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台日高中生化學交流:高中生專屬的化學交流盛宴
陳藹然
前國立臺灣大學科學教育發展中心執行長
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「高中生化學大賽(高校化学グランドコンテスト Grand Contest on Chemistry for High School Students)」由日本大阪市立大學榮譽教授中沢浩(Professor Nakazawa Hiroshi)創辦的,是一個以日本全國高中生(包含工業專科學校)為對象,進行化學專題研究交流的競賽。第一屆競賽在2004年11月7日於日本大阪市立大學舉行,共有21校(275學生)33件研究作品參賽。2013年(第10屆)起從日本國內賽轉型成國際賽事,邀請臺灣與新加坡組隊參加,競賽規模與影響力大幅上升。近幾年參賽件數平均超過100件以上,且北從北海道南迄沖繩皆有學校參賽,賽事被譽為「化學的甲子園」(圖1)。中沢浩教授因此獲頒《第39屆日本化學會化學教育獎》,獲獎理由為「透過高中化學大賽對化學的普及以及國際化的貢獻」。
圖1 2019高中生化學大賽宣傳海報(資料來源:競賽官網)
n 化學的甲子園的誕生
這樣一個專為高中生辦理的化學研究交流,始於中沢教授剛到大阪市立大學化學系身邊的一個熱議:「為什麼高中生不來念理科(化學)?」理由不外乎「化學太臭了」、「化學很危險」、「化學以後的出路不好,薪水低」……。中沢教授開始重視這個警訊,以科技立國的日本,化學是重要基礎;高中生不來念理科(化學),這只是單純「高中端」的問題嗎?難道大學就沒有責任嗎?看到四周高中生熱血的棒球運動,中沢教授靈光一閃,來辦個可以與「高校甲子園」相比的「高中生化學大賽」吧!這個主意得到文部科學省、大阪市教育委員會、科學技術振興機構(JST)、日本化學會與Panasonic、Springer Nature、第一三共等等企業的支持。
為了讓競賽能夠獲得最好的支持、增加競賽能見度、吸引更多高中參與並發揮最大影響力,「高中生化學大賽」是由學界和媒體界共同主辦。學界部分,一開始是大阪市立大學主辦,然後是和大阪府立大學合辦,近年來參與過共同主辦的學校包含名古屋市立大學、橫濱市立大學等校。媒體界則是邀請了讀賣新聞社(大阪本社)等報社作為共同主辦單位,除了賽事快訊,還有詳細、大篇幅的競賽報導特輯會刊登在讀賣新聞日刊科學版上。(圖2)
圖2 2015高中生化學大賽刊登於讀賣新聞科學板上的賽事特集簡報。內容包含各得獎隊伍研究的簡介、評審講評。中間下方處欄位為2支國際參賽隊伍說明圖文。(資料來源:競賽官網)
n 一切建立在好的發表
既然是大學發起主辦的高中生化學大賽,那大學的角色是什麼?應該有更積極的意義。在「高中生化學大賽」裡,高中生、高中教師和大學教師三者緊密結合。高中端提出研究計畫、檢索閱讀相關研究文獻、提出可能的問題解決辦法,進行實驗、搜集數據、解釋數據;大學端則負責邀請相關領域大學教授進行指導,提供研究支援。報名的隊伍需在規定期限內提出研究計畫,以隊不以校為單位,也不限隊伍的參加人數。經過2個月的研究輔導後提供4頁研究成果摘要,評審依據摘要審查,公布最後決賽的隊伍名單。決賽分為兩部分,只有前10名的隊伍有資格參加口頭報告競賽,其他隊伍為海報競賽當然參賽者。
競賽的重心除了化學專題研究本身,良好的發表更是重中之重。如何做一個好的報告?首先要有一個好的研究,準備好一個結果報告。這個過程有助於培養一個好的學生,同時需要一個好的指導者(老師)。長期下來就能累積建立起一個好的指導環境,變成一個良性循環。這跟108課綱核心的「素養導向」和「探究與實作」,強調科學探究精神,著重表達與分享有著相同的執行方針與目標。
n 邁向國際化,開啟高中生化學的交流
隨著國際交流越來越頻繁,全球化的概念讓中沢教授開始思考高中生國際觀的重要性。時值臺灣大學化學系教授陳竹亭在大阪客座訪問,陳竹亭教授除了是化學系的教授,也是臺灣大學科學教育發展中心(簡稱NTUCASE)的主任。言談中提到NTUCASE的旗艦活動「台積電盃-青年尬科學」競賽,正好也是以訓練高中生表達能力為核心意義,和「高中生化學大賽」的發表有著異曲同工之處。國際化的高中化學大賽應運而生。
2014年是「高中化學大賽」的第10屆,同時也是「高中生化學國際大賽」的第一屆。原先日本主辦單位規劃邀請臺灣、新加坡、中國和韓國等四個地區隊伍參加競賽,之後因為簽證等各種因素,最後只有臺灣和新加坡成行,以觀摩者、口頭報告方式參賽。由於競賽者主體仍是日本學生,大會並未規定須以英文進行發表與交流,但是發表的10個日本隊伍中有9個隊伍自動以英文發表,為競賽國際化和交流打下很好的基礎。
n 你來我往,科學對話不間斷
臺灣參加「高中生化學國際大賽」的隊伍由臺灣大學科學教育發展中心(簡稱NTUCASE)協助邀請,作為臺灣與日本在化學大賽的聯絡窗口。除了負責臺灣隊伍赴日與在日期間的相關事務,同時也輔導隊伍的研究摘要撰寫與發表。隊伍遴選基本上以當年度國際科展獲全國科展得獎隊伍為優先,在徵詢其赴日參賽意願並徵得同意後,提供日方參賽隊伍資訊。由於日方主辦單位負責每個參賽隊伍2位學生與1位指導老師的機票與食宿,隨著每年經費的狀況,參賽隊伍在1-2隊間浮動。歷年參賽隊伍請見附錄一。
「高中生化學國際大賽」近年來每年固定在10月下旬舉行,為期兩天,第一天下午是海報競賽;第二天上午是日本隊伍的口頭發表競賽,下午則是國際隊伍(臺灣與新加坡)的發表、大師演講和頒獎典禮。國際隊伍不參與競賽評分。每隊發表時間為12分鐘加上2分鐘的問答。
對臺灣學生而言,參賽過程最大的考驗和收穫就是語言。首先要用英文寫4頁正式的研究摘要,準備英文報告,上台面對數百位高中師生、大學教授與企業界人士以英文發表,最後還有大魔王:英文問答時間,這對參賽的高中師生們幾乎都是頭一遭。海報競賽又是另一大挑戰,絕大多數的海報都是日文書寫,只有極少數是以英文表示;只要臺灣師生站在展示海報前,日本學生雖然害羞,但是都樂意或看(手機)或背(稿),以英文與臺灣師生說明、分享他們的研究,雙方用簡單的英文或手寫字溝通。在競賽茶會時間,普遍英文都不是很好的台日學生們,從開始的生疏、不自在,在少數主動熱情日本學生的善意互動下,臺灣學生漸漸的願意主動與更多日本學生交談、拍照,進而交換社交媒體帳號。台日雙方師生間克服語言與心理障礙後的交流,每每讓我們以能協助參與這樣的活動而感動。(圖3)
圖3 「高中生化學國際大賽」活動照片(照片提供者:陳藹然)
由於臺灣與新加坡隊伍受邀參加「高中生化學國際大賽」(圖4),禮尚往來,臺灣和新加坡也邀請「高中生化學國際大賽」得獎隊伍分別前往臺灣和新加坡參加「臺灣國際科展 TISF」與「國際科學青年論壇International Science Youth Forum」。經由這樣穩定的高中生科學(化學)國際交流,提供難能可貴的機會,開展高中生的國際視野。
圖4 2018「高中生化學國際大賽」得獎者静岡市立高等學校與奈良女子大學附屬中等教育学校參加2019臺灣國際科展 TISF(資料來源:競賽官網)
n 石の上にも三十年
日本有句俗諺:「石の上にも三年居れば暖まる」。即使是坐在冰冷的岩石上,坐了三年岩石也會變溫暖;也就是有志者事竟成。「高中生化學大賽」的辦理意義在「培育喜歡化學高中生」與「支持並培養充滿激情的高中化學教師」,對中沢教授而言「石の上にも三十年」,為了達到讓高中生不再排斥理科(化學)的目標,3年不夠,10年不夠,那就20年、30年,「高中生化學大賽」將持續下去。希望有朝一日,「高中生化學大賽」的參賽學生在大學畢業後,進入高中擔任化學教師,將自己對於化學的熱情、學習的樂趣與經驗傳達給他的學生;當這樣的老師越來越多時,就可以解決高中生排斥理科(化學)的問題了。
臺灣能有機會加入這個有意義、高中生專屬化學的交流非常難得,2020年受COVID-19疫情影響,競賽首度停辦。2021年改以線上舉行,但是2022年競賽又再度停辦。隨著國境開放,國際交流慢慢回復至疫情前,希望2023年「高中生化學國際大賽」能繼續辦理,臺灣學生再次赴日參與一場專屬高中生的化學交流盛宴。
圖4 中沢浩教授手持高中生化學大賽專書「高中生•化學宣言」。每年高中化學大賽結束後皆會出版「高中生•化學宣言」一書,邀請參賽隊伍寫下了參賽的心路歷程,紀錄並分享研究、發表準備與現場的苦惱、快樂與感動的每一刻。
(圖片來源:大阪府立大學)
n 參考資料
1.「第17回高校化学グランドコンテスト」競賽官網 http://www.gracon.jp/gc/gracon2020 [第 17屆高中生化學大賽競賽官網]
2.大阪市立大學新著情報 (2015.01.21) 高校化学グランドコンテストの功績により中沢教授(理)が化学教育賞受賞 https://www.osaka-cu.ac.jp/ja/news/2014/5w4ejf [大阪市立大學最新消息 (2015.01.21) 理學院中沢教授因辦理高中生化學大賽的功績榮獲化學教育獎]
3.中沢 浩/松坂 裕之【監修】高校生・化学宣言〈PART 8〉高校化学グランドコンテストドキュメンタリ 遊タイム出版 [中沢浩/松坂裕之【監修】 (2015) 高中生・化學宣言〈PART 8〉。高中生化學大賽記實。遊タイム出版社。]
附錄
表一、2013-2021年臺灣參賽隊伍