臺灣化學教育

第三十七期 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）理事長（2016-2017）
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十二年國民基本教育自然領域課程綱要中強調自然科學的學習，應以學科核心概念、跨學科之間的概念的獲得與應用，以及探究與實作能力的提升為目標。而其中探究取向的教學並提供學生發現問題、設計實驗、資料收集與分析的動手做實驗的新課程，更是此次課程綱要的重要一環。為培養學生探究與實作能力，學校如雨後春筍般的蓬勃發展課程，為自然課程帶來新的學習氛圍。然而受限於有限的教學時間、實驗資源的匱乏、準備時間之不足或是實驗的危險性等等，有時實驗活動無法由學生親自操作時，示範實驗便是一個非常有效的教學策略，可以讓學生透過預測、觀察、解釋、比較、推論的高層次思考活動，了解科學現象發生的原理。若是教師再搭配適當的提問與追問，示範實驗可以發展與強化學生創造想像與高層次思維以及探究之能力。

本期特別邀請彰化師範大學化學系也是本期刊前副主編楊水平教授擔任專刊特約主編，由其規劃《中學化學示範》並邀請多位作者針對示範教學進行示範實驗教材與延伸探究教材設計。其中，北一女中化學科周芳妃老師等長期致力於推動校園中的綠色化學，此次介紹有關硫酸銅與其他三種試劑反應的示範實驗和實作活動，出現銅離子與亞銅離子錯合物混合後的顏色變化與產物的不同，此活動可透過提問和追問讓學生進行比較，並以實驗結果進行推論。國立臺灣師範大學附屬高級中學吉佛慈老師的「葉肉消蝕術」，活動以葉片和燒鹼溶液、肥皂水、漂白水共熱，以統整地科、生物和化學的學習為主，並延伸為與工程和科技結合，符合12年國民教育中學科間橫向連結的學習目標。新北市立光復高級中學李俊穎老師的15分鐘的演示自製簡易蒸餾裝置，雖然是簡易實驗，但製作過程中對操作技能的要求也不馬虎。我曾於2011年去衣索比亞辦理化學教師工作坊，當時就有幾位老師展示蒸餾裝置，在資源有限的條件下，窮則變，變則通，創意無限，自製出令人驚艷的蒸餾裝置，令人佩服。國立交通大學應用化學系張佳智教授等的高分子塑型的教師示範後仍提供學生實作，知行合一，其中玻璃態的概念也拓展讀者對溫度是影響分子運動的主要原因有進一步的理解。彭郁惠和楊水平教授等人的濾紙色層分析從示範教學、影片觀賞、教室活動、到評量單的設計和廢棄物的處理，可以發現示範教學的多元性，是個有趣且完整的教材。蔡欣展老師和楊水平教授等人針對熟悉的氯化亞鈷的可逆反應和化學平衡，進行示範實驗的設計，以創造歧異事件為示範的起點，透過介紹面向、演示面向及結論面向的過程深入探討濃度和溫度對可逆反應和化學平衡的影響，跳脫既有且熟悉的實驗，讓中學的學習可以螺旋式和學生為中心的學習瞭解化學平衡的移動和勒沙特列原理。施麗姍和楊水平教授等人的氣體三大定律一文，利用家用物品和廢棄物設計簡易的定性示範實驗，以符合十二年國教自然科學領剛高中學習階段的學習內容說明提到「理想氣體三大定律：波以耳定律、查理定律及亞佛加厥定律，不涉及複雜計算。」，提供給高中化學科教師教學的參考。

此外，常態性文章包括國立臺北教育大學周金城教授的鋁元素的兩個趣味實驗，鋁是地殼含量中排序第三的元素，僅次於氧與矽。其所設計的實驗以簡單的材料–備長炭，組裝成讓小馬達風扇運轉的電池。長期投入化學實驗研發的大甲高中廖旭茂老師延續前一期的內容以智慧型手機結合App來偵測並紀錄不同條件下，溶液顏色變化時RGB色碼值的變化，取代市售昂貴的分光光度計，兼具定性觀察、紀錄與定量的分析，適合進行彈性課程、多元選修或必修化學單元活動。陳映辛老師、林亭佑、江承翰與時下新冠病毒的社會性科學議題結合，介紹常用消毒液，從實用的角度比較漂白水、乾洗手、次氯酸等的效用異同，並評析各種溶液的優缺點和適用的條件，在實作過程中，學生可以更加瞭解在這段疫情期間化學知識的認識可以提升對自我健康的維護。彰化高中劉曉倩老師以社會性科學議題-COVID-19為主題進行市售漂白水及次氯酸水的酸鹼度測定及有效氯濃度之比較，帶領學生自製次氯酸水製作機，並進行實驗比對自製的與市售的次氯酸水之差異性。該文與陳映辛等皆以當前重要的社會性科學議題出發，引介生活化學的運用，引起學習動機，進而能理解生活中的化學，適當的評量將更可以彰顯教學的成效。臺北市立龍山國中鄭志鵬老師老師利用Arduino裝置測定反應速率，並討論該裝置的優缺點。自創課風潮雲起，國內以Arduino來設計課程者多為物理背景的教師，較少有化學老師投入此領域，鄭老師一文對有意投入Arduino運用在化學教學上，不無是個鼓勵。