臺灣化學教育

第四十期 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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最近因辦理「元素週期表環島之旅」活動，有幸到各借展學校去參訪和演講，讓我有機會對都市型的學校和偏遠學校有進一步的認識，最讓我感動的是遇見一群熱心推廣科學的教師，從決定借展到訓練志工學生解說展品、設計與元素相關的實驗和Google問題表單、尋找相關書籍、網路元素資訊與影片，到布展和正式展出，都需要在教學之餘額外撥出時間和精力來策展，但是教師們大都表示在這過程中與同事一起努力的經驗很值得回憶，同時，看到孩子們對展品的好奇與讚賞，這一切付出似乎就都值得了。

但是，在這些拜訪中我也發現學校實驗教學的落實，還是與理想有一段距離的，尤其是越偏遠的學校，這樣的問題似乎就越加嚴重。實驗教學未能正常化，原因有很多，有的可能是因教學內容太多，時間不夠，犧牲學生做實驗的機會，以便趕上進度，忘了自己當初起心動念唸科學，就是對實驗的著迷。實驗是科學的核心，上課所教的許多內容都是從實驗的結果而來的，教學不重過程只重結果，如何培養學生思考、設計實驗、收集和分析資料，以及推理論證和建立模型的探究能力呢? 有的是沒有實驗室負責管理的人員或是教師，在沉重的教學已無法負荷的情況下，實驗活動的進行就不會是優先的考量。或者有的是沒有足夠的經費採購設備和藥品，於是僅拿粉筆上課述說實驗的結果以乾實驗的教學處理。個人認為這一波教改的側重點就是探究與實作，不論哪個階段都應積極改變學校自然科學的教學文化，回歸科學實驗是科學教學的靈魂，讓學生能經歷科學探究的歷程，嘗試瞭解科學家如何進行問題解決、如何跳脫既有的思維框架、如何根據證據進行推論和建立模型和科學理論。若是時間不夠，是否應先思考是否教太多了?若是沒有足夠的人力準備實驗器材和藥品，教育主管單位是否應該正視這個問題，提出解決的辦法? 若是經費不足，學校是否應該在經費調度上多考量科學基礎教育的資源分布?政府是否應重新評估科學與科技是國家競爭力之所，而多給予應有的發展空間與經費?

實驗如此重要，除學生親自操作外，若因特殊原因，教師演示實驗也是一個可以採取的策略。本期的專題為〈化學示範起始探究與實作〉，主要是延續第37期的專題〈中學化學示範〉以示範實驗為主，特約主編楊水平教授寫了一篇完整介紹各篇內容的文章，在此不贅述。基本上，七篇文章多為可以直接適用在學校課堂中，雖是示範實驗，但重點應是著重在引導學生進行有意義的觀察與紀錄，並瞭解探究問題與從觀察現象到推理與論證。示範實驗常受限於授課時間的不足、或是實驗的危險性，使得學生無法親自進行實驗，但雖是如此，也不至於影響學生的學習，示範實驗可以解決一些現場教學的問題，只要教師妥善設計，適時引導與提問，學生亦可從中受惠並得到啟發與靈感。

本期的常態性文章還有翁群評、吳國良和周建儒的「自然科學探究與實作試題初探」，文中說明設計符合課程綱要的試題所需考量的架構，並舉實例加以闡述，可供教師參考。廖旭茂的「微型電熱式蒸餾器的設計與製作」，目的在取代傳統式的玻璃裝置，降低成本、減少玻璃易碎的問題，但又不影響實驗結果，符合綠色化學的目標，值得教師參考。教師們心動後要能行動，期待學生因此而有更多做實驗的機會。鄭志鵬的「大氣壓力實驗與建模課程」，利用新興科技Arduino儀器測量大氣壓力以及以Algodoo模擬粒子碰撞的模型設計課程，讓學生透過數據、模擬與模型進行影響壓力大小因素的思考與論證，教學歷程的活動設計提供師生互動以及啟發學生創意與推理思考，符合自然領域課綱的內容，可提供教師參考。