬變」，但當它的轉變，在展示櫥窗內，展示屏幕上，活生生地呈現在你面前，給人的帶來驚異與讚嘆，真的是難以言喻的啊！正因如此，我在此處駐足許久，像其他訪館的小孩一樣，幾乎玩遍所有的互動軟體，每個都充滿新奇感，看著其他孩子眼睛閃爍出的光芒，就像是在對科技致敬一般，相信正為內心對於科技探索的興趣，埋下小小種子。

圖9：「創造未來」常設展覽區—技術革新的原動力

（圖片來源：左圖，http://www.miraikan.jst.go.jp/exhibition/images/individual/16-0_zenkei.jpg）

二、  仿真機器人

再往旁邊一走，可以看到各代機器人的展示區，展示窗內的機器人依時序排列。鎮館之寶之一的ASIMO機器人（見圖10左）就在這裡，每天特定時間，會有操作展示活動。但我們的目標，早已放在仿真機器人（見圖10右）的操作體驗活動了。

  

圖10：ASIMO機器人（左），仿真機器人—主播（右）

每一具仿真機器人（見圖10），都是造價不斐的，乍看之下，真的分辨不出這是一具機器人，而不是真人。除了移動手腳，頸部的轉動轉頭外，它們還可以做出許多微妙的表情，微眨眼睛，眉頭深鎖。操作活動中，每一組兩人，一位進控制室戴上控制器操控機器人並對麥克風發言，一位在外面與機器人進行互動（見圖10左），甚至可以選擇生氣、傷心跟快樂的情緒表現，相當有趣，令我尤其印象深刻的是，機器人的操作還不簡單，不過是單純的想控制頸部關節，要看著對方的雙眼說話，就費去我們不少的摸索時間。而從仿真機器人其中複雜的多關節角度控制，精準、精密的表情呈現，完全可以感受到日本人一絲不苟的工作精神，值得我們學習。展覽中，也引導參觀者去反思，當機器人愈來愈像真人，我們和機器人之間的關係究竟是什麼？

 

圖11：仿真機器人—操作體驗活動（左），仿真機器人原型（右）

三、  超大球體Geo-Cosmos

從一進館內就立刻吸引我眼光的，莫過於這顆跨樓層懸掛於建築中心的超大型球體顯示器Geo-Cosmos（圖12左），全球體採用有機EL顯示器逐片貼成，它是根據館長毛利衛先生的願望，「希望能夠與更多的人共同分享從宇宙看到的美麗地球」而設計製成的，周圍有環繞式上升走道可以將球體從不同的角度、不同的高度進行觀察，相較於一般課程採用的靜態地球儀，利用顯示器生動的展示洋流、風、雲的移動，更能清楚地球科學的概念，觸動人與地球的聯結。

 

圖12：Geo-Cosmos（左），位於1樓的Geo-Cosmos製作影片介紹（右）

四、  「探索世界」展覽區

另外一側，巨型的展示區裡介紹了文字的傳遞方式，不同的文字對應不同的色球，送出文字資訊串後，透過機器的轉譯，便能將訊息解讀出來，現場更設有體驗活動，讓我們能用更輕鬆的方法，簡單的理解原理。循著上升環繞式走道，我們來到了5樓的「探索世界」展覽區，映入眼簾的就是龐大的LE-7A引擎，利用兩段式燃燒循環系統，可產生318萬馬力發送衛星。

 

圖13：訊息傳遞原理展示區（左），LE-7A引擎（右）

五、  參觀電動車和紀念品販賣部

筆者的團隊是利用步行的方式參觀館藏，不過在一樓也有設置館內的參觀電動車Honda UNI-CUB，可以騎乘參觀，比較特別的地方是，使用的參觀座騎是一張椅子的設計，頗具未來感，腳踩踏的地方即是操控移動的控制踏板，所以在開始導覽之前，還必須先在一樓練習使用，熟悉操作方法後才能出發，皆採定時自費預約制，由於參觀時間限制，筆者無緣體驗，有點可惜。

5   

圖14：館內導覽車租借站及使用實況

（圖片來源：左圖，http://www.miraikan.jst.go.jp/exhibition/images/bg/ex_unicub_01_06.jpg；中圖，http://www.miraikan.jst.go.jp/exhibition/images/bg/ex_unicub_01_04.jpg）

最後一站，我們來到了一樓的紀念品販賣部，不愧是科學博物館的紀念品店，又是一個讓我久久不能自拔的好地方，分科有分區的不同商品，除了科普書籍以外，還有各式各樣的科學教具，像是燃料電池、太陽能發電和鐵磁流體，另外也有與文化創意產業結合的商品，像是明信片，資料夾，生物的器官模型積木，無論是哪一種，都契合著科學的主題，相當有趣和實用。

六、  參觀心得

綜合來說，日本科學未來館，設備新穎，技術先進，體驗設計的用心，以簡易的方式了解困難的原理，拉進科技與人之間的距離，我想這是我們可以仿效的地方。這次的參觀經驗，實在讓我開了眼界，受益良多。第六屆亞洲化學教育研討會在日本科學未來館的活動，就在驚嘆中劃下句點，期待兩年後，下一站韓國首爾。圖15為第六屆亞洲化學教育研討會與會人員合照。

圖15：第六屆亞洲化學教育研討會與會人員合照

n  參考資料

1.      日本科學未來館，網址：http://www.miraikan.jst.go.jp/exhibition/world/。

2.      CC Search（圖片搜尋網站），網址：https://search.creativecommons.org/。

3.      Miraikan, Wikipedia，https://en.wikipedia.org/wiki/Miraikan#Geo-Cosmos。

4.      和光純藥株式會社，網址：http://www.wako-chem.co.jp。