臺灣化學教育

思源科學創意大賽^Plus：
曉明女中給學生學習的挑戰機會（上）

陳健安*、胡嘉倩、林亮瑩、林莞茜
臺中私立曉明女中
*joviskimo@gmail.smgsh.tc.edu.tw

n  原始構想

當初我（通訊作者）只是憑著一股想帶學生參加不需要透過紙筆考試，又可以去透過自己在課本所學的知識來解決難題的比賽，讓躺在課本裡的學問變成有生命力的創作，希望讓他們知道在書本裡的知識是可拿來被應用，甚至於是可以用來變成創作的一部分，而不是拿來背的也不是用來應付考試的知識。因此，就號召到四位學生參加了2008年「思源科學創意大賽」，沒想到一帶就是六年。

n  教師參與心得

在指導思源比賽的過程中，最常被學生問到的一句話就是「老師，我要做什麼？」，這時我都回答「不是你要做什麼，而是你想做什麼？」

或許是台灣的教育太過於僵化，使得學生從小被教導說一動，做一動，不敢自己去思考想要做什麼，來到思源比賽，我覺得這一是個很好的機會，讓學生可以有機會去做他們想做。因此在撰寫初賽作品說明書的時候，我都鼓勵孩子去多看歷屆或是網路上有哪些有趣的實驗，那些是你想做的？如果是你，你又會如何去安排那些實驗放在你的關卡裡；你要怎麼去呈現你每一關的主題，如何讓你的關卡看起來就像是一個會動的繪本。

我常說我在整個比賽過程中，只是一個會出一張嘴，告訴學生你可以去哪裡找資料，哪裡可能會有你想要的東西？哪裡是你應該要去注意的老師？因為我希望我自己不要干預太多，盡量保持學生對作品原有構想，也希望他們遇到困難時，能夠自己去找出解決的辦法，而不是期待老師會幫忙做，因此我們學生的作品常常看起就像是資源回收品，雖然它真的就是資源回收品。因為學生所需要的器材多半是來自學校的資源回收場，所以曾經有學生說過「她比完思源，也更懂得珍惜資源，有些物品不是不能用，只是我們沒想到它可以怎麼用」。

「思源科學創意大賽」不僅它給了學生一個很不一樣的比賽，也給學生和我一個很難忘的暑假，暑假裡每天學生都是早上很早就來到學校，晚上很晚才回到家，甚至有時於忙到晚上家長還要到學校來接學生，學生才肯離開，有幾次遇到颱風放假，還是堅持要到學校來準備，看到學生這樣準備思源很辛苦，但我從沒聽過學生有任何的抱怨，因為她們表示在這比賽中學到很多在課本上沒有的知識和方法，很感謝「思源科學創意大賽」提供一個很不一樣的比賽給學生們。圖1是本校科學創意中心在一間教室角落拍到的相片，暑假期間，這間教室不再是老師在講台上講課，學生坐在下面聽課的場所，它是一群學生動手實作、發揮創意的場所。還有什麼比這樣的活動更符合「翻轉教室」的活動呢？

 

圖1：翻轉教室—暑假教室不再是上課場所而是實驗室

n  「天生一隊」的關卡設計與說明

我們（第二和第三作者）是曉明女中國三直升高中的學生，由六個同學（胡嘉倩、鄭雅馨、詹雅筑、徐濰慈、林昱伶、許莉翎）組對參加「思源科學創意大賽^Plus」，隊名為「天生一隊」。我們和另一個曉明女中的隊伍一樣，獲得全國決賽優勝。

A.      四個關卡的設計

我們針對主題「Surprise」設計的關卡，分別為第一關：To Listen, To Feel（物理），第二關：To Promise, To Cherish（化學），第三關：To Dream, To Wish（化學），第四關：To Marry, To Hold（物理），如圖2所示。四個關卡的設計圖，如圖3所示。

圖2：四個關卡的名稱

圖3：四個的關卡設計圖

B.       化學關卡說明

第二關：To Promise, To Cherish，其設計圖如圖4所示。

圖4：「To Promise, To Cherish」的設計圖

本關卡涉及的化學反應有二：酸鹼反應和分解反應。

1.    碳酸鈣與檸檬酸反應（在圖4的左邊），其反應如式[1]所示：

C₃H₄(OH)(COOH)₃(aq)+CaCO₃(aq) →

CO₂(g)+H₂O(l)+Ca[C₃H₄(OH)(COOH)(COO)₂](aq)    [1]

2.    雙氧水分解生成氧氣（在圖4的中間），其反應如式[2]所示：

2H₂O₂(aq) → 2 H₂O(l) + O₂(g)    [2]

第三關：To Dream, To Wish，其設計圖如圖5所示。

圖5：「To Dream, To Wish」的設計圖

本關卡涉及的化學反應有二：氧化還原反應和酸鹼反應。

1.    甘油與過錳酸鉀的反應（在圖5的左邊），其反應如式[3]所示

14KMnO₄(s) + 4C₃H₅(OH)₃(l) →

7K₂CO₃(s) + 7Mn₂O₃(s) + 5CO₂(g) + 16H₂O(l)    [3]

2.    小蘇打與檸檬酸反應（在圖5的右邊），其反應如式[4]所示：

C₃H₄(OH)(COOH)₃(aq) + NaHCO₃(aq) →

CO₂(g) + H₂O(l) + C₃H₄(OH)(COOH)₂COONa(aq)  [4]

n  「AMAZING.JACK」的關卡設計與說明

我們（第四作者）是曉明女中國三直升高中部的學生，我們這一隊是由四個同學（林莞茜、吳庭瑜、汪以庭、林亮瑩）組成，隊名為「AMAZING.JACK」。經過不斷的努力，終於獲得全國決賽優勝。

A.        四個關卡的設計

我們針對主題「Surprise」設計的關卡，分別為第一關：千里尋花墜深淵（物理），第二關：出水尋愛過難關（化學），第三關：城市尋友驚魂記（物理），第四關：希望成真相見歡（化學），如圖6所示。四個關卡的設計圖，如圖7所示。

圖6：四個關卡的名稱

圖7：四個關卡的設計圖

B.         化學關卡說明

第二關：出水尋愛過難關，其設計圖如圖8所示：

圖8：「出水尋愛過難關」設計圖

本關卡涉及的化學反應有二：酸鹼反應和分解反應。

1.    小蘇打與檸檬酸反應（在圖6的左邊），其反應如式[5]所示：

C₃H₄(OH)(COOH)₃(aq) + NaHCO₃(aq) →

CO₂(g) + H₂O(l) + C₃H₄(OH)(COOH)₂COONa(aq)    [5]

2.    硝酸鉀受熱分解（在圖6的左上），其反應如式[6]所示：

2KNO₃(s) → 2KNO₂(s)+ O₂(g)      [6]

第四關：希望成真相見歡，其設計圖如圖9所示：

圖9：「希望成真相見歡」設計圖

本關卡涉及的化學反應有三：錯合反應、自身氧化還原及氧化還原反應。

1.    碘與澱粉生成藍黑色錯合物（在圖9的左上），其反應如式[7]所示：

I₂(aq) + starch(aq) → I₂-starch(aq)    [7]

2.    碘在鹼性溶液中自身氧化還原（在圖9的中上），其反應如式[8]所示：

3I₂(s) + 6NaOH(aq) → 5NaI(aq) + NaIO₃(aq) + 3H₂O(l)    [8]

3.    甘油與過錳酸鉀的反應（在圖9的右上），其反應如式[9]所示：

14KMnO₄(s) + 4C₃H₅(OH)₃(l) →

7K₂CO₃(s) + 7Mn₂O₃(s) + 5CO₂(g) + 16H₂O(l)    [9]

 

 

〔續〈曉明女中給學生學習的挑戰機會（下）〉〕