臺灣化學教育

第三十三期主編的話

邱美虹

國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授
國際純粹化學與應用化學聯盟（IUPAC）執行委員會常務委員
中國化學會（臺灣）教育委員會主任委員
美國國家科學教學研究學會（NARST）前理事長
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        我常在想一個科學概念需要在課堂上教多久，才算是理想的教學? 最近有機會到美國密西根州立大學參訪兩週，有個機會到與Joe Krajcik教授合作的斯巴達高中去觀課，觀課的班級是由Art老師任教，他的教學目標主要是讓學生預測兩個溫度感測器(一個放在容器內的冰裡，一個放在容器上方的出口處)在冰塊加熱到沸騰時，溫度的變化曲線圖為何並說明為何如此預期。學生必須先畫下預測的兩條溫度線，然後利用Pasco的藍芽儀器進行實驗紀錄冰塊加熱變成氣體的溫度上升曲線，當實驗結束，學生必須針對預測曲線圖和真實曲線圖之間進行比較，並提出自己對實驗結果的觀點。這個實驗對這一群十年級的學生而言其實並不難，但是從開始繪圖學生就有許多討論了，究竟兩條線是要從原點開始畫呢?還是從縱軸上方的某處開始畫呢? 起點要相同嗎?縱軸和橫軸的單位應該是什麼呢?隨時間增加那兩條線的斜率要一樣嗎? 若不一樣，那該怎麼畫呢?每組學生都七嘴八舌地討論著，真有趣，要找個共識還真不容易。不僅如此，要如何將藍芽溫度計探針放在錐形瓶中、如何架裝置讓本生燈均勻加熱等等，看似相當簡單的實驗，卻可以看到學生專心投入探究實驗的沉浸學習，很讓人感動。單單這個實驗就是一個81分鐘的課程，若以效率和成效來看，這個活動或許看似是個沒有效率且過度簡單的實驗，但是若從培養學生探究與實作的角度來看，讓學生經歷這些實驗技能的運用與提供論證的歷程，慢慢自我建構，其學習的意義應該是迥然不同。我們願意讓學生如此探究嗎?我們願意等待嗎? 學習的價值觀究竟是什麼呢?這個以專題導向的學習(project-based learning, PBL)計畫是由密西根州立大學Joe Krajcik教授主持的計畫，許多密西根州底特律地區的高中和加州洛杉磯市的教師都參與的大型跨州的計畫，計畫目的是希望能透過實驗活動建立模型、評價模型再到修正成科學模型，將研究成果運用在實踐面，強化教師教學專業知能，影響所及令人佩服。臺灣也正在實施新課程，強調核心素養與能力的提升，我們期待教師的專業可以引領學生進行有意義的學習。

        本期專題是以七月在國立臺北教育大學舉辦的亞洲化學教育研討會為主，此活動由韓國、日本、和臺灣在2006年共同發起，至今已分別在三國辦理八次活動，參加的人由當初的18為代表到現在近百人的規模，實在不易。自2021年起將加入馬來西亞為主辦國，使主辦國由三國增加到四國，更加促進亞洲化學教育人的互動與分享。在這些年間亞洲各國化學家與化學教育家們也都建立起深厚的友誼，大家的共願就是讓學生喜歡化學、享受做實驗的樂趣、並能發展成具有化學素養的國民。此次專刊由大會主辦人周金城教授擔任特約主編，就其主辦的第八屆亞洲化學教育學術研討會做一回顧性報導。專刊文章有周教授的NICE活動特色介紹、林靜雯教授和李宜諺的論文發表情形速寫、廖旭茂老師和程慧文老師指導學生參加與擔任科學志工經驗分享、周金城教授和鍾曉蘭老師的中學參訪、何慧瑩教授針對籌備會議的經驗彙整與分享，為讀者勾露出大會的精采原貌。其中尤其是廖旭茂老師和程慧文老師一文中學生對於參加這次會議擔任實驗講員的心得與收穫，特別讓人感動，其中一位學生提到:「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。」我相信任何一位老師聽到來自於學生這樣的回饋，內心絕對是激動的，廖老師應該尤是。給孩子們舞台，他/她們會讓我們驚豔的!感謝所有教授、老師和學生的參與與支持，你們都是最優的化學大使，尤其是主辦人周金城教授的團隊，每位教授和學生都投入相當多的時間與精力在籌備與辦理活動上，尤其是周教授運籌帷幄，使大會得以圓滿落幕並完成一項成功的化學教育國民外交，恭喜周教授。除此之外，本期還有廖旭茂老師的平面微型電化學電池的設計與應用，和李啟讓老師等人的運用虛擬實驗討論教學策略在氣體定律探究與實作教學上，這兩篇內容都非常實用，值得作為探究與實作課程設計的參考。