臺灣化學教育

2015亞洲化學教育國際研討會：
高中師生海報發表和與會心得分享（上）

劉曉倩

國立彰化高級中學
教育部高中化學學科中心
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n  前言

蟻人（Ant-man）是一位出現在漫威漫畫中的超級英雄，原名亨利「漢克」皮姆，又稱皮姆博士。皮姆博士是一個天才級科學家，擁有生物化學博士學位。他的研究包含量子物理、人工智慧、機器人工學等領域。皮姆博士的主要能力來自他創造的微形原子—皮姆粒子（Pym Particles），皮姆粒子可以改變原子之間的距離，進而讓物體的尺寸發生變化，其具體運作原理則和科斯莫斯空間（Kosmos Dimension）有關。接觸該微形原子後，可以隨意改變自身大小，並且他所接觸到的物體也能改變大小，而且還能擁有正常體型的體能和力量。東京學藝大學Masahiro Kamata（鎌田正裕）教授善於將課堂上大型教具縮小成可以隨身攜帶的環保微型教具，除了可以使實驗藥品及實驗器材減量外，可攜式的便利性更是教育工作者努力的目標。筆者對教授善於利用手邊容易取得的生活材料，製作可攜式的微型電化學教具，十分推崇，所以才鼓起勇氣參加第六屆亞洲化學教育國際研討會（6th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference），希望可以吸取教授的專業知識，補強自己在教具製作及電學原理知識的不足。

蟻人雖是夢想，但Kamata教授不僅具有深厚的化學專業，在電化學領域的設計實作實驗更是擅長，彷彿具有魔法一般，稱為「現代版蟻人」也不為過。此次東京行的目的，除了訓練自己可以以英文發表海報外，透過NICE的舉辦，使得日本、韓國、香港及臺灣等地個別的文化傳統與歷史環境發展出的化學教育經驗，透過各國教師的共同探討與文化交流，汲取各國發展化學課程的經驗，提昇臺灣化學教育的水準。

n  與會緣起

五月下旬，第六屆亞洲化學教育國際研討會即展開師生徵稿活動，研討主題分為七大部分：跨學科化學願景、教學對話分析與教學策略、日常生活中的化學、微型實驗、各國化學教科書的呈現、學生對化學的概念及學習態度、多媒體教材在課堂上的應用及各國優秀科展作品觀摩與分享，筆者對於自己要參加哪個主題發表感到困惑，腦海裡迴響的是這幾年自己在指導學生科展作品中是否有較合適且符合環保的議題，因為是初試水溫，所以主題也不宜太過複雜，否則在英文海報及展示時，面對來自日本各地的老師在內容講解上，恐怕會遇到很多困難。

決定好發表主題後，即與教育部高中化學學科中心的雅雯聯繫，上網完成所有的報名手續，直到報名完成，獲得大會寄來的確認信，內心還是充滿難以置信，畢竟「興奮」與「害怕」往往只是一線之隔，如何面對接踵而來的挑戰，有條不紊的完成，同時藉此給自己機會，重新認識自己，找到未來努力的目標，相信回學校後，藉由與同仁分享，對未來的教學會有更多層面的助益。

n  大學教授大會專題演講

誠如大會一開始Kamata教授所言，亞洲化學教育研討會的目的，著重在亞洲從事教育者的面對面溝通，化學教材和教法分享，啟發學生潛能並從事更深入的科展活動。所以除了目前正在從事教學的老師外，此會議與其他國際會議不同點在於，研究生和一般高中生也可參與討論！此次會議有來自三個國家的高中生，可以參與老師的教學工作坊實作及討論，提出自己的看法及交換意見，使所設計教具更實用且更切合教學現場。

本屆研討會主講人之一，德國柏林自由大學（Freie Universität Berlin）化學暨生化研究所（Institute for Chemistry and Biochemistry）的Claus Bolte博士（見圖一）主講，科學教育的目的，是以提升學生科學研究能力為主，我們必須在腦海裡有一個藍圖，學生、老師、科學教育者及科學家其實是一個合作團體，學生經由對周圍環境的探索產生學習領域的興趣後，必須有老師及研究機構一起指導，如此才能提升科學力！歐洲國家教育很重視這樣有些類似股東的研究模式，相信亞洲國家在教育上也可以漸漸改變以升學為導向的教學模式，建立持續及專業的學習模組。

圖一：Claus Bolte博士演講實況（左）和Claus Bolte博士與筆者分享教學模式（右）

Bolte教授以自己所建立的「生質能源」學習模組為例，將一群日本與德國學生分組學習，透過教師有目的式地引導，激發學生主動學習的目標及研究方向，而這種學習方式的改變，才能在學生心裡種下學習種子，成功萌芽後，對於日後科學能力的爆發，更是無可限量的。

與會中，令我印象最深刻的演講，當然還是來自臺灣清華大學傅麗玉教授（見圖二）所提及的「數位化學習科學」，充滿活力的傅教授提及自己已是「祖母級」，看到自己的小孫女才八個月大，就會偷玩媽媽的筆電，還將Email刪除，可見網路世界對小孩的吸引力是非常大的，數位科技時代不僅影響我們的生活及溝通方式，也對我們在科學方面的學習有很大幫助。傅教授在1997年即開始在原住民部落從事科學教育工作，原住民在社會上多是勞工階級，所以孩子受科學教育的機會很少，而且他們多半有自己的文化背景及生活方式，我們若是以傳統學習科學的方式教導他們，其實是有困難的，傅教授曾一度想放棄，但自己那種不服輸及堅持，促使自己咬緊牙關苦撐下去，第一部以原住民為主題的『飛鼠部落』3D卡通，終於正式登上原民台呈現給全國觀眾。此系列影片獲得行政院國科會補助，並與國際影展級的導演及製片合作組成計畫團隊，包括部落耆老與族人、音樂家、動畫師、科學家、科學教師等超過100人，費時5年完成，可說是傅教授等人的嘔心瀝血之作。

圖二：傅麗玉教授演講實況（左）和Kamata教授與傅教授合影（右）

本片每一集都有一個主題，每一集都會針對該主題以科學的角度探討該主題背後所存在的科學常識與原理，觀眾可藉由活潑的3D動畫，很輕鬆的融入原住民族生動及寫實的山林生活，內容跳脫以往生硬的教學媒體形式，以樸實的部落生活實貌編劇，透過一對小兄妹Tintin、Lawa以及好友Tola一起遨遊山水之間，再藉由長輩的殷勤教誨，逐一學習部落長輩們所傳承下來的傳統知識，用活潑的方式呈現傳統智慧與科學的對話。

傅教授流暢的英文表達及精彩的內容，獲得如雷掌聲，「再探飛鼠部落」榮獲102年度廣播電視金鐘獎動畫節目獎，這不僅是傅教授的榮耀，更是臺灣化學教育的可貴之處，臺灣化學教育重視每個城鎮角落的學習成效，同時希望透過教育，讓偏遠地區孩子們對自己的土地有情感，對自然有感覺，對自己的族民有感情，祖靈驕傲與尊榮得以傳承。

n  高中學生大會專題發表

演講終曲安排來自三個國家的高中生代表演說，韓國學生代表提及使用4%膠原蛋白溶液在不同溫度下形成固體，並事先在固體上方插入吸管緩慢加入AgNO3水溶液，研究產生Liesegang ring的現象；臺灣學生代表有兩位，潘建彰同學（新北市立錦和中學），提及目前最夯的天氣瓶發現及製作，此外也藉此提醒學生對實驗研究時控制變因和操縱變因是影響實驗結果很重要的因素；另一位廖心妍同學（國立大甲高中）提到，臺灣教育在化學教具的用心，而且自己也從化學教具製作中獲得很多學習的樂趣，心妍展示自己花了無數個夜晚完成的大型巴克球，同時也與師生分享巨型巴克球製作時所遇到的難題及團隊互助帶給自己在學習上的快樂與滿足，學習建立化學模組可以培養熱情、專注力及耐心，鼓勵大家，放手一博，肯定會有收穫！

茨城縣立水戸第一高等學校（Mito Dai-Ichi High School）日本高校學生代表，發表科展研究主題「Maillard反應」，探討食物中胺基酸在常溫或加熱下產生一系列複雜的反應，發現反應過程中會產生大分子擬黑素外，還會產生成千種不同氣味的分子，包含酮、醛及雜環或合物，這些物質為食物提供宜人可口的風味及誘人的色澤。研究中主要是針對葡萄糖及胺基酸官能基上的氮原子在不同溫度反應下，對Maillard反應的速率常數的影響，提供給大家在食品加工、食品保存及香精發展等重要參考資料。

n  筆者與高中學生海報演示

活動第一天早上開幕式一結束，下午就是分組口頭報告、海報展示及教師工作坊時間，也是此行會議最重要的交流時刻，筆者與隨行學生蔡尚峰（見圖三）一起出席海報發表及工作坊，學生在臺灣時已經受過英文及日語表達的訓練，所以現場海報演示和交流活動就交由學生自由發揮，我們的主題是「果皮再生紙對有毒氣體的吸附作用」，為了使現場來的師生能深入了解手工抄紙的做法，學科中心的助理雅雯細心的準備日前在學科中心拍攝的家庭化學影片，我們也同時展示各種果皮手工紙及埔里廣興紙寮製作的「可以吃的紙」。

日本研究生對於可以吃的手工紙很感興趣，筆者會選擇以果皮紙張為此次科展參展主題，除了環保再利用外，旨在推廣在地文化，臺灣在日本殖民時期，因埔里水質佳，含鐵量少，適合製造宣紙、棉紙等高級手工紙，開啟了埔里造紙重鎮的歷史。但隨著經濟起飛，手工紙漸趨沒落，位於埔里的廣興紙寮成立迄今46年，是臺灣第一座觀光紙廠，近年來經營者黃煥彰先生研發出以茭白筍殼及檳榔樹做成高級手工紙，此外開發一系列以秋葵、辣椒、柳丁、紅蘿蔔為材料的「食用紙」十分新鮮有趣。而我們將廢棄果皮回收做成的手工再生紙對於揮發性強的有毒有機溶劑吸附效果極佳，是十分實用的研發成果。

圖三：臺灣學生蔡尚峰同學海報發表（含示範）

〔續《高中師生海報發表和與會心得分享（下）》〕