臺灣化學教育

慶祝IUPAC100 & 2019國際週期表年在臺灣(IYPT in Taiwan)活動成果展示：
視障者點字週期表的製作與教學

楊水平

國立彰化師範大學化學系
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n  緣由

最近二十年來，遠哲基金會彰化辦公室在每年的寒暑假期間都會舉辦國小科學營（分為低年級、中年級和高年級）、國小聽障班科學營（分為低年級、中年級和高年級）、中小學視障班科學營（分為國小高年級、國中和高中）。作者幾乎每次營隊都受邀參與授課。針對中小學視障班科學營的授課，在教材開發方面，以視障生利用其優異的觸覺和聽覺設計可動手操作的化學實驗。

適逢今（2019）年為國際化學元素週期表年（International Year of Periodic Table of Chemical Elements, 簡稱為IYPT，國際週期表年），趁此國際大肆慶祝之際，作者設計一款名為「視障者點字元素週期表」（Braille-Based Periodic Table of Elements for Students with Visual Impairment），作為針對視障生授課化學的教材，在2019年暑假期間開設學習元素週期表的課程，其教學目標是讓視障生知道化學元素週期表的外觀模樣，進而認識週週期表的內容和特性。

為了使視障生有效地學習，作者規劃並準備含有金屬元素的28種日常生活物品、一張含有28種日常生活物品及其材質含有金屬元素的清單、以及五張A2大小的視障者點字週期表當作教具。來自臺灣各地的44位視障生參與這次學習元素週期表的活動，學生分為三班：國小高年級（國小班）、國中班和高中班，教學時間每班80分鐘。

n  上課講義編寫

一、   製作視障者點字週期表

對視障生的教學方面，作者體認到視障學生學習化學的環境不是十分友善，適合視障生的化學教材嚴重不足。身為化學教育工作者的一份子，責無旁貸地為他們盡一點心意。此次，製作視障者點字週期表的目的是為了讓視障生觸摸元素週期表的外觀模樣，進而有機會感受元素週期表的魅力。本週期表的設計是以國立彰化師範大學化學系設計的元素週期表為藍本且稍加修改，並印製在大海報上；使用透明自黏膠片以人工方式在其上點字，然後在元素的對應位置上黏貼已點字膠片。本週期表的點字係由國立彰化師範大學特殊教育系兩位學生製作完成，如圖一所示。

 

圖一：視障者點字元素週期表，大海報的完整週期表（上）和局部放大的元素資訊（下）

二、   撰寫上課講義

作者編製一份視障生學習的講義，名為「利用日常金屬物品學習元素週期表」，詳見內容請見附件一。此份上課講義分為兩種紙本：對全盲學生提供點字講義，而對弱視學生提供放大字體的講義。以下簡述這份講義如下：

（一）前言

1869年3月6日，門得列夫（Dmitri Ivanovich Mendeleev, 1834 – 1907）向俄羅斯化學學會正式發表題為〝元素原子重量性質之間的依賴性〞的文章之後，化學開啟嶄新的一頁。回顧化學150年的進展，門得列夫創建的元素週期表對化學的推進貢獻非常甚大，對科學發展的影響也極為深遠，可謂進展神速，一日千里。在門得列夫制訂元素週期表的當時，已知元素只有63種，目前科學家已經發現有118種元素，剛好填滿元素週期表的七個週期。

聯合國文教委員會（United Nations Educational, Scientific and Cultural, UNESCO）制訂2019年為國際化學元素週期表年。在世界各地大肆慶祝2019國際化學元素週期表年之際，我們也趁這個機會，利用日常金屬物品來學習元素週期表。目前，你總共認識幾種化學元素？你認識哪些金屬元素？你認識哪些非金屬元素？

（二）材料和教具

提供含有金屬的日常生活物品28項（1-五元和十元硬幣、2-一元和五十元硬幣、3-迴紋針、4-釘書針、5-鋁尺（或鋁線）、6-長尾夾（彈簧片）、7-馬蹄磁鐵、8-強力磁鐵、9-碳鋅乾電池、10-鋰離子電池、11-白熾燈泡、12-漆包線、13-電線、14-保險絲、15-銲錫、16-鐵釘（外表銀白）、17-鐵釘（外表灰暗）、18-鐵線（外表銀白）、19-白鐵線（外表亮白）、20-鋼絲絨、21-平面鏡（隨身鏡）、22-鐵罐、23-鋁罐、24-不鏽鋼湯匙、25-鋁箔、26-銀箔、27-金箔、28-仙女棒） 1盒／組、大張元素週期表（A1大小） 1張／班、小張元素週期表（A4或A3大小） 1張／組。

（三）教師授課和學生活動

這方面有：「教師授課：介紹元素週期表」；「學生活動一：認識日常金屬物品的金屬成分與週期表的關連」；以及「學生活動二：結合日常金屬用品到元素週期表的問題」。

在「教師授課」方面，包含(1)教師發給各組一張視障者點字週期表；(2)教師介紹元素週期表中原子序、族和週期的定義；(3)教師介紹元素週期表中金屬和非金屬的元素並且這些元素位於週期表的何處；以及(4)教師介紹元素週期表中在常溫常壓下，固體、液體和氣體的元素並且這些元素位於週期表的何處。

在「學生活動一」方面，包含(1)每一組取得一個小型置物箱，含有日常金屬物品28種物件；(2)每一位學生逐項地察看或閱讀講義上的「表二：日常金屬物品及其材質含金屬成分表」；(3)每組學生依標號取出日常金屬物品，並認識每一種日常金屬物品所含金屬成分；(4)學生根據表二內日常金屬物品的材質含有的金屬成分，指出週期表的特定元素的位置，並說出該金屬元素位在哪一族和哪一週期？

在「學生活動二」方面，包含(1)教師發下評量的問題，含有14題單一選項或多個選項的選擇題以及1題兩個空格的填充題；(2)教師從日常金屬元素材料盒中，取出一項或多項日常金屬物品，請學生在不查看表二的情況下，回答有關日常金屬物品所含成分的問題（第1-5題）；以及(3)請學生根據視障者點字週期表，回答有關日常金屬用品成分與元素週期表關連的問題（第6-15題）。

n  現場教學活動照片

在2019年暑假期間，利用視障者點字週期表和28種日常生活金屬物品的教學現場活動照片，如圖二所示。

 

 

圖二：2019年暑假期間視障班教學現場照片，身穿青色衣服者為對輔人員。

n  學生回答問題統計

一、   學生基本資料

參與上課的三班視障班學生基本資料如表一所示。

表一：參與上課的三班視障班學生基本資料

在參與人數方面，國小高年級班（國小班）有15人、國中班有14人和高中班有15人，合計44人。在學習階段方面，以國小升上5和6年級為主、國中升上二年級以及高中升上二年級居多。在性別方面，男性人數稍多於女性。

二、   知道元素週期表

簡單地調查參與視障生是否曾經看過或聽過化學元素週期表、以及是否知道今年被聯合國制訂為國際化學元素週期表年（IYPT），統計結果如表二所示。

表二：知道元素週期表和IYPT的調查

在「看過或聽過化學元素週期表」方面，高中生多於國中生，國中生多於國小高年級生。在「知道今年為國際元素週期表年」方面，國小生多於國中生和高中生。

三、   日常物品金屬元素和週期表的問題

在週期表的教學後，教師發下「日常生活物品與週期表中金屬元素的問題」，回答問題時視障生可觸摸視障者點字週期表，但是不允許查看表二的日常生活物品金屬及其材質成分。在填寫答案後，教師收齊評量問題單，以隨機方式發下給同學批改，若某位學生拿到自己或同組同學的填答單，則與其他組的同學互換。接著，教師逐題地以口頭公布答案，對全盲學生隊輔協助批改答案，而對弱視學生則可批改他人的答案，計算答對率並給予評定等級。在批閱完畢後，發給原來作答試卷的同學。若答對11-15題（優良），給予一張L夾元素週期表作為獎勵之用。

「日常生活物品與週期表中金屬元素的問題」計有15題，其題意的描述詳見附錄二。這15題中前五題（第1-5題）為日常生活物品含有金屬成分的問題，但不涉及元素週期表，學生填答結果如表三所示；後十題（第6-15題）為日常生活物品含金屬元素與週期表相關連的問題，且涉及元素週期表的位置以及族、週期和原子序，學生填答結果如表四所示。兩表格內的數字為人數，刮號內為百分比（%），粗體數字為正確答案。

表三：三班視障生回答「日常生活物品含有金屬成分」選項的人數和百分比

大部分視障生對於「鋁箔」、「五元硬幣」、「十元硬幣」，「釘書針」、「馬蹄磁鐵」、「強力磁鐵」、「保險絲」和「銲錫」這些物品含有金屬元素的成分有很高的答對率，幾乎超過60%，有些接近100%。惟國小班視障生對於「保險絲」和「銲錫」這些物品含有的金屬元素成分有較低的答對率，在33-47%之間。大致而言，視障生高中生的答對率高於國中生，國中生的答對率高於國小生。

表四：三班視障生回答「日常生活物品含金屬元素與週期表位置關連」選項的人數和百分比

對於日常生活物品含有的金屬元素，大部分的國中班和高中班視障生知道「鋁罐」、「白熾燈泡」、「鐵線」、「白鐵線，「不鏽鋼湯匙」和「平面鏡」這些生活物品含有的金屬元素成分而且知道這些金屬元素位於元素週期表的何處（週期表的左邊、中間和右邊，以及族和週期）有很高的答對率，幾乎超過70%，有些高達90-100%。惟有些國小班視障生知道這些生活物品的金屬元素成分有較低的答對率，在33-47%之間。大致而言，高中班視障生的答對率高於國中生，國中班的答對率高於國小班。

表五：三班視障生回答「生活物品含金屬元素與週期表原子序關連」選項的人數和百分比

對於週期表上的金屬元素或日常生活物品含有金屬元素，大部分的高中班視障生知道那些生活物品含有「銅」和「鋅」的金屬元素成分而且知道這些金屬元素的原仔序大小有很高的答對率，幾乎超過80%，有些高達90-100%。惟有些國小班和國中班視障生知道這些生活物品與原子序大小的關連有較低的答對率，在33-57%之間。大致而言，視障生高中生的答對率高於國中生，國中生的答對率高於國小生。

對於日常生活物品含有金屬元素的成分，大部分的高中班視障生知道那些生活物品「鋁箔」、「銀箔」、「金箔」、「強力磁鐵」和「不鏽鋼湯匙」含有金屬元素成分而且知道這些金屬元素的原子序的大小有很高的答對率，幾乎超過80%，有些高達90-100%。惟有些國小班和國中班視障生知道這些生活物品與原子序的關連有較低的答對率，在33-53%之間。大致而言，高中班視障生的答對率高於國中班和國小班。

n  結語

很榮幸有機會在2019年慶祝國際元素週期表年之際，製作視障者點字週期表並且利用28項日常生活物品，進行三班視障班的教學，以慶祝IYPT 2019。從教學現場來觀察，視障生對於元素週期表的學習態度不亞於一般學生，而且國小班、國中班和高中班視障生的對於週期表的學習成效也比授課者的預期還佳。再者，製作視障者點字週期表的目標，讓視障生知道化學元素週期表的外觀模樣，進而認識週週期表的內容，也已經在視障者認真地學習過程中達成。

n  致謝

視障者點字週期表得以完成製作並在視障班進行現場教學，感謝國立彰化師範大學化學系提供化學元素週期表的設計原稿作為製作這週期表的藍本，感謝國立彰化師範大學特殊教育系學生張玉欣和陳鈺頻同學精心製作點字，以及感謝遠哲科學基金會彰化辦公室提供教學的機會。

n  附錄

【以下續接附錄】