臺灣化學教育

2015亞洲化學教育國際研討會：
提升國際觀—準大學生與NICE的邂逅（上）

潘建彰^{1, 2}、鐘建坪^3, *

¹東海大學食品科學系（現就讀）
²新北市立錦和高級中學高中部（曾就讀）
³新北市立錦和高級中學國中部
*[email protected]

n  前言—參與契機

我（通訊作者）身為科學教師的一份子，深覺讓學生從動手操作的歷程中，進行系統性思考進而解決問題是非常值得的一件事情。正因為如此，自己在任職學校只要有學生有意願，或是自己任教班級的學生，都期待並實際帶領學生參與科學研究活動。2013年秋天，曾經任教的高一學生潘建彰同學（第一作者）逕自找我討論網路上天氣瓶（storm glass）的原理機制。當下即查了網路和期刊資源，發現仍有一些疑慮待解決之處，於是潘同學即自己一個人與我討論研究過程並設計實驗流程，逐步完成研究成果。雖然作品在2014年新北市高中科展競賽評比獲得優等成績，然而學生研究歷程的投入與學習才是最為重要的學習成果。因此，當下即思考如何讓學生能夠擁有更多發揮的舞台空間，而這空間不是競賽形式，而是類似科學研究者彼此間相互交流科學之美的機會。慶幸地是我在第六屆亞洲化學教育研討會（6th Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference）找到這個機會，當臺灣師範大學科學教育研究所邱美虹教授詢問我，是否可以帶學生共同參與2015日本東京亞洲化學教育研討會時，我所想到的不是帶學生出國的繁雜工作與潛在危險，而是高中學生能夠在國際舞台與不同國家高中學生分享自己的研究成果，是一個非常難得的機會。剛好潘同學的語文基礎能力足夠可以進行口頭報告，於是開始老師與學生一起為研討會的報告進行準備的歷程。

n  行前準備—教師與學生共備

行前需要確認的是口頭發表的內容、時間要求的以及聽眾對象。當時獲知消息是每位參與的高中學生需要針對全體參與研討會的學者、教師以及學生，進行15分鐘的口頭報告以及高中校園參訪交流時陳述自己科學研究作品。於是規畫幾件事情必須完成，第一件事情是需要獲得家長的同意，因為潘同學當時仍是高中生，為免爭議仍是讓家長簽下家長同意書。第二件事情是住宿問題，由於學生是第一次出國而自己也完全沒有出國自助行的經驗，雖然緊張，但也因為是日本，當時即與學生開始進行相關機票與住宿地點的確認與訂購。當出國事宜已經確認完成，即是開始準備口頭報告的內容。由於口頭報告的內容是向與會者分享學生自己的科學研究成果，因此即以潘同學2014年科展作品為主體進行簡報內容的製作與發表練習。

口頭發表訓練依照時間區分為三個時期，第一階段是準備期，即搜尋資料、將學生原先科展作品轉化成簡報內容、彼此設定完成簡報的時間以及如何使用英文簡報與演說。第二階段是整合期，即初步完成英文簡報內容，並且開始與學生討論報告內容並進行細部修正。第三階段則是完成階段，即每次能夠完整以英文進行口頭報告以及回覆可能當下發問的問題。

我們知道高中學生的科學研究成果主要是啟發其對於科學探索的樂趣，因此研討會中的發表就不是競賽為主軸評比出不同國家的優劣勝敗，而是放開心胸闡述並欣賞其他國家相同年紀學生的成果分享。因此，自己設定的目標與期待即是學生應該要能夠從準備、參與至發表的歷程中擴展視野、展現高度並期許自己看見不一樣的國際觀點。過程中，教師以輔助者的角色自居，讓學生自行經歷所有的過程才是對學生最大的輔助，而事實證明訓練得宜的學生，在國際場合的表現是非常相當可圈可點。

建彰同學2015年六月畢業於新北市立錦和高級中學，目前就讀東海大學食品科學系。他就讀錦和高中期間即認真參與相關科學活動，包括科學展覽、小論文競賽以及語文演說比賽。以下是從建彰同學在第六屆亞洲化學教育研討會的口頭發表內容概要及其實際參與的感受，看看此歷程對於他在文化與認同的想法。

n  學生口頭發表內容概要

我（第一作者）的報告內容主要依據當時高一的科展成果報告作為基石，主要區分前言、文獻摘要、研究問題、實驗操作、結果呈現與討論等部分。首先向與會者介紹天氣瓶裝置的由來，它主要為一含樟腦（camphor）之乙醇溶液（ethanol）和硝酸鉀（KNO₃）及氯化銨（NH₄Cl）之水溶液混合後放入密封玻璃瓶內之裝置。

自十九世紀起，英國即有人將其內部晶體結晶變化視為氣象預測之證據。雖然經由文獻分析發現天氣瓶內部的結晶推測可能是樟腦的結晶物，但是混合溶液是否發生化學反應以及是否可以將天氣瓶作為氣象預測的依據是仍值得探索的議題（見圖1）。有鑑於此，我的研究問題主要探討（1）何種外在因素對於天氣瓶結晶型態的影響最大？（2）根據上述問題（1），外在因素如何影響結晶物析出？（3）結晶一定只有樟腦嗎？是否會有硝酸鉀或是氯化銨的結晶，甚至是樟腦與混合溶液產生新反應的物質結晶？

圖1：口頭報告之投影片，介紹天氣瓶（左），說明文獻回顧（右）

研究結果顯示溫度是對天氣瓶產生結晶狀態改變的最主要因素，而有趣的是溫度低於某一溫度時確實會有硝酸鉀的晶體析出，然而取其核磁共振光譜結果顯示仍為樟腦結晶物。我們認為對於這樣的結果可能反應了天氣瓶實質是一個物理現象的裝置，外在溫度影響內部溶液的溶解度造成溶質析出，而由於樟腦具備多種結晶狀態，因此才具備多樣化的晶型變化。

同時，我們亦以水浴法模擬天氣變化，探索溫度改變如何影響天氣瓶內容物的結晶。結果與先前溶解度的假設相符，當溫度降低，析出物質變多，溫度升高，析出物質減少。最後根據我們的結果說明天氣瓶可以作為氣體溫度計的可能性。實際上，我的學弟妹後續的科展亦實質花費半年時間探索不同濃度之天氣瓶的結晶高度與氣溫之間的關係，結果顯示可以透過視覺化的設計方式作為氣體溫度計（Jong, Hsieh, Chen, & Lin, 2015）。

n  學生體認—文化衝擊與感佩

一、  行前的惶恐與參與的感佩

首先，我（第一作者）要先感謝任何促成這場研討會成行的人，沒有你們的付出，我的感動不會如此的深刻，也不會有如此令我眼界大開的經驗。在此，如果要我用一句話來表達我對大家的感佩，大概正如同陳之藩先生所說的：「因為需要感謝的人太多了，就感謝天罷。」

前往第六屆亞洲化學教育研討會前，內心充滿著的是筆墨難以形容的期待，然而「期望越大；失望越大」的擔憂也在我內心當中隱隱約約地搖擺著。張愛玲曾經說過：「我們對於生活的體驗往往是第二輪的。」我害怕我對於知識殿堂的期待，會扼殺了我實際參與的體驗，更怕這樣子的成見，會令我大失所望、敗興而歸。

不過現在的我可以大方的向你承認，真實的體會不但沒有被預設的立場所玷汙與破壞，更令人驚奇的，是它帶給了我更多超出預期的回饋。對於這次研討會，它的確讓我從一個新的途徑學習到各種不同面向的知識財富。三天的行程，我從大環境裡觀察到了不同國家的人所擁有的不同文化。另外，從不同國籍的群體當中，我更看見了各國所分歧的處事作風。而最令我讚嘆的，是從融合文化與行為的面相後，我所瞥見的教育影響力。

〔續（提升國際觀—準大學生與NICE的邂逅（下））〕