參加2016 BCCE並
發表普通化學實驗翻轉教學

佘瑞琳

國立臺灣大學化學系
[email protected]

n美國化學教育雙年會

2016年7月31日–8月4日於美國北科羅拉多大學（University of Northern Colorado, UNC）參加兩年一次的美國化學教育雙年會（Biennial Conference on Chemical Education, BCCE），2016年BCCE為第24屆，網站在：http://www.unco.edu/bcce2016/index.html。BCCE是全美國化學教育學者二年一次的盛大集會，每次大會均有來自全美國大專院校教師、學生及中學教師參加。近幾年也有越來越多亞洲、澳洲、歐洲、非洲、加拿大等學者與會。以今年為例，有來自23個國家，超過2000位教育者參加（見圖一）。每次的雙年會輪流在全美國各大學舉行，主辦學校均卯足勁動員全校師生辦理此一盛會，而鄰近主辦大學的高中教師也都能就近參加。本人有幸在歷年教務長經費支持下，得於2008年開始參加BCCE。每一次都會報告化學系在課程或實驗方面的教學成果。每一場分組討論會都能和與會者有許多對談和教學交流，對美國的化學高等教育有更深刻了解，並獲得新的教學靈感與啟發。以下為歷次所參加BCCE雙年會之主辦學校及報告主題：

2016年，美國北科羅拉多大學（University of Northern Colorado, Colorado），普通化學實驗翻轉教學。

2014年，美國密西根州河谷州立大學（Grand Valley State University, Michigan），乾冰示範實驗。

2012年，美國賓州州立大學（Pennsylvania State University, Pennsylvania），導電塑膠聚苯胺實驗。

2010年，美國北德州大學（University of North Texas, Texas），民生化學與永續發展通識課程。

2008年，美國印第安那大學（Indiana University, Indian），化學多媒體示範實驗網頁。

圖一：2016 BCCE以世界地圖展示各參與國（左）及以圖釘代表各國參加人數（右）

n論文投稿與發表

每屆BCCE主辦單位會先邀請各界學者自行擬定主題，報名籌組工作坊或分組討論會。例如今年靜宜大學翁榮源教授即提出一個翻轉教室的分組討論會，其主題為Flipped Classroom Application in the University Chemistry Class，獲得熱烈迴響，共計30篇論文報名發表，分為三個半天場次舉行，每場次聽講者均超過百人，可見翻轉教學受到相當重視。每屆分組討論會的主題從網路教學、電腦模擬、電子書，普通化學、有機化學、分析化學、物理化學、永續發展，課程、實驗、教學法以及實驗助教培育，甚至實驗室規劃設計，各式各樣的化學教育主題，讓人目不暇接。與會者可將自己的論文摘要投寄至網頁上已經公布的適合主題，經主持人評閱接受後，再另通知個別發表的時間。每次雙年會均有百餘個分組討論會、工作坊及壁報展，同時在5天的會議中進行。大會提供編製精巧且方便攜帶與下載的〈會議手冊電子檔〉（http://www.unco.edu/bcce2016/pdf/pocket_guide_low.pdf），讓與會者掌握各個有興趣的論文時間；也可事先於網路勾記個人有興趣的主題，方便管理屆時的發表、聽講、工作坊或參觀時程。BCCE尊重個人智慧財產權，與會者不能拍攝報告者之投影片，但會後均有機會可與講者討論或索取投影片等相關資料。每一論文發表含討論時間均為20分鐘，主持人需控制準時，若有人放棄發表也不會將進度提前，以方便大家跑場聽講（見圖二）。

圖二：分組報告會場Ross Hall（左）和本人報告之會場（右）

n食宿、參訪與交流

由於BCCE均是在風景優美的各大學舉行，大會雖提供周邊簽約的優惠旅館，但因大會每天從早上八點左右開始的邀請演講，接著分組討論會的跑場，中間還穿插安排了海報展、圖書儀器展，或實驗儀器室與研究室參觀等，例如：2012 BCCE賓州大學安排參觀核子反應爐，2014年河谷州立大學安排密西根湖海洋研究船體驗等，一直到晚上的晚宴與交流會，行程非常緊湊，因此申請住在校內的學生宿舍是最為方便且經濟（含早餐約50美元╱日）。有2～6人房可選擇，均為獨立房間但共用衛浴設備，有時還有小廚房和客廳，讓來自各地的教育學者可交談、交流（見圖三）。

圖三：2016 BCCE提供住宿的學生宿舍之一

n普通化學實驗翻轉教學

參加2016 BCCE的目的之一是報告本人於臺灣大學化學系103和104學年，針對化學系一年級學生試行普通化學實驗翻轉教學的成果。普通化學實驗翻轉教學之設計規劃，是先從美國化學會發行的《化學教育期刊》（Journal of Chemical Education）中選出4篇適合大一學生實驗實作的論文，讓全班60餘位學生分為8組，分組閱讀討論其中一篇論文，再規劃、實作實驗及成果發表。流程安排如下：

我們邀請化學系林萬寅教授協助指導學生期刊論文閱讀與討論，安排二位化學系學生實驗專任助教吳美伶和張馨云負責指導學生實驗實作與報告書寫，再讓全體學生於成果發表會分組簡報實驗結果並進行互動式壁報展（見圖四）。期由翻轉實驗培養學生閱讀期刊論文、規劃與執行實作實驗、學習溝通與表達，及強化團隊合作精神等能力。學生問卷調查之分析結果顯示，翻轉實驗確實能增加學生主動學習能力及增進學習興趣，但同學們也指出閱讀英文期刊論文有些困難、一次實作實驗太少及整體花費太多時間等問題，是我們需思考調整之處。

圖四：臺灣大學化學系普通化學實驗翻轉教學成果發表會

n參與心得和迴響

University of Notre Dame）舉行，歡迎一起同行。

n參考資料

2016年9月），http://chemed.chemistry.org.tw/?p=19400。

n謝誌

感謝臺灣大學理學院前院長羅清華教授協助推薦本人參加BCCE盛會、開啟國際化學教育交流之路，歷任蔣丙煌教務長、莊榮輝教務長及現任郭鴻基教務長經費支持與鼓勵，讓本人得以將臺大教學成果於國際會議中呈現。

 

心得

翁榮源

[email protected]

n第24屆BCCE雙年會

感謝科技部暑假短期研究的計劃補助，本人2016年7月31日–8月4日來到風光明媚的美國北科羅拉多大學（University of Northern Colorado, UNC），參加兩年舉辦一次的第24屆化學教育雙年會（Biennial Conference on Chemical Education, BCCE）。從本人短期研究學校—伊利諾大學（University of Illinois, UI）搭機來到海拔1600公尺高的丹佛機場，還要搭交通車到北科羅拉多大學，倒是沒有想像中的呼吸困難症狀。報到後進入宿舍，雖簡單但所有住宿設施都有，兩人一間共用衛浴，每晚US$60，住學校宿舍還供早餐吃到飽，真是物超所值。最重要的網路WiFi這裡也有，這樣就可上FB，連上Line，與臺灣的家人和朋友聯絡。

從第一天開始就是滿滿的行程，這屆雙年會總共1200篇化學教育論文報告，超過2000位國際學者參加，對化學教育者而言每一篇論文都是寶藏，報名費還含一次晚餐、一次野餐及四次午餐，都可以隨意吃到飽，菜色豐富且營養十足，每天的中段休息時間還有吃不完的點心和飲料，招待可謂貼到心肝底處（見圖一）。

圖一：2016 BCCE會場

n  「翻轉教室」蓬勃發展

此次會議中遇到臺灣大學化學系佘瑞琳老師，她最近幾屆都來參加。身為化學教師的我們，參加BCCE就好像到了寶山一樣，世界上所有的化學教育工作者幾乎全部到齊，把他們的最新教學經驗分享給所有與會者，當然我們也絕不會空手回家。這ㄧ次佘瑞琳老師分享「臺灣大學普通化學實驗翻轉教室成果」非常成功，流利的英文，值得效法的流程，非常受到與會化學教授們的讚揚。臺灣大學化學系集合全臺灣的化學高手在此就讀，傳統的課程本來就很難讓這些學生滿足，佘老師能夠在普通化學實驗中導入Journal of Chemical Education的實驗題材給學生自主學習並發表他們的實驗成果，此教學得到學生高滿意度的肯定，這是相當令人振奮的成果。

本人最感興趣的主題是「翻轉教室」（flipped classroom），在此次會議中「翻轉教室」的文章，除了本人所主持的兩天三場會議約30篇論文外（見圖二），估計還有近50篇相關論文發表，可見「翻轉教室」正在科學教育最頂尖的美國蓬勃發展中，其中化學教育領域亦復如此，實在令人感到振奮。

 

圖二：本人主持會議議程之一

近年來科技軟硬體發展迅速，在大學教室裡學生人手一部電腦╱一支手機，其實教師的上課內容在網路上已有更好且更深入的解說，學生懂的知識有些比教師還多還正確，這樣的情況已經讓目前大學教師無所適從，正面臨著學生翹課、上課睡覺及玩手機等不知如何是好的窘境。每一位教師都有其應付衝擊的模式，「翻轉教室」可能是一個解決科技工具衝擊潮流的方式。以學生為學習中心的「翻轉教室」模式，已經在臺灣流行多年，各種翻轉模式應運而生，只要教師不在課堂講課，學生變成上課的主角就叫「翻轉教室」。以這次分享「翻轉教室」的論文為例，化學課的人數不限制，學生人數20-400個，助教0-10個，教師1-3個。翻轉教室的結果，雖然仍有部分學生希望回復傳統的教學，但絕大部分的學生都有相當程度的滿意度與成績進步，尤其在成績較差同學部分會有非常顯著的差異性。

n  「翻轉教室」的教學經驗

本人在靜宜大學基礎化學課程「翻轉教室」的經驗，學生對於新學習和新教學模式都表現出好奇與興奮，本人先把上課內容預錄並放在YouTube上，然後讓學生在家觀看學習，可以隨時中斷或隨時重複（完全沒有程度的差異）。由於學生的耐性不佳，因此所有的影片每段只有2-5分鐘，每一章總共15段影片，用心看完所有影片只需要不到1小時，到學校上課時前15分鐘分組討論，教師在各組間走動協助，一節課只討論5個影片內容（5個ACS考題）也就是5個最主要概念（主題概念），「翻轉教室」流程中教師扮演最關鍵的角色，如何從學生的口中引導出所要傳達的概念，必須像胡瓜和吳宗憲主持節目般的用盡一切努力，一步一步的把關鍵知識引導出來，過程中同組間的互助以及教師與學生的互動，都是非常重要的環節（見圖三）。隨便舉兩個題目給大家參考：

試題一：The herbicide level in the soil in a corn field was measured at 1.0 ppb. How many μg of herbicide are present in 1.0 Kg of soil?

的單位轉換，但不會直接給答案，讓學生自己找出答案。

試題一：Which of the following element put into a dice will call out any number you want?

教學影片會介紹魔術骰子的定義以及賭徒的應用，每一個骰子有6個面，理論上出現任何一個數字的機率是1/6，但化學家介入製作出來的骰子可以出現任何你想要的號碼，裡面有哪一個化學物質，同樣的不會直接給答案，讓學生自己找出答案。

透過遊戲式的分組合作討論，教師利用抽籤和搶答等加分模式，充分利用成績控制學生們的參與及合作機制。每一章結束後，學生必須上網參加平時考，每章15題單選題就是上課討論的題目，當天晚上12點前必須作答完畢，落實每位同學都已經學會該章所要傳達的關鍵知識。依據統計分析，研究結果顯示，「翻轉教室」確實比傳統教學的學習成效提升許多，學生滿意度也有相當高的肯定，尤其是女生進步幅度更大，可能是女學生們對分組討論和教學相長的「翻轉教室」模式更為適應。

圖三：學生同組間的互助討論

n  第25屆BCCE雙年會

下一屆化學教育家的天堂聖會—2018年7/29-8/2第25屆BCCE會議將在美國芝加哥附近的Notre Dame University舉行，希望所有化學教育的愛好者能夠都來參與，我保證每一個人都會收穫滿滿，擁有一次非常豐盛的國際化學教育旅程。