臺灣化學教育

第八屆年亞洲化學教育國際研討會指導學生參加與擔任科學志工心得分享

廖旭茂^{1, 2,} *、程慧文¹

¹台中市立大甲高級中等學校
²教育部高中化學學科中心
*nacl880626@hotmail.com

 

n  前言

NICE結束了，回到學校，這群學生被學校安排在朝會時分享參與國際科學志工的心得，看著一張張流轉的照片，心情不自覺的翻騰起來……故事就從九個月前金城教授拜訪學校後，開始了這場驚奇之旅。指導高中學生在國際研討會的場合上擔任年輕化學大使，分享創新實驗，是一項全新的挑戰與經驗；從動心起念、提議、溝通、協調、布局、設計、籌畫、教育訓練、練兵、上場、到最後的感動，能帶領這一批學生參與整個亞洲化學教育研討會，歷程甚是漫長又精采；心境的跌宕起伏，更是筆墨難以形容的(下圖為NICE活動的開幕式合照)。

圖1：NICE研討會的開幕式合照

回顧臉書，我曾寫下了這些文字，當時的文字真實的傳遞了當時的直接感受！

NICEAGAIN-完攻、完工！

 

NICE重頭戲結束了，回飯店漱洗完畢，一個人在街頭看到了虱目魚粥的招牌，立馬進去，點了一碗虱目魚肚粥，妄想在熙來攘往的城市裡找到故鄉的滋味⋯⋯

  為什麼那麼忙，兩天裡個人工作坊與學生闖關活動所呈現的創意、細膩的實驗內容可以說明一切；美國、日本、韓國、中國、馬來西亞與菲律賓等參與者們驚訝、驚喜的讚嘆，對大家的「用心」做了最佳的佐證，記得出發前跟學生勉勵的：「今天沒有其他團，只有甲中團，此刻你所代表的是甲中(大甲高中)，也是台灣。國外與會者會透過你們的表現來評論台灣的水準，要把最好的表現出來，贏得外人對我們的敬重……學生們聽進去了，也辦到了，沒有辜負我茂茂老師與信任我的周金城教授、邱美虹教授所搭建的舞台！茂茂感到無比的榮幸！

  當然學科中心夥伴的支援與鼓舞給了很多力量，他們當中很多都是犧牲假期、自掏腰包、不遠千里迢迢前來相挺的，我誠摯的感謝她們綿延又澎湃的友情！謝謝甲中學校裡，好同事物力、人力的全力支持；謝謝家裡的老婆大人…只靠一個人想完工是真的沒辦法的！想把一件事情做好的意志，讓所有有形無形的資源到位，讓一切趨於圓滿！

  最後美虹教授的叮嚀，有點重量的壓在肩上，不過創意難教，每個世代也都有格自的特色與優點，或許只要立下了好的榜樣，優雅身影會引領著下個世代踏出屬於自己的華麗舞步…..

  下個完工亮點在哪？其實我也不知道，我只知道不是當下，當下茫茫，需要很多很多的休息…………

n  上場之前…..

這次參與科學志工大都是在高二修過與東海大學合開的「探索化學」選修課的學生，這個班學生都有比較多的實作經驗；調查後有15個同學願意到台北參加活動，但活動期間適逢學校第一次升高三學測模擬考，這對學生而言有著蠻大的心理壓力，對帶隊老師而言更是一種意志試煉，加上食衣住行各方面上有太多不確定的因素，撐住壓力，聚焦解決各種問題成了首務。還好在金城教授的協助下，確認學生在活動期間可以住宿國北教大的優質宿舍，讓老師們先鬆了一大口氣。

接下來是決定演示分享的化學實驗闖關活動，實驗最重要的是場地，考慮擺攤的地點在活動中心的場地後，經不斷的沙盤推演最後確認四個實驗活動關卡以及一個官能基爬爬樂桌遊關，每個關卡有三位同學擔任關主；實驗的內容都是微型實驗，不需要使用大量用水所以適合在大禮堂進行，而且大多是我最近開發的實驗內容，是偏向微型化綠色化學的實驗設計內容，近幾年也在國際上風行，展示的過程贏得相當多的讚許，印證了「綠色」當道的氛圍。本活動為了吸引來賓來參與而設計了闖關卡，所有人只要過一個關即可蓋章，集滿五個章，即可獲得本校自行開發的桌遊組，下圖為闖關卡設計圖。

圖2：上圖為闖關卡正面，闖關章蓋在容器空白處（本圖由本校黃維靜老師設計）。

n  學生國際交流活動的初試啼聲

在7月29日來臨之前，學校接待了一個越南的交流團，來賓是胡志明市教育大學的師培生，為了讓志工學生們有實際交流的機會，雖然很倉促，不過還是很勇敢的接下這個案子，安排了一場科學闖關的體驗活動，並要求他們一定用英文與對方交流，畢竟月底的活動關係到的不只是個人榮譽，而學生對伸出觸角對外交流展現出異常的熱情，從歡迎會的起手式，到講解科學原理時的賣力演出，最後開心的合照，活動的安排據暨南大學教授轉述，頗獲稱許。會後學生深受鼓舞，各組相互討論的機會增加，該說的、沒說清楚的、有瑕疵的，都主動要跟老師約時間再練習，學生自我要求度明顯提升。下圖為體驗交流活動時的照片。

圖3：台越交流科學闖關活動組圖

 

n  關卡介紹

上次交流練兵之後，修改部分內容與流程，NICE的關卡內容分述如下：

一、微型離心管中合成奈米磁顆粒

第一關是奈米磁流體關，英名為“Synthesis of magnetic nanoparticles in microcentrifuge tubes”，主要任務是教導闖關者在離心管中合成奈米磁顆粒，合成的磁顆粒在磁鐵的吸引下，如果有明顯的突出峰就算成功；因為反應物的使用量僅滴數，產物四氧化三鐵磁顆粒的共沉澱實驗在離心管狹長的空間中進行，混合的均勻度與否，讓這樣的實驗存在一些不確定的因素，學生必須事先經過不斷的練習，並考慮各種可能的變因，難度不低。闖關的部分學生設計了「搶救喜羊羊」大作戰的趣味活動，在規定時間內利用磁鐵釣竿釣起本實驗的反應物或產物，即闖關成功，下圖是奈米磁關的實作過程照片。

圖4：圖左為奈米磁顆粒靠近磁鐵時產生的變化，圖右為設計的闖關遊戲

二、利用鈷氯錯合平衡製作感溫變色棒

第二關是感溫棒的製作，英名為“Making thermochromic tube via the cobalt chloride equilibrim”，主要的任務是利用氯化亞鈷與氯化鈣兩種溶液，調配出不同顏色的溶液，藉此探討濃度對平衡移動的影響；並利用配置的溶液，注入細玻璃管，製作感溫棒，完成的感溫棒可置入冰、熱水中，觀察顏色的變化，藉此探討溫度對平衡移動的影響。下圖是感溫棒關的實作過程圖。

圖5：感溫棒的製作與測試的過程

 

三、利用微型電池探索電化學原理

第三關是微型電池關，英名為”Exploring the principle of electrochemistry via micro-electrochemical cell“，主要的任務是讓來賓們利用學校開發的微型電化學電池模組，來量測不同金屬電極組合的電位差；嘗試由關主提供的電極材料，組合出兩組高效能的電池，並點亮LED燈，即算闖關成功。此微型教具是剛研發改良，詳細的製作與教學應用可參考本期2019年九月份刊出的文章：平面型電化學電池的設計與應用。下圖為微型電池關的實作過程。

圖6：圖左為濾紙鹽橋上添加硫酸銅溶液，圖右為串聯兩組電池點亮LED燈的過程

四、綠色蝕刻鑰匙圈製作

第四關為綠色蝕刻關，英名為”Making the key ring via green etching“，主要的任務是引導來賓體驗本校開發的綠色電化學蝕刻教具，不使用強酸的情況下，在一塊方形的黃銅板上，藉由直流電與鹽水，蝕刻出此次活動的LOGO文字，並製作成鑰匙圈，鑰匙圈很有紀念價值，頗受來賓喜愛，相關類似的製作的原理與方法可參考台灣化學教育網站文章¹。下圖為綠色電化學蝕刻關的實作過程。

圖7：圖左電化學蝕刻的過程，圖右為鑰匙圈的完成圖

五、官能基爬爬樂桌遊

第五關為官能基爬爬挑戰關，英名為”Functional Group PaPaGo Board Game“，主要的任務是引導來賓先認識分子撲克牌的設計原則與使用規則，再配合Functional Group PaPaGo桌遊布進行遊戲闖關，最先到達終點者得勝，此桌遊是本校開發用來學習有機化合物，認識分子2D、3D結構的創新教具。關於如何設計與使用可參考科學研習月刊上發表的文章²。新改版的官能基爬爬樂桌遊如下圖所示。

圖8：新版的官能基爬爬樂桌遊

n  活動開麥啦

緊張興奮的時刻終於來了，因為器材繁多，長途奔波不便，阿茂老師前一天自行開車將闖關活動實驗器材、海報以及辦理工作坊所需的材料載到會場安置，做好準備工作。同學則於隔天一早六點由慧文老師帶領搭乘學校租賃的中巴一起前往台北教育大學。

一、闖關活動：

學生們一大早六點集合，由大甲出發，約八點多到達國立台北教育大學會場，同學帶著惺忪的睡臉將行李搬下車，在門口碰巧看到大會的大型看板，在老師的邀請下，開心的在看板前留影，隨即小跑步前往自然系系辦放置行李，接著將各組的實驗器材搬往活動中心，並完成辦到手續後，最後趕忙前往會場參加大會九點整的開幕式。下圖為活動前合影

圖9：活動前匆忙的合影

為不影響正常議程，闖關活動的時程安排在第一天與第二天中午的12點到下午2點，開幕式後同學轉戰大禮堂開始布置，將實驗活動的器材擺置好，接著先提早用午餐，並稍作休息。很快的上午的兩場大會專題演講結束，與會者們陸續返回大禮堂用午餐，學生志工們隨即上場。下圖為各關闖關活動過程。

圖10：各組闖關活動

為激勵同學的使命感與自我要求，行前做了一些心理建設，同學們知道自己代表的不只是大甲高中，自己是台灣唯一上場的科學志工團隊，自己在2天裡將擔任台灣化學大使，向國際友人傳遞，並呈現化學教育方面的實驗創新成果；為鼓勵同學能夠放開心胸，勇於跟來賓互動，我設計了小組間的競賽活動，各組可以主動跟來賓合照、要簽名以及交換名片，但不可勉強來賓，最後按簽名與合拍數量來決定勝負，贏的組別可以獲得老師的神秘禮物。正式上場時，學生剛開始有點緊張，熱身後隨即大展開，努力地扮演自己好化學大使的角色。下圖為各關闖關活動與來賓開心的合照。

圖11闖關活動合影

活動中心下午三點後都是作為海報展會場，所以研討會的人潮湧向會場，7月29日~30日原本兩點結束的活動延續舉行，一直到四點半才結束。

二、晚宴活動

第一天活動後學生的晚餐，原本沒有幫學生報名繳費大會晚宴，但在金城教授的安排下，免費讓志工同學跟所有的與會學者們一起到海霸王餐廳參加晚宴，為了答謝金城教授的好意，活動前學生除練習實驗操作、口語講解外還一起排練了一首歌-The thousand years。參加晚宴的學者們來自四面八方，除了有經常參加的NICE研討會的熟悉面孔外，此次更多了許多第一次參與來自東南亞、南非、美國的學者、老師，雖然彼此間並不熟悉，當晚宴開始時，學生被主持人要求上台熱場，學生在老師要求下，有點靦腆的上場（其實他們有很多隱藏版的歌王、歌后，恨不得掌控麥克風，SOLO歡唱）。學生一上場隨即炒熱現場，同學很主動的把新認識日本的帥哥Yamakawa Haruki帶上台合唱，年輕學子悠揚的歌聲帶給現場的是無敵的青春活力，縮短了人與人之間的距離，也解除了對外在陌生世界人我的武裝，我的血液瞬間熱了起來…

圖12晚宴上的大合唱

第二天的闖關活動在經過晚宴活動的宣傳後，更加熱絡，志工們更加忙碌；海報展活動結束，所有學者參加了閉幕式，為了善後，同學們則是忙著整理實驗器材而未參加閉幕式。第三天是高中參訪活動，學生分別參觀了科教館展出的元素週期表特展，此特展是由臺灣師範大學科教所邱美虹教授策畫，讓學生們大開眼界；十點半後到下午四點則是參觀台北市新北高中，並參加由鍾曉蘭博士所舉辦的美容品DIY活動，以及學生海報展，DIY活動由慧文老師當任翻譯工作，教導各國的學者、老師、學生一起DIY，活動在輕鬆的氣氛下結束；頒完海報獎後，大夥一起行動搭車班鮮少的海線自強號回到大甲，結束三天精彩的活動。

n  學生心得

活動結束，要求學生趁記憶猶新寫心得報告，用心得報告換大會頒贈的志工證明書，茲將學生的心的簡述如下：

昀柔：在這兩天的闖關活動中，聽到最開心的一句話莫過於「你是位好老師！」聽到這句話十分感動，我們的努力別人看到了….當然這一切都是茂茂老師的功勞，沒有您活動也不會這麼成功，聽別組說有些教授想要您的名片勝過遊戲，闖五關只為了您的名片。謝謝邀請我參加的好友們，讓我的高中生涯不留下遺憾。

芷彤：在這次的活動中，我很清楚的感覺到自己與其他人的差距。無論是同樣參加活動的學生，還是志工同學，在面對國外的嘉賓對答如流，精確的做出示範，同時加以註解。而參加海報展的同學更加厲害，除了純英文的海報外，還得面對各國教授的提問。這樣的場面，或許是不夠熟練，常常忘詞，甚至不知如何回答外國老師的提問，說來有點丟臉。在即將到來的高三，及未來的日子中，我會努力充實自己，增強自己的實力，以面對未來的任何挑戰。

光哲：即使當天成功率大約一半一半，但我覺得關主與闖關者們都度過了美好的時光。在那二天，我看到了因成功而欣喜的表情，好似發現新大陸般興奮的表情，看到因失敗而有點小落寞。其中有位教授，我特別有印象，因為他連續兩天都有來，因為第一天的不成功，所以他再來挑戰一次，我十分佩服這種不服輸的精神。看著一雙雙熾熱的眼神，眼裡散發著熱情。即使眼前的他看來是四、五十歲，但給我的氣息，活力卻跟一位一二十歲年輕人一樣，可能這就是他們對化學的熱忱吧！一路走來，我十分感謝這些老師同學，我們相互幫忙，運用各自的長處完成這樣艱難的任務，不僅顧好各自組別，還會一起幫忙其他組。還有當初邀請我的同學，謝謝他們讓我有機會參加這活動。縱使耗費掉許多玩樂、讀書、社團甚至是模擬考的時間，但我覺得一切都值得了。

育暄：透過參加化學營這個機會，讓我體驗到了不一樣的經驗。在這三天的過程中，不僅僅認識到其他國家的朋友、教授、老師，也讓我有了更大的動力及憧憬了吧！因為看著其他地方的朋友有這些傑出的表現，讓自己對自己的現狀有了更大的期許，期許自己有朝一日也能在自己喜愛的事物上有所成就。其中更加體會到國際語言的重要性了，雖然說很多時候能用肢體語言來表達，可倘若能直接明瞭的說出口來還是比較方便的，所以英文很重要，能說，會聽更重要。很感謝這次的活動讓我有了個難忘的回憶，交到一個可愛的日本朋友；感謝茂茂老師這段日子的細心指導與付出，也感謝夥伴們的互助，大家都辛苦了！

宗諺：從第一次做奈米磁顆粒的失敗，到在NICE上的成功，這中間經過了許多的挫折，像溶液比例到底要是1:2還是3:5？廢液倒得乾不乾淨？磁力突出峰的明不明顯？我們不斷的利用課餘時間不斷的做實驗、測試條件。這三天，我看到了來自日本,韓國甚至還有越南和南非的教授和各國的學生來參加這場化學盛會，精彩的國際化學海報展覽、各場教授的華麗演講。更讓我發現到這世界上也有許多跟我們一樣年紀的人正在為自己的人生奮鬥；因為NICE我有了更廣擴的視野，因為NICE我得到了很多知識，因為NICE我成長了。

宜柔：非常榮幸能參與第八屆亞洲化學教育研討會，感謝主辦單位能給我們擺攤布置活動的機會，在這場活動中，接待了許多來自不同國家的教授、學生，這既能增加我與外國人士交流的機會，也能更了解其他國家對於化學的看法及不同的理解方式，拓展自己對於這個世界的視野。因為這個活動，我們必須分組共同布置不同的遊戲，最能感受到的就是大家的合作精神，以及不分你我他的一家人關係，大家都抱持著有難同當，有福同享的態度，互相扶持，當然最偉大最辛苦的還是我們的茂茂老師，指揮我們每一項步驟順序，替我們準備好所有的材料，在準備前往台北時，還不忘時時的提醒我們，要把我們最好、最棒、最完美的那一面表現出來，不能讓這幾個月下來的熱身準備付諸東流，我們代表的不只是大甲高中，還是台灣！並鼓勵我們，放輕鬆，其實這個活動並沒有想像中的那麼令人緊張，要帶著謹慎及愉快的心情去接待每一位參加者。

翊菲：我覺得這大概是我這輩子高中生涯裡最值得紀念也最有意義的一次活動了。活動過程中，我學得了好多新的東西，也認識了來自越南及日本的朋友；活動期間許多人對我們這組做的感溫棒很感興趣，有來自日本的兩個姐姐看到氯化亞鈷變色驚呼了一聲すごい
((;ﾟДﾟ))，還有來自日本的老師告訴我，她要學起來然後回去教他的學生。謝謝茂茂老師及主辦單位讓我有機會參加到這麼好的活動。

靜如：我負責是官能基爬爬樂關，經過這次的活動，我收獲良多；除了和日本小帥哥交朋友之外，也和許多不同國家的人進行交流。此次的活動也讓我的英文口說有明顯的進步。很高興可以和大家一起參加這個活動，也很開心可以和大家一起留下這美好的記，也希望我們以後還有機會參加。Thank you for the memories that we created together in these three days. Hope to see you again in the future.

淳煜：在這次擺攤活動中，其實比我原本想像中的還要得到很多東西。其中最珍貴的是和許許多多的國內、國外老師以及教授們聊天、交流。像是國外教授，你可能就會了解自己的表達能力的侷限，在聽不懂得情況下該如何想辦法解決。面對國內的老師，那就是你的表達條列要清楚，其中會產生很多想法上的碰撞，比如選用新的材料，或是實驗方式的改善。真的很開心有這樣一個機會，可以參與這個活動。

可妮：我們是微型電化電池關，為了能讓所有的來賓都能體驗這項活動，我們都花上好幾天的時間裁切足量的金屬片與材料，並磨平利邊。過程中與夥伴一起早起，一起努力，一起做實驗，一起互相加油，珍貴情誼是過程中最大的收獲之一。有非常多來自國外的學者來參與這個活動，很開心能跟他們互動、交流，引導他們完成實驗任務，當看到他們利用電化電池點亮LED燈時露出的笑容，內心有滿滿的成就感。

n   結語

持續對外交流，努力跟全世界交朋友是台灣該走的路。

這幾年台灣在改變，各階層的高中向外交流的機會激增，往往造成學校行政一定程度的負擔，但想想如果可以讓孩子多一些舞台，多一些接觸外界的機會，這些辛苦似乎是值得。本次在亞洲化學研討會上的科學闖關活動，感謝金城教授與美虹教授的支持與協助，讓鄉下的孩子有機會接觸到外界，並提升看世界的視野，從中汲取他人的新觀念、新作為；感謝蕭校長與怡君主任全力的支援，讓志工服務工作圓滿成功；最後感謝化學科夥伴，無怨無悔指導同學。科學推廣志工雖說只是一小步，但如果能成功地擔任年輕的化學大使，讓國外的學者、專家驚艷、叫好，不啻讓台灣化學教育的聲望往前邁了一大步。

志工們，老師以你們的表現為榮。

n  參考文獻

1.      廖旭茂、黃維靜(2016)，化學學習新體驗：3D 分子博覽會。科學研習月刊，55(7)，36-44。網址：https://www.ntsec.gov.tw/FileAtt.ashx?id=3084。

2.      廖旭茂、黃維靜，行動電化學蝕刻─印台和金屬書籤的製作。台灣化學教育期刊。2014（7），期2。http://chemed.chemistry.org.tw/?p=2174。