臺灣化學教育

疫情下線上化學實驗和探究與實作課程：

宅實作—天然酸鹼指示趣探究

林于人

國立花蓮高級中學
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n  緣起

 2021年5月19日全台進入疫情三級警戒開始，接踵而來的學校實體停課讓教學場域一夕間全線上化，原本對線上教學仍有滿多疑問的老師們無暇思考太多，只能立即化身直播主，學習如何透由網路影像與學生們互動。當時我的高三班級皆已期末考結束了，因此我只有每週兩節的高一課程要進行線上教學，讓我可以從容備課之外也能慢慢熟悉Google Meet 及Classroom的操作介面，開始架構我想要呈現的線上化學課程模式，並努力構思如何讓學生們仍能體驗『做中學』才有趣的化學實作！

那時我在線上教學內容已介紹「酸鹼指示劑」（張煥宗，2021），高一的學生可以舉例說出他們曾學過的酸鹼指示劑，如石蕊試紙、酚酞，並說出會如何變色來判斷溶液的酸鹼性，因此我以「自製酸鹼指示劑」為主題（蕭次融，2009)，開始引導學生進行他們的「宅實作」。在線上能給學生「陽春式」教學資源：除了提供主題相關的實驗影片，教師親自示範一些簡易測試來引發學生提問；讓學生自己開始搜索文獻資料、選擇在家中能取得的天然材料、嘗試如何製得指示劑並測試其酸鹼型顏色，再以自製的酸鹼指示劑來測試家中有的酸鹼物質。

   n  教師宅實作的教學歷程

一、在Google Classroom建立『作業』及『課程資料』

（一）『自製酸鹼指示劑』 作業的簡易說明

      選用可取得的『植物』來測試日常生活中的酸鹼物質！拍照上傳你的測試結果(圖1)。

圖1 Google Classroom『自製酸鹼指示劑』作業說明

 

(二) 酸鹼指示劑有趣實驗影片

      我所選用的影片資料主要是來自LIS ( Learning in Science )情境科學教材，這個團隊成立於2013年7月，是一個非營利組織，致力於為國中小自然教師及學生，設計有別於填鴨教育的科學教材，協助教師進行STEAM和科學素養導向的教學，讓教師更簡單地進行教學創新，幫助更多學生找回對科學的學習動機，並培養解決問題的能力。

圖2 YouTube【自然系列-化學 | 酸鹼01】拉瓦節の酸鹼變色大作戰【下】

(三)教師示範「簡易且不完美」測試記錄

     如表1所示，列出的圖片記錄是以家中喝水的一般玻璃杯進行實作，材料也都是廚房現有可選用的，測試結果拍照看起來變化並不明顯，仍如此呈現給學生當作教材，其實是希望學生覺得『宅實作』可以很家常，也可能會看到不怎麼完美的實驗結果，但重點是願意嘗試！

表1：紅莧菜汁與廚房中酸、鹼物質的顏色紀錄

二、師生留言區的互動問答

    首次施行「宅實作」的我在作業說明的內容不多，學生似乎也不明白如何運用所給的課程資料，所以他們在作業留言區提出許多疑問（見圖3），有學生提出擔心防疫期間無法準備「專業的」的器材和藥品，所以無法完成這項作業。也有學生不確定自己要如何選擇用哪種材料來製作酸鹼指示劑才合適，看到老師用的是「紅莧菜」，但不一定能和老師一樣用某種蔬菜，所以我回應說：「不一定要用菜菜呀~也可以用花花草草果果皮！」

    這樣的留言互動讓教師可以明白學生對課程的疑慮有哪些方面，也可適時協助學生面對問題如何解決，讓學生體驗到不是食譜式實驗課程，而是108課綱推動『科學探究與實作』的重要精神（段曉林，2021）。

圖3：Classroom師生留言區

   n  學生宅實作的學習記錄

從5月24日在Google Classroom發佈這份作業，到6月28日繳交截止後看到學生們上傳的報告，我著實感動他們願意突破自身限制！原先在留言區擔心專業設備材料不足的學生們皆克服居家環境條件限制並努力完成自己的作品，並回饋表達自己有享受這種探究實作過程，反思學習到能觀察身邊事物，及動手做的行動力，甚至發掘到可繼續研究的主題，並將這份線上作業在整理更完善之後提交為他的學習歷程檔案。

一、學生作業特色

（一） 居家環境、設備&材料，學生推論自己觀察到的實驗結果

     學生作品居家感來自環境背景通常是廚房，設備是飲食器具，蒐集家中各種酸、鹼物質（見圖4），指示劑材料是果皮，如葡萄果皮（見圖5），或火龍果皮（參考附錄：學生作品1）。

圖4：家長側拍學生記錄自己完成酸鹼指示劑的線上作業

圖5：學生用熱水萃取色素，並對實作結果進行推論

（二） 重溫國小階段所學的酸鹼實驗

       學生運用紫色高麗菜汁測試家中各種酸、鹼物質的結果（見圖6）

圖6：實驗材料（左起：馬桶通劑（濃／稀）、小蘇打水溶液、肥皂水、紫高麗菜汁、檸檬水、白醋加水）

 

（三） 學生準備專業藥品&器具

  表2 作業中出現學生認為專業藥品和器具

二、學生作業心得反思

    以下這位學生在他的報告（附錄：學生作品2）裡寫下的心得與反思（圖7）最令我感動，因這份宅實作讓他已開始朝向培養108課綱所要積極推動的核心素養『三面九項』的能力（教育部，2014），並思考解決生活情境中所面臨的問題。

圖7：學生對這次宅實作的心得與反思

三、學生作業延伸探討問題

    學生由這次的宅實作過程中發掘到可繼續延伸探究的一些研究議題（圖8），代表學生體悟到科學探究過程不會只停留在單一層面的問題，而是由實作過程中會衍生出一連串的跨領域議題（段曉林等，2020， p.15）。學生也將此列入他的高一自主學習計畫當中，以期能解惑！

 

圖8：學生經實作後延伸探討的跨領域議題

   n  結語

   由學生提交作業呈現的不同風貌，讓人發現『宅實作』有著意想不到的科學探究啟發的學習效益，雖然整個過程中學生提出對完成作業的許多疑慮，只要學生自己一旦願意開始嘗試動手做，宅實作的教學實質效果也才能顯著呈現！

   n  參考資料

段曉林（2021）。國中自然科學探究與實作：新課綱的精神。臺灣化學教育，41。取自http://chemed.chemistry.org.tw/?p=39807

段曉林、林淑梤、靳知勤(2020)。中學自然科學領域探究與實作教材教法。台北市：五南圖書出版有限公司。

張煥宗（2021）。普通型高級中等學校 化學(全一冊)。新北市：龍騰文化事業有限公司。

教育部（2014）。十二年國民基本教育課程綱要總綱。臺北市：教育部。

蕭次融（2009 年9 月）。國中理化實驗設計學習模組－酸與鹼。科學研習月刊，48-5。取自https://www.ntsec.edu.tw/LiveSupply-Content.aspx?cat=6838&a=6829&fld=&key=&isd=1&icop=10&p=1&lsid=7038&print=1

   n  附錄

學生作品1

學生作品2