臺灣化學教育

化學教育者的天堂—參加2016 BCCE心得

翁榮源

靜宜大學應用化學系
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n  第24屆BCCE雙年會

感謝科技部暑假短期研究的計劃補助，本人2016年7月31日–8月4日來到風光明媚的美國北科羅拉多大學（University of Northern Colorado, UNC），參加兩年舉辦一次的第24屆化學教育雙年會（Biennial Conference on Chemical Education, BCCE）。從本人短期研究學校—伊利諾大學（University of Illinois, UI）搭機來到海拔1600公尺高的丹佛機場，還要搭交通車到北科羅拉多大學，倒是沒有想像中的呼吸困難症狀。報到後進入宿舍，雖簡單但所有住宿設施都有，兩人一間共用衛浴，每晚US$60，住學校宿舍還供早餐吃到飽，真是物超所值。最重要的網路WiFi這裡也有，這樣就可上FB，連上Line，與臺灣的家人和朋友聯絡。

從第一天開始就是滿滿的行程，這屆雙年會總共1200篇化學教育論文報告，超過2000位國際學者參加，對化學教育者而言每一篇論文都是寶藏，報名費還含一次晚餐、一次野餐及四次午餐，都可以隨意吃到飽，菜色豐富且營養十足，每天的中段休息時間還有吃不完的點心和飲料，招待可謂貼到心肝底處（見圖一）。

圖一：2016 BCCE會場

n  「翻轉教室」蓬勃發展

此次會議中遇到臺灣大學化學系佘瑞琳老師，她最近幾屆都來參加。身為化學教師的我們，參加BCCE就好像到了寶山一樣，世界上所有的化學教育工作者幾乎全部到齊，把他們的最新教學經驗分享給所有與會者，當然我們也絕不會空手回家。這ㄧ次佘瑞琳老師分享「臺灣大學普通化學實驗翻轉教室成果」非常成功，流利的英文，值得效法的流程，非常受到與會化學教授們的讚揚。臺灣大學化學系集合全臺灣的化學高手在此就讀，傳統的課程本來就很難讓這些學生滿足，佘老師能夠在普通化學實驗中導入Journal of Chemical Education的實驗題材給學生自主學習並發表他們的實驗成果，此教學得到學生高滿意度的肯定，這是相當令人振奮的成果。

本人最感興趣的主題是「翻轉教室」（flipped classroom），在此次會議中「翻轉教室」的文章，除了本人所主持的兩天三場會議約30篇論文外（見圖二），估計還有近50篇相關論文發表，可見「翻轉教室」正在科學教育最頂尖的美國蓬勃發展中，其中化學教育領域亦復如此，實在令人感到振奮。

 

圖二：本人主持會議議程之一

近年來科技軟硬體發展迅速，在大學教室裡學生人手一部電腦╱一支手機，其實教師的上課內容在網路上已有更好且更深入的解說，學生懂的知識有些比教師還多還正確，這樣的情況已經讓目前大學教師無所適從，正面臨著學生翹課、上課睡覺及玩手機等不知如何是好的窘境。每一位教師都有其應付衝擊的模式，「翻轉教室」可能是一個解決科技工具衝擊潮流的方式。以學生為學習中心的「翻轉教室」模式，已經在臺灣流行多年，各種翻轉模式應運而生，只要教師不在課堂講課，學生變成上課的主角就叫「翻轉教室」。以這次分享「翻轉教室」的論文為例，化學課的人數不限制，學生人數20-400個，助教0-10個，教師1-3個。翻轉教室的結果，雖然仍有部分學生希望回復傳統的教學，但絕大部分的學生都有相當程度的滿意度與成績進步，尤其在成績較差同學部分會有非常顯著的差異性。

n  「翻轉教室」的教學經驗

本人在靜宜大學基礎化學課程「翻轉教室」的經驗，學生對於新學習和新教學模式都表現出好奇與興奮，本人先把上課內容預錄並放在YouTube上，然後讓學生在家觀看學習，可以隨時中斷或隨時重複（完全沒有程度的差異）。由於學生的耐性不佳，因此所有的影片每段只有2-5分鐘，每一章總共15段影片，用心看完所有影片只需要不到1小時，到學校上課時前15分鐘分組討論，教師在各組間走動協助，一節課只討論5個影片內容（5個ACS考題）也就是5個最主要概念（主題概念），「翻轉教室」流程中教師扮演最關鍵的角色，如何從學生的口中引導出所要傳達的概念，必須像胡瓜和吳宗憲主持節目般的用盡一切努力，一步一步的把關鍵知識引導出來，過程中同組間的互助以及教師與學生的互動，都是非常重要的環節（見圖三）。隨便舉兩個題目給大家參考：

試題一：The herbicide level in the soil in a corn field was measured at 1.0 ppb. How many μg of herbicide are present in 1.0 Kg of soil?

(a) 1.0 μg  (b) 10.0 μg  (c) 100 μg  (d) 1000 μg  (e) 0.1 μg

教學影片會介紹ppb的定義以及計算的應用，讓學生了解part per billion的英文字中的每一個字的解釋，1 μg = 10^-6 g & 1 kg = 10³ g的單位轉換，但不會直接給答案，讓學生自己找出答案。

試題一：Which of the following element put into a dice will call out any number you want?

(a) Mg  (b) Fe  (c) Pb  (d) Hg  (e) Si

教學影片會介紹魔術骰子的定義以及賭徒的應用，每一個骰子有6個面，理論上出現任何一個數字的機率是1/6，但化學家介入製作出來的骰子可以出現任何你想要的號碼，裡面有哪一個化學物質，同樣的不會直接給答案，讓學生自己找出答案。

透過遊戲式的分組合作討論，教師利用抽籤和搶答等加分模式，充分利用成績控制學生們的參與及合作機制。每一章結束後，學生必須上網參加平時考，每章15題單選題就是上課討論的題目，當天晚上12點前必須作答完畢，落實每位同學都已經學會該章所要傳達的關鍵知識。依據統計分析，研究結果顯示，「翻轉教室」確實比傳統教學的學習成效提升許多，學生滿意度也有相當高的肯定，尤其是女生進步幅度更大，可能是女學生們對分組討論和教學相長的「翻轉教室」模式更為適應。

圖三：學生同組間的互助討論

n  第25屆BCCE雙年會

下一屆化學教育家的天堂聖會—2018年7/29-8/2第25屆BCCE會議將在美國芝加哥附近的Notre Dame University舉行，希望所有化學教育的愛好者能夠都來參與，我保證每一個人都會收穫滿滿，擁有一次非常豐盛的國際化學教育旅程。