臺灣化學教育

科學展覽指導經驗談：如何用「食物」帶領國小學童跨進科展領域

蕭妃茹

高雄市左營區舊城國小
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■      前言

筆者擔任高雄市舊城國小自然科教師，透過實作、「食」作學科學方式，以食物適當延伸課程內容，讓孩子將課堂學習的科學知識，靈活有趣的應用在生活中。當孩子學過「廚房裡的科學」後，會指導孩子做雞蛋布丁，觀察糖的溶解及認識雞蛋的變性作用（圖1）：學過「認識酸鹼溶液」之後，帶學生運用酸鹼變色，動手調配出蝶豆花漸層飲料（圖2）；學過「食物的保存原理」就來做做泡菜與果醬，認識醃漬與滲透壓的簡單原理。當科學教育連結到有趣的食農教育，學生展現滿滿的學習動力，所以許多的科展主題都是從學生在食物製作的經驗中取得。

要進行食物製作的場地需要考慮到安全、衛生及動線，儘量不要在實驗室裡做可食用的食物，以免誤導學生把實驗做出東西與可吃的食物混淆了，造成學生誤食；所以一開始就是在教室裡，用課桌椅拼湊著用，用具也都是簡易型，有時需要麻煩學生自備器具與材料，雖然不方便，但看見孩子專注參與，我認為這樣的學習是無法用紙筆評量的（圖3）。俗話說「戲棚下站久就是你的」，這樣的堅持，在105學年至106學年出現了轉機，學校參與屏東大學的研究計畫，建置一間以「自造者廚房」為發想的「焙客創課基地」，主要宗旨是以食育教育為基石，創客教育為實踐，希望啟發學生生活科學新思維，孕育具有人文科技新素養的學生。此間創客基地有別於其他以新興科技為主的設備，設置一些日常生活常用的食品製造工具，讓學生由最原始的食材，學習組合與創作出記憶中的味道或是創新的食物（圖4）。有了這樣的硬體設備，學校教師透過參與食育教育教案設計及規劃校訂課程，讓本校學童在安全的環境下，認識食物的原貌，了解食物美味的科學原理。烘焙教室是一個享受學習的場所，在這裡，孩子們可以盡情發揮自己的創意和想像力，製作出屬於自己的美食作品。教師們希望透過烘焙課程，能夠培養孩子的興趣，同時也能夠啟發孩子們對化學的興趣與好奇心。

                      

圖1三年級雞蛋布丁DIY                                                              圖2五年級夢幻蝶豆花DIY

                     

圖3在教室裡動手做泡菜，環境空間很陽春，但孩子很專注        圖4專業的設備與空間，孩子們捏著自己調配的蘿蔔絲餅，架式十足

■      如何找出適合的科展主題

每年帶領4至6年級學生進行科展探究實驗，並參加科學展覽競賽（參賽組別以化學科為主），近年來參賽作品比賽後，總會在評語中看到評審提出以下意見︰「研究內容中化學原理的著墨不深，建議加深化學原理」，我心中不免疑惑，國小學生我能帶他們做到多深的內容？我想這個問題應該困擾許多在前線指導的老師，如果仔細審察國小自然課程的內容結構，會發現在國小階段自然科學3至5年級108新課網規劃24個單元中，只有3個單元是與化學實驗或有介紹到簡單的化學原理，6年級目前使用9年一貫課程共7個單元，化學相關內容也只出現在一個單元（以某版本教科書為例），在如此的教學結構下，這些做科展的學生，他們現有的化學原理知識是不足夠的，學生只在低階的科學層次上，老師要如何幫學生從建構知識中跨過鴻溝及爬升到更高階的科學層次，正是教學者需要好好思考的。

■      從「食」出發

想要帶國小學童進行科展研究，光是要找到適合的主題，可能需要花費許久的時間，如果想要慢慢磨出研究方向，幾近停滯的研究進度，可能會讓孩子失去熱忱。再者如果指導老師每年都要花許多的時間慢慢建構孩子的基本能力，那麼探究的深度是無法前進的。所以一開始我會建議老師可以從自己有興趣的東西為研究主題發想的題材，設計一些活動讓學生不小心就掉進這個主題中。以我為例，本校學生一年級做過的湯圓、二年級做過地瓜圓、三年級做過雞蛋布丁，四年級甄選進來做科展的學生，就帶到焙客教室，讓他們動手做小點心，學生只要聽到要做東西吃，就會動力十足。因為他們不熟練的烹飪技術，做出的東西就可想而知了，當他們吃到不如預期美味的食物時，我們就有了討論的議題，食品種類琳瑯滿目，國小學童的烹飪基本能力不足，一面進行科學探究，還要一面教導簡易的烹飪技巧，所以配合國小學童的程度，選擇操作簡單，材料不多的點心著手比較適合，例如雞蛋布丁、湯圓等等，以下我提出這20年來曾經帶孩子踏進科學殿堂的四類食物主題，供老師參考發想。

1、    傳統食物

這裡說的傳統食物可能是以前家人曾經吃過，而現代的孩子沒有機會吃到的食物，或是這些食物已經改變名稱了，例如孩子喜愛的珍珠奶茶裡面的珍珠，其實與粉圓的材料大同小異，但是孩子很少親手做珍珠，所以帶學生參觀手工粉圓的做法，訪問業者，探討現做粉圓與市售粉圓的差異，更換澱粉種類進行粉圓質地探究，學生做完科展比賽，已經可以自己做粉圓了。另外「椪糖」是老一輩熟悉的零嘴，現在則是特殊場合才會出現的食物，這個題目可說是科展界裡的東方不敗，出現頻率很高，面對這樣的議題，首先，就要做足文獻資料搜尋，以免與前人研究重複。再來要試著從裡面找到新亮點，這樣的研究才會受青睞。

2、    時尚流行食物

現代小孩生長在資訊快速散播的時代，偶像代言或是流行影片中出現的食物，會是孩子有興趣接觸的食物，由這類食物開始，孩子會覺得很有興趣，例如之前流行一部韓劇—魷魚遊戲，劇中有提到一種戳糖餅的遊戲，類似我們熟悉的椪糖，搭上流行議題的列車，所以我們就準備材料讓這群四年級的孩子做一做，吃一吃，讓他們討論做的過程中發生了什麼事，為什麼會有這樣的結果，孩子就有方向找資料，所以先讓孩子試著找一些資料，老師也要做功課評估孩子的能力及完成的可行性，心中有個底，慢慢幫孩子導方向，例如這組小孩做了幾次之後，發現糖液溫度高，不小心會燙到，糖漿很難清理，每一次煮出來的結果都不一樣….，遇到瓶頸，這時老師就可以試著讓孩子再分析流行的主題，研究的作品就會多，如何在「糖」這個主角中轉出另一個方向，有人就提到之前老師有教他們做過焦糖雞蛋布丁，煮過的焦糖和吃過的椪糖比一比，煮的過程哪裡不一樣，成品有什麼差異，開始慢慢從焦糖身上找到抗氧化的研究方向（有興趣者可參考62屆高雄市科展–「糖」葫蘆裡賣的是什麼~探討各種醣類加熱後生成物的特性）。

3、在地特色料理

左營有一間傳統餛飩店小吃，吸引許多遊客前來品嚐，一碗清湯加入餛飩，再加上一顆水波蛋，讓人食指大動。帶學生吃一碗，再買回來讓學生試著煮，看似簡單的烹煮，卻是受到許多變因影響，學生認為最困難的是一顆顆完美的水波蛋是如何煮出來的，所以我們從濃、稀蛋白的變性溫度著手探討。實驗中學生除了探究如何讓蛋液完美成型的科學原理之外，更學會熟練的煮出一顆完美的水波蛋，學會科學研究的基本架構之外，更是培養學生帶著走的能力（有興趣者可參考54屆高雄市科展–蛋白分家了~水波蛋輕鬆煮）。

4、農產品及副產物再利用

臺灣物產豐富，各地都有特殊的農產品，善用各地盛產的食物進行探究，也是一個不錯的主題。除了進行食品類的研究之外，對於農業副產物的再利用，也是一個值得探主題。以左營地區為例，早期種植許多的菱角，所以產季時學校周圍許多老人家會協助去殼，這些菱角從果仁到外殼就成了我們研究的題材，我們將菱角果仁加工萃取出澱粉，利用菱角澱粉做湯圓，做米苔苜，剩餘的菱角渣，則讓加入餅乾中，看看是否能做出不一樣的餅乾，至於被丟棄的菱角殼，我們試著將它用來染布、造紙。所以一個主角可以發展出的研究主題就可以很多了（圖5）。

圖5以菱角為主題所發展出的科展作品

■      一步一腳印的經營科展活動

科展活動是要激發學生對科學研習之興趣與獨立研究之潛能，提高學生對科學之思考力、創造力，與技術創新能力，培養學生對科學之正確觀念及態度。帶學生找到研究的主題後，就要開始慢慢培養學生科學探究能力，尋找資料，如何分析文獻資料，設計實驗，研究記錄，數據分析，下結論，到完成作品說明書，口頭發表等等，我個人習慣由四年級學生開始培養，也會花較多的時間及精力在四年級的學生身上，一來學生時間較充裕，二來經過一年基本工的磨練，這些學生如果五年級再延續時，就能從事更深層的研究，但基本上需要孩子是經的起磨練的（有些孩子會因為犧牲許多玩的時間，結果未得獎，就不想再參加了）。以同時參加59屆及60屆兩件作品全國賽的學生為例，其中一位四年級開始做科展，一開始研究主題是老師給的參考主題，一路試做、修改實驗，完成作品說明書，可是此件作品在市賽時並未進入複賽，有些學生就覺得之前的努力都是白費力氣，所以五年級就不再參加了。但這些學生基本科展研究的歷程已完全經歷一次，包括完成作品說明書、海報及口說練習。其中二名學生並不氣餒，升上五年級，班級導師帶學生做發糕慶祝升上高年級的滿月禮，結果相同配方每組做出的成品均不相同，學生就從中間找到探討的主題，這一年學生間會互助合作，分工執行，會自己審視實驗數據的準確度，也會處理實驗數據，所以老師的工作量就減輕許多，再者進入複賽時要做口頭發表就很輕鬆了，所以累積2次的實際參賽經驗，到六年級時就自己從喜愛的食品~馬林糖中找到探究蛋白起泡性的研究，這件作品就能較深入的探討蛋白質結構與變化，也有能力運用分子模型來解釋蛋白的變性作用，一路走到六年級，已經可以將經驗分享給科展新手，對科展執行的邏輯性具有批判能力，對數據及圖表到作品說明書的完成都可以自己完成，這些能力正是科展比賽最終的目標。

■      結語

108課綱強調學習是在生活情境下引導學生，培養核心素養能力，我認為食物對學生具有神奇的魔力，帶著學生從做吃的食物開啟科學之旅，學生學到的不只是科學探究的整個歷程，也從實驗過程中學習如何有效規畫、操作流程，最後回歸到學生具備健康飲食的基本素養。踏進科展指導一轉眼已過20個年頭，我把科展當企業用心經營，孩子努力再加上校長、主任們、及家長的大力支持與協助，帶著不同的學生參加市賽、全國賽，每一個參賽歷程對學生而言，都是能讓他們激發出各方面的潛能，培養團隊合作精神及具備挫折容忍的特質，而我則是在一張張獎狀的背後，看到孩子的進步與成長，由羞澀不敢在台前發言的小男生轉變成台上字正腔圓的演說者，由自我中心強烈，凡事我最大孤僻個性，到放下身段，為團隊爭取榮譽，容許更改意見的孩子，就是這股動力驅駛我一路走下去。找到自己經營科展的動力及模式，才有續航的動力，以上僅是個人小小拙見，若有思慮不周詳之處，請不吝指教。