臺灣化學教育

2018國際化學教育研討會:化學知識饗宴：雪梨ICCE2018紀實

吉佛慈

國立臺灣師範大學附屬高級中學
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前言

對化學教師而言，IUPAC只是個在教授有機物命名單元時會提到的專有名詞；對過去的我而言，IUPAC只是個揭開渾屯迷霧、給定依循標準而將符號與命名統一的國際組織。身為第一線的中學化學教師，畢生工作就是致力於中學化學教育，但卻少有機會也少有時間參加化學教育研討會，更遑論出國參加國際化學教育研討會了。

若非親眼所見，若非親身參與，大概無法得知各國化學教育推動者投入多少時間與心力、積極貢獻個人專業與學術研究人力，委員會代表們宛如親人般融洽合作，也宛如戰友般彼此惕勵，全然將全球化學教育的推展與落實視為己任。過去我們往往在媒體驚爆食安、油安等化學相關議題之後，才會被問到︰你們學化學的人會不會因為太了解而造成甚麼都不敢吃、不敢碰?當初是甚麼情況下讓你們誤入化學領域﹖又是何來的勇氣選擇念化學系?

其實，生活中處處是化學，能讓學生對生活周遭事物產生興趣，進而吸引其探索微觀世界的奧秘與究竟，一直是我們身為化學教育工作者的小小確幸。以下將依序由IUPAC之重新認識、翩翩蝴蝶之台灣代表、Pop-up之樂在參與、Workshop之助理團隊、化學教具之創新點子、化學先鋒之國際網絡、歌劇之都的藝術美學、自然景觀之絕美體驗等八個面向，分享此次有幸參與第二十五屆IUPAC國際化學教育年會(ICCE
2018)之所見所聞，期盼能讓不克出席的教育界先進們，也能一窺此國際研討會的概略樣貌。

 IUPAC之重新認識

IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)是國際純化學和應用化學聯合會的英文簡稱，是一個代表各國化學家的國際聯盟。身為高中老師，對IUPAC的熟悉莫過於其制定有機物命名法則。而在研究IUPAC的組織及定位之後，才了解IUPAC是ISU(International Science Council，國際科學與社會科學聯盟)的成員之一，也就是IUPAC隸屬於世界最大的非政府組織及國際學術組織之一的ISU之下；而IUPAC之下則設有十一個委員會，化學教育委員會(Committee on Chemistry Education，簡稱CCE)便是其中之一，主要任務是負責配合世界各國教育發展來協調IUPAC的化學研究項目。

今年CCE會議是在7月9-10日於雪梨召開，個人非常榮幸得以觀察員身分參與會議，得知目前進行的研究專案包含STICE(Systems Thinking in Chemistry Education)、PTC(Periodic
Table Challenge)、CTI(The Chemistry Teacher International)、ICSU Gender Gap Project 等，會中由各專案負責委員依序報告研究項目執行現況，並由其他委員提供專業回饋及建議，此深度互動及高效率不禁令人感佩其對各專案研究所付出的心力與人力。

  

  圖一：CCE主席報告     圖二：CCE會議專注投入     圖三：CCE會議分組討論

 

翩翩蝴蝶之台灣代表

記得在CCE會議開始之前，會場充滿熱切的招呼聲、驚嘆聲與歡笑聲，明明代表們都來自不同國家，卻宛如閨蜜好友般擁抱高聲問候，令我深深感受到這群各國推選的化學翹楚們的低姿態與高親和力，而互動席間的我們臺灣代表，因著長髮末端繫有獨特的髮飾而成為委員們視覺上的焦點，是委員們口中的翩翩蝴蝶。

IUPAC(國際純化學和應用化學聯合會)CCE(教育委員會)臺灣代表是由臺灣化學教育先進組成的「中國化學會」理監事大會中選舉產生的。依據2017年第四次理監事會議公布的IUPAC各層級選舉與2018~2019國家代表之結果，由臺灣師範大學邱美虹教授獲選續任IUPAC最高執行委員會常務委員(Member of Bureau and Member of Executive Committee)以及當選教育委員會(CCE)國家代表。

在7/10-14的研討會期中，臺灣代表邱教授除了在幾個場次有精彩的論文發表外，同時利用空檔帶領我們幾位來自臺灣的教育夥伴共同拜訪澳洲雪梨大學STEM教師培訓的負責人Judy Anderson教授(Director of the STEM Teacher Enrichment Academy)，汲取其推動STEM教師的寶貴經驗並交換意見，而我有幸也在其中學習。

     

   圖四：邱代表參與CCE    圖五：邱代表參與ICCE  圖六：與澳洲STEM負責人合影

 

Pop-up之樂在參與

在國際研討會初試啼聲的我，就像劉姥姥進大觀園般，對每日同時段在五個會議室同時進行的各報告主題都極感興趣，巴不得自己有四個分身。本屆研討會除了有一般預期的正式論文、海報論文與工作坊之外，還有Oral Bites 及Pop-up口頭發表形式，而我參與的是海報論文和Pop-up發表。

本次在雪梨大學發表的海報論文主題是「透過串珠手做以模擬VSEPR」，此報告內容可說是106學年度本校高瞻化學教案的小型行動研究，包含教案設計、學生實作、討論、評量、回饋表及統計分析等；從搭配現行高三課綱的化學單元VSEPR，設計以雙珠(sp、sp³、d²sp³)、三珠(sp²)和雙珠&三珠(dsp³)為基本元件的表示方式。其中雙珠的原創者是來自本校高瞻計畫之子計畫主持人金必耀教授及左家靜教授的獨創想法，以串珠搭配彈性繩來完美呈現化學鍵引力及電子對斥力架構。

個人認為參與海報論文發表有許多好處，只要研究架構大致完整，大會審查員對申請者的論文摘要似乎是鼓勵性質較高，且布置完成的海報不但可依議程規定時程開放與會者參觀及作者現場解說，還可持續五天展示在海報區，不受議程安排的影響。不過，從臺灣攜帶海報通關及搭飛機非常不便，建議參加海報發表者可以將海報內容輸出到布條上較佳。

Pop-up口頭發表形式是一種很酷的方式，感覺像是在拍賣會推銷叫賣自己的產品一般，參與者須在限時一分鐘內凸顯自己研究的特色，進而吸引聽眾造訪海報區以深入介紹。

    

  圖七：海報論文1     圖八：海報論文2        圖九：Pop-up活動及發表

 

Workshop之助理團隊

化學教師初到一所大學，優先想造訪的地點當然是化學系館。創立於1850年的雪梨大學，是全澳洲、全大洋洲及全南半球的第一所大學，而於1956年完工的雪梨大學化學學院(School of Chemistry)，則是澳洲建築史上首座著名的帶幕牆建築之一；在1975年以酶的立體化學–催化反應相關研究而獲得諾貝爾化學獎的John Cornforth (Sir John Warcup Cornforth Jr.)，便是1938年在雪梨大學獲得一等榮譽和大學獎章的化學學院畢業生。

               

圖十：化學學院側拍         圖十一：化學學院正拍   圖十二：化學學院門口合影

進到學院內部，可以明顯感受到建築物的歷史。由於研討會的實驗工作坊地點位在五樓，因此順道參觀了實驗室及院內佈告欄展示資訊。比起臺灣的大學實驗室，化學學院的實驗室空間更大，單側整面玻璃幃幕採光奇佳，邊做實驗還可以邊欣賞校園景緻。

研討會期間共參與了三場實驗工作坊，印象最深刻的是大甲高中廖旭茂老師主講的電化學蝕刻與微型電池實驗，我和幾位同樣來自臺灣的老師們共同身兼體驗者與助教的角色，不知情的各國參與者於工作坊結束後還來向我們道謝，差點真以為廖老師帶著一群助教出國呢!

   

圖十三：化學學院1 圖十四：化學學院2       圖十五：工作坊1   圖十六：工作坊2

 

化學教具之創新點子

利用研討會換場的休息時間，除了茶敘放鬆之外，到參展商或贊助商的攤位逛逛，了解新開發的化學教具、教材或是電腦軟體，經由交換名片並與參展廠商的互動，可以相互激盪觸發許多的化學靈感。令我印象最深刻的包含︰可以輕鬆吸取並釋放定量黏稠性液體的移液管、可以精準量測溫度的金屬片、可運用磁性輕鬆組成或拆解分子結構的輕質塑膠零件組、以及在校內販賣部看到的一次性可拋式實驗衣等。

                                                                  

圖十七：移液管     圖十八：溫度計  圖十九：輕質塑膠零件組  圖二十：可拋式實驗衣

 

 

 

化學先鋒之國際網絡

從7月10日開幕典禮揭開研討會的序幕開始，我們就像是身處聯合國之中，周遭充滿化學界知名人士，很慶幸提前兩天到達參加CCE會議先認識了化學教育委員會的國家代表，而後在開幕酒會、論文發表及工作坊認識了來自香港、新加坡、日本等化學教育家，在自費晚宴上有一場輕鬆的交談及舞蹈聯誼，最後在閉幕典禮中大家相約兩年後南非開普敦再相見。在活動落幕時，心中雖不免惆悵，但想到認識了幾位活躍於國際舞台且學養兼具的臺灣教育夥伴及國際夥伴，就深覺不虛此行，也體認到自己的不足之處。

           

圖廿一：開幕大會         圖廿二：參與證書         圖廿三：自費晚宴

          

 圖廿四：閉幕大會        圖廿五：相約2020南非 圖廿六：與南非國家代表

 

 

歌劇之都之藝術美學

趁研討會開幕式前，搭乘中央線(Central Line)的雙層火車到達環形碼頭站(Circular Quay Station)，映入眼簾的是宛如明信片風景畫的兩大巨形地標—雪梨歌劇院（Sydney
Opera House）及雪梨港灣大橋（Sydney Harbour Bridge）。雪梨歌劇院是世界著名的表演藝術中心，更是澳洲著名的地標之一，從1959 年開始建造，到1973 年正式落成，於2007
年被聯合國教科文組織評為世界文化遺產；雪梨港灣大橋（Sydney Harbour Bridge）承載著鐵道、電車道、汽車道、自行車道、及行人道等，則於1932年正式通車，總長度為1,149 公尺，是全世界第五長的拱橋，且橋上最高點高於海平面134 公尺。

 

圖廿七：歌劇院1    圖廿八：歌劇院2    圖廿九：歌劇院前    圖三十：港灣大橋前

 

 

自然景觀之絕美體驗

說到雪梨最著名的自然景觀，當然非藍山國家公園莫屬了。澳洲政府為了鼓勵民眾出遊，每逢週日每人最高的地鐵費是2.5元，因此週日我所選擇的行程便是搭地鐵遊藍山。一早頂著冬陽從中央車站搭乘往藍山的地鐵，約莫兩個小時後再換搭公車，便抵達景觀世界(Scenic
World)。

藍山國家公園有遊客必體驗的四大路線，分別是Skyway、Railway、Cableway及Walkway，而這四條路線的規劃恰好是從景觀世界為中心點向外發散。Skyway是全澳洲海拔最高的纜車，可在270公尺的高空中俯瞰著名的三姊妹峰(the Three Sisters)，全程距離是720公尺；Railway是全世界最陡峭的森林火車，全程415公尺，傾斜角高達52度，乘坐向下俯衝的路線時像極了雲霄飛車；Cableway是穿梭於全澳洲最陡峭的岩壁間，一次可搭載多達84人的空中纜車；Walkway則是南半球最長的森林步道，全長2.4公里。這次購買了無限次乘坐套票，在攝氏零度氣溫下反覆體驗四大路線，至今仍感覺意猶未盡。

    

圖卅一：三姊妹峰  圖卅二：Railway   圖卅三：Cableway    圖卅四：Skyway

 結語

       兩年一度的「IUPAC國際化學教育年會（ICCE）」是匯集眾多國家的化學教育學者研究結晶的殿堂，藉由各國CCE國家代表及有興趣參與之化學教育學者共同投入，一同展開五天四夜分享、交流、觀摩與學習之旅。對於過去完全不知道有這個會議的我，以後將會開始關注這個有溫度、有熱情、與化學教育密切相關的國際研討會。

致謝

感謝行政院科技部「第三期高瞻計畫」(計畫編號︰MOST106-2514-S-788-001)，不但提供部分出國旅費補助，同時此高瞻課程海報論文內容中的串珠元素，也是筆者從高瞻子計畫主持人金必耀教授及左家靜教授分享之教師增能課程中，得知其以串珠表示化學鍵及電子對VSEPR架構的獨創想法。感謝高中化學學科中心對種子教師的培訓與支持，使筆者能從其他種子教師夥伴身上學到設計高中化學教案的技巧與積極分享的熱忱。感謝CCE臺灣代表邱美虹教授熱情引薦，使我能以觀察員的身分參與CCE委員會議及STEM會議。感謝邱美虹教授、周金城教授、蘇金豆教授、王瓊蘭老師及廖旭茂老師等在研討會中分享精彩的研究成果，不但讓臺灣在國際會議的能見度提高，也使我們這些參與者獲益良多。

 參考資料

1.      IUPAC，維基百科。https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%8B%E9%9A%9B%E7%B4%94%E5%8C%96%E5%AD%B8%E5%92%8C%E6%87%89%E7%94%A8%E5%8C%96%E5%AD%B8%E8%81%AF%E5%90%88%E6%9C%83

2.      John Cornforth (chemist)，維基百科。https://en.wikipedia.org/wiki/John_Cornforth

3.      科學online。高瞻自然科學教學平台。http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?s=?p=143&search_404=1

4.      金必耀、左家靜(2018)。奈米世界的構築藝術—化學鍵與硬殼球自由雲球模型。國立臺灣師大附中第三期高瞻計畫107/04/26教師增能培訓上課講義。http://igt.hs.ntnu.edu.tw/assets/attached/1164/original/0426%E6%95%99%E5%B8%AB%E5%A2%9E%E8%83%BD%E5%9F%B9%E8%A8%93-%E9%87%91%E5%BF%85%E8%80%80%E6%95%99%E6%8E%88%E8%AC%9B%E7%BE%A9.pdf?1493272866

5.      雪梨大學化學院，維基百科。https://en.wikipedia.org/wiki/University_of_Sydney_School_of_Chemistry

6.      雪梨大學教育與社工學院首頁。http://sydney.edu.au/education_social_work/about/staff/profiles/judy.anderson.php

7.      中國化學會首頁。http://chemistry.org.tw/about_meeting.php

8.      中國化學會2017年第四次理監事會議紀錄。http://chemistry.org.tw/meeting/106MEET4.pdf

9.      串珠分子模型的美妙世界http://thebeadedmolecules.blogspot.tw/

10.  澳洲雪梨兩大地標一網打盡(2016.4.25)。http://slowandtravel.com/?p=4118