臺灣化學教育

國際化學奧林匹亞競賽選手發展：
國際化學奧林匹亞對高中化學教育的影響

曹淇峰

臺北市立建國高級中學
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n  緣起

1997年在國立臺灣師範大學化學系方泰山教授的引薦下，我與國際化學奧林匹亞競賽（以下簡稱化奧）（International Chemistry Olympiad, IChO）的緣分就此開始，先後曾經隨國家代表隊參加1997年於加拿大、2008年於匈牙利、與2014年於越南舉辦的三次化奧。高中化學教師在代表團中擔任的工作，主要是學生輔導、協助帶隊教授各項工作，而最大的挑戰是與教授們要在很短的時間內，將主辦國家提供的英文試題翻譯、打字排版、列印成中文版試題，在這有限的時間中，試題內容還會因為各國教練提供的建議，需要不時地修正，工作壓力很大（見圖1）。

圖1：各國教練正努力地翻譯試題（45屆化奧，越南）

早期翻譯工作遇到最大的困難是把我們帶去的Windows中文版軟體安裝到外國的桌上型電腦。現在時代進步，電腦的作業系統已經包含各國語言，科技雖然解決了這個問題，但還是會擔心，所以我們自己也都帶一台筆電去，以備不時之需。近幾年，我覺得翻譯工作最令人頭痛的是化學試題太新穎了，負責主辦的國家，為了創新，有些試題或實驗的化合物剛被合成或鑑定出來，連中文名稱都還沒確定，有時我們也會擔心翻譯的藥品名稱選手們看不懂，而基於競賽的公平性，也不能有解題的暗示，這時就要考驗教授們的智慧了。

化奧是一項高水準的國際科學競賽，在國家代表隊初選階段，試題難度已經到達大學普通化學的程度；決選時，國家代表隊選手的程度大約與大學化學系三年級相當；而真正比賽時，甚至到了化學研究所的程度。例如，2014年在越南那一屆，理論題與實驗題都考了有關青蒿素的反應，青蒿素（Artemisinin）是一種治療惡性瘧病的藥物，可以從某種越南植物提煉分離出來。青蒿素對瘧原蟲非常有效，因其對促進人類健康有很大的貢獻，相關的研究者更獲得2015年的諾貝爾化學獎，化奧試題的難度和創新可見一斑。

參與化奧過程中，讓我有機會深入了解這些高中生的參賽經歷，接下來，先說一個學生的故事，或許可以讓讀者對整個競賽過程有進一步的認識。

n  偉大的夢想鼓舞學生自我挑戰

在臺灣，會唱歌的人，可能都夢想有一天能站上超級星光大道的舞台；而對化學有高度熱忱的高中生，則夢想有一天能當上化奧國家代表隊，與世界各國的好手互相切磋。經過多年教育部的推動與鼓勵，國際化學奧林匹亞競賽，已經是高中生夢想的舞台之一。

剛到建中任教的第二年，有一位剛入學的高一學生，在第一堂化學課就問我：「老師，我高中化學都讀完了，接下來要讀什麼？」我瞪大眼回答：「真的嗎？太誇張了吧！」接著，就給他一回大學入學考試的化學模擬試題，讓他試試看，這份題目建中高三平均成績大概是五十幾分，他拿了九十五分。這樣的學生，在高中化學課我還能給他什麼呢？看著他求知若渴的眼神，我決定給他一個夢想—挑戰化奧。

為了實現這個夢想，他不斷地努力，極罕見的在高一就取得參加臺北市化學實驗能力競賽的代表資格，或許是年紀太輕，許多知識尚未統整；也許是參加大型競賽經驗不足，只獲得臺北市三等獎，無緣晉級全國能力競賽。我還記得頒獎典禮時我坐在他身旁，背景是令人雀躍的管絃樂，他拿著獎狀的雙手微微顫抖，我的安慰無法停止他的啜泣，這時候的他，就好像一個歌手晉級決賽，卻因為感冒聲音沙啞的那般無助。

除了全國能力競賽以外，要進入化奧還有另一種管道，就是化學奧林匹亞初選考試。此時離一年一度的初選考試只剩一個月，為了夢想，他拾起失落的心情，重新整裝出發，他知道一定要把握這次機會。皇天不負苦心人，果然，他通過化奧初選、複選與決選的層層考驗，最後如願以償地當上國家代表隊，也成為歷年化奧最年輕的臺灣選手。

挫敗，讓孩子更懂得把握每次的學習機會。後來聽他爸爸說，這段時間，他和兒子的周末休閒活動就是到台大附近逛書局買書。對孩子而言，讀完一本又一本的大學化學教科書，在他臉上看不到一絲倦容，反而是甜美的滿足。

整個化奧集訓在臺灣師大化學系悉心規畫下，邀請熱心教授來指導，這個孩子做了許多從未做過的化學實驗，經歷了從未有的精彩的科學思辨，解出許多從未挑戰的難題。選訓營的磨練，讓他在二百多位世界高手雲集的競賽中，以第11名拿下化奧金牌（註：化奧金牌人數每年由各主辦國決定，但每年多在20~30人之間）。之後建中只讀了二年，跳級保送臺灣大學化學系，然後到美國普林斯頓大學攻讀生化博士。在這個過程中，我們可以看到化奧這樣的國際競賽帶給這些孩子不只是國際觀，更是一種非常特殊的人生體驗。

如果您問我，如何帶一個如此資優的學生，我會告訴您，給他一個夢想吧！

n  從單打獨鬥到團隊合作的學習模式

時間久了，發現光靠老師的力量是不夠的。我們開始鼓勵學生成立讀書會，找一群志同道合的同學、學長或學弟一起來讀化學。學生學習模式開始有了改變。

去年，一位國家代表隊選手獲獎後，在臉書（facebook）寫下：

相較於十天的經驗，
對我來說，

獎牌似乎只是icing on the cake，
那些畢生難忘的記憶，

才是真正的收獲。（見圖2）

接著，這位選手成為下一屆讀書會的領導者，將化奧的夢想種子繼續散播出去。

圖2：頗具創意的開幕茶會，其中一個攤位的廚師正在用液態氮來製作冰淇淋（40屆化奧，匈牙利）

準備化學奧林匹亞競賽的過程是孤單而漫長的，若不是對化學有高度的興趣或是堅持著夢想，很容易半途而廢。可喜的是，多年來，國際化學奧林匹亞已經在高中階段聲名遠播，喜歡化學的高中生，紛紛在臉書成立各種的讀書會。有的人提問，有的人解答，還有各種聚會，在科學的路上他們一點也不孤單。現在，有了社群網路，臺灣愛好化學的高中生，早已不分南北、不分男女了。

在臉書上，另一位同學寫下他的心情，得獎不是證明自己的偉大，而是感謝一路陪伴的學習夥伴。

真的這一路上以來最重要的就是你的教導和幫助，
給我的許多讀不完的資料，
再加上最後這幾天瘋狂的吵你與臨時抱佛腳，
還有你的神氣（神奇的氣場），
我才會有今天出乎意料的表現。

雖然每年只有四位國家代表有幸參與國際盛會，但是化奧這類競賽，能帶動高中生學習基礎科學，引發他們的熱情，讓他們勇於挑戰，讓他們獨當一面，潛在的效益是超乎我們想像的。

某位學生獲選為國家代表隊時寫下的心情：

不知道甚麼時候開始，
成功的意義在我字典裡已經模糊不清，
或許是該向老去的心境哀悼幾秒了。
現在（高中）的我，更嚮往的是彩色的回憶，
我希望像運行的星星，偶爾脫離一成不變的軌跡。
我想，
對於生命的心態慢慢有所調整，
面對各種偶然或不偶然的奇遇，才能也無風雨也無晴。

不過我還是盡全力，珍惜現在的一刻，
做好自己，做到滿分的自己。

很明顯的，學生的心態成熟了，更懂得感恩，也懂得調適自己的情緒。

n  資優教育呈現多元價值的一環

有時候我會想，如果沒有化奧，這樣的孩子在高中時期會不會很無趣？有人說此時應該讓他讀點文學的書？應該要求他兼顧其他學業？應該讓他多服務人群？參與化奧多年，我常面對這樣的反對聲音。會給這些評論的人，應該是不想讓孩子成為科學怪人。而我接觸過的這些孩子，與大家的刻板印象完全不同。他們有一顆謙虛又充滿學習熱情的心，處事低調，不單只有化學表現傑出，數學或其他基礎科學表現也相當卓越。他們才華洋溢，有人可以演奏出令人陶醉的鋼琴曲、有人可以在數百位國際友人共聚一堂的化奧之夜彈吉他唱情歌、有人是英語單字大賽與英文作文比賽的翹楚、有人則是寫了一手好文章、有人則是史學學識淵博。化奧對他們而言，是一項充滿樂趣、能為國爭光的挑戰。我可以告訴你，他們不是科學怪人，而是國家少見的人才！

目前臺灣十二年國教的基本精神就是適性揚才，成就每一個孩子，讓所有學生都能發揮自己的長才，展現多元價值。我們支持科學教育普及，也支持照顧弱勢學習者，但我們也應提供一個環境，讓這些具學術專長的學生能有完善的輔導機制與發展，這就是多元價值的核心。

現代國家投資多元教育，造就各個領域的專家，帶動國家朝向多元發展。我想提昇國民教育頂端的素質，也是帶動整體素質向上提升的一種方法，國際化學奧林匹亞競賽與其他的國際奧林匹亞競賽一樣，藉由參與頂尖的國際競賽，帶動國內高中生的科學學習風氣。我國投入化奧，就像種樹一樣，經過二十多年，已長成大樹，不僅枝頭往上竄，樹根也向下扎實了，這棵大樹更增添了整座森林（多元教育）的風采。

n  眾志成城，成就孩子

觀察化奧近二十年，我知道這些培育科學人才的工作，都是一些人不計名利在幕後默默的投入。我們都是化奧的志工，我們相信培育人才國家方有美好未來。另一方面，看到學生成長、成功的那種成就感，更是用錢買不到的。如果哪一天國家需要您，歡迎您加入化奧志工的行列。

其實身為高中教師的我們，只是培育種子成為小小的樹苗。真正讓學生們變成一棵頂天立地、可以高懸國旗的大樹（見圖3），是負責計畫執行的臺灣師大教授與協助計畫的各大學教授們。此外，每年帶國家代表隊出國的師長，肩負將整個團隊訓練成果展現出來的重任，忍受高度壓力，更是最辛苦的功臣。而幕後默默支持奧林匹亞競賽的教育部國教署，在教育經費困窘的情況下，還得四處籌措經費，支持這項極具意義與效益的國際競賽，我們更應予以掌聲鼓勵。我深信，化奧每年累積下來經驗與效益，其實已經遠遠大於投入的資源。

圖3：在國際化學奧林匹亞競賽中飄揚的國旗（45屆化奧，越南）