第六十三期 主編的話 周金城 國立臺北教育大學自然科學教育學系 ccchou62@tea.ntue.edu.tw 前言 第28屆國際化學教育研討會(28th International Conference on Chemistry Education, ICCE 2026)將於2026年7月13日至17日於土耳其東部城市Erzurum舉行,並與歐洲化學教育研究會議(ECRICE)聯合辦理,提供跨國化學教育交流與合作的重要平台(International Conference on Chemistry Education, 2026)。本會議為全球最具代表性的化學教育國際學術盛會之一,匯聚來自世界各地的學者與實務教師,共同探討化學教育的最新研究成果與教學創新實踐。2026年會議主題為「Chemistry Education in the Age of Artificial Intelligence」,聚焦人工智慧、數位科技與化學教育的整合應用,涵蓋概念學習、教學設計、教師專業發展以及社會性科學議題(Socioscientific Issues, SSI)等重要面向,對當前教育現場與未來教學趨勢具有高度啟發性。 在人工智慧快速發展的背景下,國際化學教育的關注焦點正逐步轉向AI與數位科技在教與學中的應用。ICCE 2026以此為主題,正反映當前全球教育發展趨勢,也突顯化學教育在數位轉型中的關鍵角色。呼應此一發展方向,本期特別規劃以「AI賦能世代的跨域共學──跨領域化學教育在數位時代的創新實踐」為主題之專題,期望透過多元教學實踐與研究成果的呈現,提供教師與研究者具體的參考與啟發。歡迎有興趣之讀者踴躍參與國際交流,拓展視野。 本期專題 本期專題共有四篇文章,專題主編是特別邀請國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所所長黃琴扉教授來負責,主題為「AI賦能世代的跨域共學──跨領域化學教育在數位時代的創新實踐」。AI時代已經來臨,生成式AI如何在化學教育中如何結合會是一個重要的議題。第一篇是由國立高雄大學工藝與創意設計學系王政弘教授和國立高雄大學數位內容設計研究中心盧俐雯教授所撰寫《人工智慧與元宇宙融入國小自然課程設計與實踐》,文章探討以「水溶液的酸鹼性」與「自然生態保育」為例,透過虛擬環境實驗與AI助教回饋,將抽象概念轉化為可感知的學習體驗,並展現以學習者為中心的教學調整歷程。結果顯示學生學習參與與理解深度明顯提升,人工智慧與元宇宙的融合亦拓展自然課程邊界,成為連結知識、人文與永續教育的重要橋樑。 第二篇是由國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所吳宜真、黃琴扉教授針對《AI融入化學教育之跨領域STEAM營隊設計與實施—以「我的3D故事書」為例》,文章探討以「我的3D故事書」營隊為例,結合AI與CoSpaces Edu建構可支援VR之3D虛擬學習環境,進行化學元素導向的STEAM教學,透過生成式AI與3D創作,讓學生以化學概念為核心發展具科學與敘事性的互動作品,並融入SDGs環境議題。 研究結果顯示,此教學設計能有效提升學生的化學素養、創意思考與永續意識,並促進跨領域整合與科技應用能力,為AI與3D虛擬環境融入化學教育提供實務參考。 第三篇是由屏東縣潮和國民小學謝相如校長所撰《AI工具融入環境化學與生態保育課程的教學應用》,文章探討國小如何透過AI賦能與數位融入,發展以綠色化學為核心並結合SDGs的跨領域PBL課程,透過全校性活動串聯覺察、探究與行動,並以生成式AI作為教師教學副駕駛(Co-Pilot)優化課程設計。研究結果顯示,AI能有效提升教師TPACK能力,並深化學生在週期表元素、酸鹼中和與廢棄物化學分解等基礎化學議題的理解,促進國小化學素養與永續教育之整合發展。 第四篇是由高雄市左營區屏山國民小學吳峯森主任所撰《AI賦能下的跨領域化學教育創新—以國小永續議題PBL課程為例》,文章探討以環境化學為主軸,結合AI工具,引導學生探究化學汙染對生態,特別是鳥類生態的影響,並強化人與自然環境之間的連結。透過5C策略(Care、Creative、Can-do、Check、Cycle)促進學生將知識轉化為實際行動,如支持友善耕作,進而提升學習成效並落實108課綱素養導向理念。 綜上所述,本期四篇專題文章從虛擬環境、STEAM營隊設計、校本課程推動到環境化學PBL實踐,多元展現AI融入化學教育的創新樣貌,不僅深化學生科學理解與永續意識,也促進教師專業成長與跨領域整合能力。整體而言,人工智慧已逐步成為連結知識、情境與行動的重要媒介,為未來化學教育在數位時代的轉型與發展提供具體方向與啟示。 本期專欄 本期專欄收錄兩篇文章。第一篇為化學史介紹,收錄義守大學通識教育中心張澔教授之研究,探討1871年傅蘭雅與徐壽編譯之《化學鑑原》中,對當時新發現之銫、銣、鉈與銦等元素性質的描述。本文從科學史觀點切入,說明兩人如何引介西方文獻以介紹新元素,並完整呈現這四種元素的發現歷程、生成方式、特徵與化學性質,展現當時最前沿的元素知識,具有重要的知識傳播與時代意義,同時亦讓讀者體會一百多年前科學轉譯工作的艱辛。 第二篇為化學實驗設計與探究之介紹,收錄臺中市大甲高中廖旭茂老師所撰〈簡易比色計的發展A-濁度計的設計與實驗探究〉。本文介紹一款簡易濁度計,採用紅外線 IR LED 與三用電表即可量測溶液濁度,無需程式編寫;裝置由 USB 供電,並搭配電阻調整光強,操作簡便且具彈性。實驗結果顯示,其檢量線 R² 最高可達0.9998,與商用儀器相當,且可量測較高濁度範圍,具良好的教學與應用價值。 結語 綜觀本期內容,從國際化學教育發展趨勢,到AI融入跨領域教學的多元實踐,再到化學史與實驗探究的深化呈現,展現當代化學教育在數位轉型中的重要面貌。人工智慧已逐步成為連結知識、情境與行動的關鍵媒介,不僅改變教學方式,也重新定位教師與學習者的角色。期盼本期內容能提供教師與研究者具體啟發,並促進教學實務與學術研究之交流,共同推動化學教育在數位時代的持續發展。 參考文獻 International Conference on Chemistry […]
第六十二期 主編的話 周金城 國立臺北教育大學自然科學教育學系 ccchou62@tea.ntue.edu.tw 前言 據新聞報導,目前教師甄試報考人數持續下降(台視新聞,2025),以高中化學教師甄試為例,103 年報考人數尚有 1,276 人,至 112 年僅剩 226 人,短短十年間出現顯著且快速的下滑趨勢。此一數據不僅反映師資供需失衡的現象,更顯示化學教育正面臨結構性與長期性的挑戰。若師資來源持續萎縮,勢必影響中等教育階段化學教學的穩定性與專業傳承。臺灣化學教育的關注焦點,已不宜僅侷限於教學方法與課程內容的精進,而應進一步從制度與環境層面,審視師資培育、聘任與專業支持體系,思考如何提升化學教學工作的吸引力,以確保優秀化學相關科系師培生願意且能夠長期投入化學教育現場,並期待關心臺灣化學教育的專家學者能提出更多建設性的建議。 本期專題「POE策略融入雙語自然教學設計」 本期專題特別邀請文藻外語大學師資培育中心丁信中教授擔任專題客座主編,收錄四篇研究文章,皆聚焦於將 POE(預測、觀察、解釋)探究策略與 CLIL(內容與語言整合學習)理念融入國小三年級自然科之雙語教學設計。四篇研究皆由許儷齡老師指導師資培育生進行教案發展與實踐,呈現師培課程中雙語自然教學設計的多元樣貌與教學潛力。 第一篇文章《POE策略融入雙語自然教學設計:探究廚房常見粉末的性質》由文藻外語大學師資培育中心劉芷晴、許儷齡所撰寫,以廚房化學為情境,結合 POE 探究策略與 CLIL 雙語教學理念,設計國小雙語自然教案。研究顯示,透過多感官觀察與語言鷹架,學生能在低語言焦慮的學習情境中提升科學觀察與雙語表達能力,展現探究導向雙語自然教學的可行性。 第二篇文章《POE策略融入雙語自然教學設計:以粉末溶解性探究為例》由文藻外語大學師資培育中心周秋亭、李家綺、葉晨淩、許儷齡所撰寫,以「調味品與粉末材料是否能溶解於水中」為主題,結合 POE 探究策略與 CLIL 雙語教學理念,發展國小雙語自然教學教案。研究結果顯示,透過生活化素材、實驗操作與語言鷹架,學生能在探究歷程中同時深化對溶解概念的理解,並提升英語表達能力,展現 POE 策略結合雙語自然教學的教學成效。 第三篇文章《POE策略融入雙語自然教學設計:以「廚房裡的科學—水溶液如何去除污漬」為例》由文藻外語大學師資培育中心蔡亭芳、詹家驊、劉雨柔、許儷齡所撰寫,立基於國小三年級「廚房裡的科學」單元,運用 POE 探究歷程結合 CLIL 雙語教學理念,發展以水溶液去污為核心的教學設計。研究指出,透過真實情境中的實驗操作與多元語言鷹架,學生能深化對酸鹼中和概念的理解,並在互動討論中增進合作學習與雙語溝通表現,突顯探究導向雙語自然教學在概念建構上的教學價值。 第四篇文章《POE策略融入雙語自然教學設計:以空氣砲探究活動為例》由文藻外語大學師資培育中心陳怡君、黃書愛、王珍珍、許儷齡所撰寫,以「空氣砲探究」為教學主軸,結合 POE 探究策略與 CLIL 雙語教學理念,發展以空氣運動與壓力概念為核心的雙語自然課程。研究顯示,透過動手操作與情境化語言鷹架,學生能在高度參與的探究活動中理解氣流現象,並逐步運用英語描述觀察結果,顯示 POE 策略融入雙語自然教學在促進科學探究與語言應用上的實務價值。 未來期待這些教案能進一步於實際教學現場進行長期實施,蒐集學生學習歷程與回饋資料,作為後續修正與深化雙語自然教學設計的重要參考。 化學課程與教材 本期化學課程與教材《透過顯現隱形指紋解開密碼鎖—結合實驗導向與問題解決取向的教學實例》,由國立彰化女子高級中學教師蔡家興、與國立彰化師範大學化學系研究團隊游文綺、許榮成、陳芷誼、李忠家和楊水平共同完成,是一篇相當完整的長篇文章,教學設計結合實驗導向(Experiment-based)和問題解決取向(Problem-solving oriented)的兩種教學法,其內容都已在彰師大化學系「普通化學實驗」和彰化女中「高三多元選修」課程實施技術操作,文章詳細介紹指紋的相關知識,還介紹四種讓指紋呈現的方法,並設計指紋遊戲的競賽,以及讓學生探究與修改指紋顯現技術,是一篇非常值得參考的化學教學文章。。 參與2025亞洲化學教育研討會後之投稿 本刊特別邀請參與 2025 亞洲化學教育國際研討會的與會者自由投稿(10th Network of Inter-Asian Chemistry Educators, […]
第六十一期 主編的話 周金城 國立臺北教育大學自然科學教育學系 ccchou62@tea.ntue.edu.tw 前言 2025年第十屆亞洲化學教育研討會已於7月26日至28日圓滿舉行,由日本山形大學的 Yasunao Kuriyama 教授主辦。在臺灣師範大學邱美虹教授的號召下,臺灣共有近40位高中師生與大學師生參與,為除日本外參與人數最多的國家代表團。若有興趣了解更多內容,歡迎參考本屆大會網站資訊(Network of Inter-Asian Chemistry Educators, 2025)。同時,也預告第十一屆亞洲化學教育研討會將於2027年在澳洲墨爾本舉行,歡迎有興趣的讀者持續關注相關訊息並踴躍參與。 圖1 臺灣所有參與師生與本屆會議日本主辦方、下屆會議澳洲主辦方合影紀念 本期專題「創新教學 × 多樣實踐──化學教育的多元發展與應用」 本期專題主編是特別邀請到屏東大學師培育中心楊志強教授擔任專題客座主編,總共有五篇文章。第一篇是由中原大學環境工程學系王玉純教授、臺北市立大學地球環境暨生物資源學系張育傑和國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所黃琴扉合撰的〈國小綠色化學氧化還原活動設計與實踐成果〉,針對綠色化學十二項原則進行教學設計,設計適合國小學生的氧化還原素養導向實驗活動,強調從源頭防止污染、降低化學危害並培養環保意識。課程以生活情境中的竹筷漂白殘留問題為引導,運用安全易得的材料,帶領學生動手操作與觀察,理解氧化還原概念並內化綠色化學精神。活動流程包含引發動機、提出問題、開箱材料、進行實驗與理論補充。實施結果顯示,學生參與度高、滿意度達96%,學習成效良好,顯示該活動有助於提升學生的學習興趣與理解能力,並推動綠色化學教育向下扎根。 第二篇是國立屏東大學師資培育中心楊志強教授所撰〈澄清石灰水快速備製方法與技術〉。澄清石灰水為氫氧化鈣溶液,廣泛應用於檢驗二氧化碳與沉澱反應,但傳統製備方式需長時間靜置與過濾,操作繁瑣且不利於課堂即時使用。本文提出以按壓瓶為壓力來源、棉花為過濾介質的「澄清石灰水快速備製法」,僅需將RO水與生石灰混合並加壓過濾,即可於短時間內取得澄清石灰水,無須靜置。此方法具備操作簡便、安全、效率高與可重複使用等優點,能有效提升教學現場的實驗時效與靈活性,也契合微型實驗精神,為傳統製備法提供具創新性與實用性的替代方案。 第三篇是高雄陽明國中謝甫宜老師所撰〈應用水晶寶寶建構分子滲透之教學模型〉,本文運用高吸水性聚合物「水晶寶寶」作為滲透作用的教學模型,協助學生透過實體模擬實驗觀察理解不同溶液濃度對細胞體積的影響。將水晶寶寶分別置於純水、未飽和與飽和食鹽水中,觀察其膨脹或收縮變化,對應高張、低張與等張溶液下細胞的反應。活動結合水晶寶寶的化學特性與生物概念,將抽象的滲透壓原理具體化,並輔以安全操作與觀察紀錄設計。結果顯示學生能清楚理解滲透作用,並延伸討論其在食品加工、農業灌溉與醫療輸液等生活情境中的應用,提升科學素養與批判性思維。 第四篇是澎湖縣馬公國小陳河開老師所撰〈應用AI科技協助化學科展競賽準備的一種可能〉,本文以國小化學科展作品為例,分享在探究歷程中導入 AI 工具的應用經驗。學生運用 NotebookLM 進行文獻整理、因材網釐清概念、Gemini 製作圖表,並以 Edcafe 建置模擬問答機器人,加強口語表達與答辯能力。研究題材結合在地議題與化學固碳實驗,歷經設備設計、資料分析與理論修正,展現師生協作與探究精神。作者同時反思 AI 工具在創新設計上的侷限,強調人機協作的重要性,展現 AI 輔助教學於科展指導的可行性與潛力,很值得大家參考 如何將 AI 科技應用於科展活動。 第五篇是國立屏東教育大學化學與生物學系退休洪文東教授所撰〈化學與生活多面向的化學應用〉,以「食、衣、住、行、環境」五大面向為主軸,探討化學在日常生活中的多元應用與教育意涵。「食」說明食品化學在品質、安全與風味控制的角色;「衣」介紹纖維、染整技術與綠色化學的創新實踐;「住」聚焦居家化學品的功能與風險管理;「行」強調交通中材料與能源化學的重要性;「環境」則論述污染防治與資源循環的關鍵技術。本文強調化學深植生活各層面,透過跨領域實例可提升科學素養、批判思維與永續意識,為化學教育與科學普及提供實務與啟發並重的資源。 化學教學主題 本期有兩篇化學教學主題的文章,臺北市立龍山國中鄭志鵬老師在〈AI 輔助科學申論題練習工具開發與課堂實作〉一文中,運用 Gemini AI 結合 Google Classroom 平台,開發出一套能即時評分與回饋的實驗設計練習系統。學生根據題目,將提供的步驟字卡拖曳排列,並將結果貼回作答區後,AI 會依據預設標準進行評分,給予等第、優點與具體改進建議。學生可依建議反覆修正,逐步完成完整的實驗流程,提升探究與實驗設計能力。此系統亦具備差異化教學功能,並開放原始碼供教師下載修改,促進此教學模式的推廣 第二篇是由四位中學教師沈秀君老師、鍾曉蘭老師、鐘建坪老師與游珮均老師所共同撰寫的〈查理定律創新教學實踐:從實驗操作到概念理解的探究之路〉,以探究實作為核心,設計出一套結合真實實驗與數位模擬實驗的教學流程。課程首先透過閱讀文本引導學生進行實驗設計,接著安排氣體體積測量之空氣柱製作與實驗操作,並引導學生進行數據分析與討論。之後,學生利用 PhET「Gases Intro_氣體概念介紹」模擬實驗,探索溫度與氣體體積的關係,進一步推算絕對零度,並比較真實實驗與模擬實驗所得到的結果差異,思考其背後的原因。此教學歷程不僅幫助高中學生深入理解查理定律的科學意涵,也引導他們體驗從觀察、建模到推論的科學探究過程,進而掌握模型在科學發展中的角色與侷限。 化學歷史介紹 本期有一篇與化學史有關的文章,是義守大學通識教育中心張澔教授撰寫的〈羅存德的元素名詞〉一文。由此文我們可以看到,化學元素中文名稱的發展其實經歷了一段多元而混亂的過程。早期科學家和傳教士在翻譯元素名稱時,並沒有一致的標準,因此出現了許多不同的中文譯名。這些名稱在當時並存競爭,隨著時間的推移,透過多次科學名詞會議與學界的討論,才逐漸建立起今天我們熟悉、統一的元素中文名稱。而在這段歷史中,德國傳教士羅存德所創造的元素譯名雖一度在日本的科學書籍中被採用,但在中國並未造成長久影響,最終逐漸被後來的譯名體系所取代。 結語 […]
第六十期 主編的話 周金城 國立臺北教育大學自然科學教育學系 ccchou62@tea.ntue.edu.tw 前言 感謝各位長期以來對臺灣化學教育網站的支持與愛護!本站致力於推動化學教育資源的分享與交流,能獲得來自教師、學生及教育研究者的肯定,我們深感欣慰。然而,近日網站受到駭客攻擊影響,導致部分網頁出現顯示異常等情形,對於造成使用上的不便,我們深表歉意。目前技術團隊已積極進行檢測與修復作業,並同步強化資安防護機制,以避免類似事件再次發生。過程中若有造成大家困擾,懇請見諒。我們也歡迎使用者回報發現的異常狀況,以利我們加速修復與優化。再次感謝您的包容與支持,未來我們將持續努力,提供更穩定、安全且優質的化學教育平台。 本期專題「輻射與化學」簡介 隨著醫學科技的發展,輻射早已不再只是原子能或核武的代名詞,而成為現代醫療中不可或缺的利器。無論是用於診斷的電腦斷層掃描(CT)、正子斷層掃描(PET),還是治療用的質子放射線與放射治療,這些應用都建立在輻射與化學的深厚基礎上。當輻射與人體組織、特定藥物或造影劑發生作用時,牽涉的不僅是物理能量的傳遞,更是分子層級的化學變化與生物反應。從了解癌細胞的代謝活動,到啟動免疫系統的分子訊號,再到個人化放療的精準導引,輻射與化學的結合正開啟醫學治療與影像診斷的新視野,為人類文明照亮智慧醫療的下一道光芒。 本期專題主題是「輻射+化學:燃起人類文明的第三把火炬」,專題客座主編是邀請國立臺北教育大學自然科學教育學系鄭宏文教授擔任,一年前邀約鄭教授賜稿時,很感謝他很爽快的答應,並且擬定了這個醫學科技中輻射與化學的主題,並很快邀請長庚大學放射醫學研究中心的團隊來介紹輻射與化學在醫療領域的結合,從歷史發展、質子治療原理、腫瘤免疫調控機轉、個人化治療影像技術,到超極化磁振造影應用,展現臺灣在放射醫學與化學跨域整合的研究成果與教育價值,且各篇專題文章都是很專業的內容,希望中學生讀者進入到大學後未來可以投入此領域的相關工作與研究中。 第一篇專題文章是長庚大學放射醫學研究中心趙自強主任所撰寫《輻射普拉斯》,探討游離輻射的科學原理、歷史發展及其在醫學、動物實驗、太空科技與安全設計等領域的應用,強調輻射本無好壞,關鍵在於用途與管理。文中亦介紹臺灣在質子治療與輻射模擬研究的最新成果,展現跨域整合的教育與社會價值。 第二篇專題文章是長庚大學放射醫學研究中心卓奕均博士所撰寫《質子治療的輻射化學機轉與模擬探索:從能量沉積到奈米尺度自由基反應》,介紹質子治療時,質子進入人體後會和水產生作用,產生具破壞力的自由基,進一步傷害癌細胞的DNA。文章也說明金奈米粒子有機會幫忙控制這些自由基的生成與作用方式,讓治療更有效率。此外,也提到一種模擬軟體Geant4-DNA,能幫助研究人員了解這些反應在細胞內是怎麼發生的,進一步提升治療的準確度。 第三篇專題文章是長庚大學放射醫學研究中心程俊嘉博士所撰寫《放射治療有利於臨床免疫療法:從化學與分子機制探討放射治療如何調控腫瘤微環境的免疫細胞 》,說明放射治療除了殺死癌細胞,還能幫助免疫系統對抗癌症,特別是對某些基因正常的腫瘤效果更好。後續說明放射治療會刺激身體產生訊號分子,吸引免疫細胞(像是T細胞)進入腫瘤附近,有機會讓免疫系統更容易認出並攻擊癌細胞,進而提升免疫療法的效果,也讓更多癌症患者有機會獲得幫助。 第四篇專題文章是長庚大學放射醫學研究中心詹美齡博士所撰寫《個人化精準質子治療新視野:從物理影像到在線生物影像導引》,說明放射治療邁向精準與個人化,傳統僅依賴解剖影像難以掌握腫瘤內部的生物異質性,尤其是缺氧狀態可能造成輻射抗性。生物影像導引放射治療(Bio-IGRT)結合PET等分子影像技術,可監測腫瘤生理變化並調整劑量。質子與重粒子治療具備自發性正子訊號來源,無需注射顯影劑,搭配原位PET與創新影像重建技術(如sc-MLEM),有效克服有限角度與訊雜比挑戰,提升影像定量準確性,為實現精準放療提供重要支持。 第五篇專題文章是長庚大學放射醫學研究中心謝憬儀博士所撰寫《超極化碳-13磁振造影:即時代謝可視化技術》,說明超極化核磁技術是一種先進的醫學影像技術,能大幅提升偵測特定分子的能力,特別是碳-13這類不容易觀察的原子。利用「溶解動態核極化」的方法,研究人員可以強化碳-13的訊號,讓我們能清楚看到體內的代謝活動。例如,透過觀察超極化[1-13C]丙酮酸的變化,可以即時了解身體裡乳酸與碳酸氫鹽的產生過程。這項技術對癌症等疾病的診斷與治療監控非常有幫助,為未來醫療帶來新希望。 化學實驗主題 本期化學實驗主題有兩篇,第一篇是由國立彰化師範大學楊水平教授所撰《自製常用的黏合劑並測試其黏合效果》,本文介紹三種可由學生親手製作的家庭黏合劑:白色漿糊、甜味膠水與透明膠水,並透過紙張與木材測試其黏合效果。實驗過程設計簡易,材料安全易得,適合於家庭或學校場域進行。作者強調透過動手操作,讓學生體驗生活中化學原理的應用,並提供教學指引與延伸探究問題,有助於激發學生的學習動機與探究能力。本實驗亦對應108課綱自然領域的學習表現與內容,適合國小至高中各階段課程教學,展現化學教學與日常生活的有效結合。看到此文章讓回想到我國小的時候曾看過父親在修補家中脫落壁紙時,在瓦斯爐上加熱煮出漿糊,當時的我覺得好驚訝,原來漿糊可以在家自製。 第二篇是國立中科實驗高級中學化學科何家齊老師與指導科展學生周佳誼和周欣誼,將高中科展報告改寫投稿,本研究旨在尋找安全、簡便且高效的製氧替代方法,以取代傳統雙氧水製氧實驗。實驗選用過碳酸鈉作為「固體雙氧水」,探討其與不同水量、溫度及催化物(如多種金屬與金針菇)反應時的產氧效果。結果顯示,1公克過碳酸鈉加入10–15 mL水最適合,溫度愈高氧氣產生愈快;銅片及金針菇具催化效果,其中金針菇效果最佳但高溫會抑制其酵素活性。進一步實驗顯示,60℃水中加入4枚1元硬幣及10克過碳酸鈉,15分鐘內可產生520 mL氧氣,符合中小學實驗需求。此方法安全、材料易得,具實用推廣價值。 結語 本期專題聚焦於「輻射與化學」在醫療與教學上的創新應用,從放射診斷、質子治療、免疫調控到代謝影像技術,不僅展現臺灣在跨域整合研究上的深厚實力,也勾勒出化學教育未來可發展的多元方向。透過這些精彩文章,我們期盼能激發更多師生對於輻射科學、醫藥化學與實驗探究的興趣與投入。同時,本期兩篇化學實驗文章也回應生活情境與教學需求,讓化學不只是課本上的知識,更能走進學生的生活與實作教學中。未來,我們將持續致力於推動優質的化學教育資源,邀請大家一同參與化學教育的無限可能。
第五十九期 主編的話 周金城 國立臺北教育大學自然科學教育學系 ccchou62@tea.ntue.edu.tw 前言 最近又到了各縣市中小學科學展覽會的時節。每當在科展報告中看到引用「臺灣化學教育」網站上的資料,總讓人感到欣慰與鼓舞。雖然擔任臺灣化學教育網路期刊的出版工作確實壓力不小,但想到有許多師生讀者的支持與肯定,總能成為我們持續努力的動力。 在此也誠摯邀請參與科展製作的師生們,將您的科展作品加以改寫,結合化學教育的相關內容與應用,投稿至本期刊。這不僅能讓更多讀者深入了解科展的精華與價值,也能促進化學教育的推廣與交流。 本期專題主題「二氧化碳教學探究:連結溫室效應、氣體行為與碳封存的環境教育實踐」 行政院於2022年3月正式公布「2050淨零排放路徑及策略總說明」, 同年12月公布「12項關鍵戰略行動計畫」。確立在2050年達成淨零排放的目標(國家發展委員會等,2022)。該策略以「能源轉型」、「產業轉型」、「生活轉型」和「社會轉型」四大轉型為核心,並在「科技研發」與「氣候法制」兩大治理基礎上推動。而其中12項關鍵戰略之一就是「碳捕捉利用及封存(Carbon Capture, Utilization, and Storage ,簡稱CCUS)」(國家發展委員會,2022)。科技研發基礎中的"產業技術精進落實"項目, 有1.開發低成本的二氧化碳捕捉創新技術、2.推動二氧化碳捕捉利用轉化為低碳化學品的創新技術、3.建立可運行的二氧化碳封存場域、4.推動CCUS成功經驗複製擴散。其中CCUS內容中,最重要的就是如何減少大氣中的二氧化碳,為了將此概念落實到小學教育中,加強學生對於二氧化碳性質的認識,就需要設計更多的教學與實驗內容。因此,由我邀請幾位專家學者與國小老師共同針對此主題撰文。 本期專題主要有四篇文章,這四篇文章以「碳」為核心,從不同角度引導中小學生認識氣候變遷與科學探究的關聯,並強化實作與科技應用能力。首篇由中央大學莊佩娟教授撰寫,介紹紅樹林、海草床等藍碳生態系的碳封存潛力與風險,引導學生思考自然解方在氣候危機中的角色。第二篇由國光國小張詩敏老師撰寫,透過簡易實驗讓學生觀察二氧化碳的溫室效應,認識碳排放與氣候變遷的關聯。第三篇由永安國小邱麗綺老師撰寫,運用紅外線熱像儀偵測氣體洩漏,讓學生從儀器操作中了解二氧氣體氣體壓力與溫度的關係及科技應用。第四篇則由北教大周金城教授撰寫,以實驗探究二氧化碳溶於水後的酸鹼變化,深化學生對碳循環與海洋酸化等議題的科學理解。整體內容兼顧科學原理、實驗設計與永續議題,是兼具知識性與操作性的優質教材。 化學教學主題 由2017年起,台北市推動開始推動國小雙語教育政策,包含國小自然領域,在不少老師的持續耕耘下,逐步跳脫出全英語教學模式,發展出適合目前我們國小學生的雙語自然教學方式。臺北市萬華區西園國小陳英智老師投稿的《雙語「熱」—小學自然科學課堂中的實踐》,以臺北市國小六年級自然課為場域,運用5E探究式教學法結合CLIL(Content and Language Integrated Learning)理念,設計出兼顧自然科學與英語學習的雙語課程,主題聚焦於「熱的影響與傳播」。課程以英語繪本導入,搭配熱現象實驗與生活應用討論,提升學生對熱傳導、三態變化等科學概念的理解,同時培養其英語詞彙與表達能力。透過Google表單調查,約六成學生對雙語自然課持正向態度,亦顯示語言難度與理解負荷仍為挑戰。研究建議運用動畫、圖示、實作與鷹架設計,協助學生跨越語言與科學的雙重門檻。雖然考量多方因素,自113學年度起,臺北市「公立國民中小學雙語教育實施計畫」中,已將自然科學課程從國小雙語課程建議科目中移除,但仍有一群認同並致力推動雙語自然教學的教師持續努力。長遠而言,發展自然科學的雙語教學確具其必要性,但在實施策略上需更具彈性與節奏,方能穩健推進。 結語 本期專題聚焦二氧化碳教學探究,結合氣候變遷、碳封存與環境永續等議題,從實驗設計到科技應用,展現化學教育的多元面向。此外,自製黏合劑的實驗設計讓學生從生活中體驗化學,強化實作與探究能力;而雙語自然教學的實踐,也反映教師們在科學與語言整合上的創新與努力。我們誠摯邀請更多教育現場的師生將實作經驗與教學成果分享投稿,讓化學教育與社會議題連結得更緊密,持續在孩子心中種下科學探究的種子。 最後,再次宣傳第十屆亞洲化學教育研討會訊息(https://www.nice2025.jp/),研討會將於2025年7月26日至28日在日本的Yamagata Kokusai Hotel舉行(見圖1)。 NICE(Network of Inter-Asian Chemical Educators)成立於2005年,旨在促進亞洲地區化學教育專業人士之間的交流與合作。 該會議的目標是比較亞洲各國化學教育的現狀,討論共同面臨的挑戰,並從國際視角為各國特定問題提供建議。NICE研討會與典型的國際研討會有所不同,強調包括中學和大學教育者參與,許多報告以海報展示或小組研討的形式進行,透過面對面的交流和實驗操作來理解彼此的想法。目前,研討會的摘要投稿和註冊已經開始,摘要投稿期限為2025年5月31日,歡迎大家踴躍投稿。 圖1 2025第十屆亞洲化學教育研討會徵稿海報 參考文獻 國家發展委員會、行政院環境保護署、經濟部、科技部、交通部、內政部、行政院農業委員會、金融監督管理委員會(2022)。臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明。20250329取自https://ncsd.ndc.gov.tw/Fore/nsdn/about0/2050Path 國家發展委員會(2022)。十二項關鍵戰略。20250329取自https://www.ndc.gov.tw/Content_List.aspx?n=6BA5CC3D71A1BF6F
第五十八期 主編的話 周金城 國立臺北教育大學自然科學教育學系 ccchou62@tea.ntue.edu.tw 2023年被視為「AI元年」,因為在這一年,生成式AI技術取得了顯著進展,並迅速應用於各行各業。 回顧2024年,在教育方面AI也逐步進入各階段學生的學習過程中,但教育者仍需要研究何時以及如何適當地將AI融入教學,以確保其有效性和適切性。 未來,學生需要被培養更高階的問題解決能力與創造力, 在AI技術快速發展的背景下,化學教育應積極探索AI的應用與發展方向。 這需要我們共同努力,推動教學方法的創新,提升學生的未來核心素養,並確保教育與科技進步同步發展。 本期專題主題為「理解日常的化學挑戰:探究真實問題之化學素養教育」,由國立東華大學自然資源與環境學系楊悠娟教授擔任客座主編,邀請國小、國中、高中與大學的教師共同撰文,豐富了討論的廣度與深度。楊悠娟教授專長於環境與永續教育、化學教育、仿生教育等領域,致力於科學實作與探究設計、科普推廣與傳播,以及環境與綠色化學的研究。本期專題共有七篇文章,依序第一篇是花蓮縣光復鄉大興國民小學的陳文正老師,與宜蘭縣頭城鎮二城國民小學陳健忠老師所共同撰寫《國小自然科學領域的素養導向教學與評量:以水溶液酸鹼概念為例》,針對國小酸鹼實驗教材內容分析,並提出評量設計方法。第二篇是花蓮縣北埔國小柯凱珮老師所撰寫《國小「食物電池」全民科學週教案設計與闖關實作》,針對食物當作鋅銅電池電解液的探究實驗設計,提供學生延伸學習活動。第三篇是國立嘉義大學應用化學系連經憶教授所撰寫《國中、小「維生素C的定量分析」實驗設計與闖關實作》,內容是分別介紹適合國小學生與國中學生可以使用來定量維生素C的方法、以及藉由科學新聞來引發學生進行小黃瓜對維生素C穩定性的探究活動。第四篇是國立彰化高級中學的劉曉倩老師所撰寫《國中「化腐朽為神奇」全民科學週教案設計與闖關實作》,內容是針對豆腐的製作過程來探討不同物質對凝聚作用的影響。第五篇是高雄市立新莊高級中學謝佶霖老師所撰寫《國、高中「五色仙女,降落!」全民科學週教案設計與闖關實作》,內容是針對不同金屬鹽類的焰色反應,來了解煙火色彩的原理,能引發學生的參與興趣。第六篇主要是由臺北市立第一女子高級中學周芳妃老師與其合作團隊所共同撰寫《高中「亞鐵三明治:二茂鐵實驗」瑪麗居禮科學營課程與實作》,內容是針對二茂鐵(Ferrocene)氧化還原反應過程導致溶液變色的過程,並使用紫外光-可見光光譜儀來測定,並可用於定性與定量之探究實驗設計。第七篇是國立東華大學化學系江政剛教授所撰寫《以問題導向法建立學生於農藥殘留檢驗之基本概念》,內容主要是以問題導向學習法策略來說明農藥的基本原理與最大殘留容許值等概念,並介紹農藥檢驗方法與流程,以及常見的三種台灣農藥殘留檢驗相關技術,可以拓展讀者對於實務工作有更深的了解。 本期還有五篇一般性文章,第一篇是新北市立錦和高中鐘建坪老師、新北市立新北高中鍾曉蘭老師,和新北市康橋中學沈秀君老師所撰寫《開發以會考試題為基礎的探究教學》,針對元素符號的標示進行會考試題分析,討論表徵模型之間的轉換,元素符號探究教學等面向,並思考如何由會考試題方向來開發探究教學活動。 第二篇是國立臺南第一高級中學劉獻文老師所撰《探究與實作課程之外—師生的教學相長》,針對高中探究與實作課程中,透過開設為課程與撰寫小論文等方式,並設計探究式教學,來培養學生批判性思維與解決問題能力。 第三篇是國立彰化師範大學化學系游文綺與胡景瀚教授所共同撰寫《透過MS-Excel學習滴定曲線的原理》。使用EXCEL來設計酸滴定曲線模擬器,可以讓使用者調整酸鹼數量,並呈現出滴定過程的曲線,可以讓學生更加了解酸鹼反應過程的pH值變化情形。 第四篇文章由高雄市立新莊高級中學謝佶霖老師、桃園市立幸福國民中學彭郁惠老師以及國立彰化師範大學化學系楊水平教授共同撰寫《萃取實驗:適用於教師示範和學生動手做》。內容包含兩種教師示範實驗,分別是固相‒液相萃取,萃取薑黃素並製作薑黃試紙,以及液相‒液相萃取,萃取廣用指示劑並製作廣用試紙;此外,針對學生的家庭實驗設計則包括從口水中萃取自身DNA及從鮮乳中萃取DNA。文章提供了詳細的教學指引、課堂討論問題以及適合學生探究與實作的活動,內容豐富且完整,具有高度的實用性與教育價值。 第五篇文章是由國立臺北教育大學教育系創新與評鑑碩士班研究生林繼煒所撰,主題為《YENKA軟體實驗模擬軟體在小學自然教學上的應用–氧氣、二氧化碳與燃燒》,是使用全校授權YENKA軟體來設計國小學生不易微觀觀察燃燒實驗,並且實踐於國小教學中,可以提升學生的學習興趣,也具有相當的學習成效。 最後,我們協助宣傳兩場重要的化學研討會,為化學教育與學術交流注入新活力。2025化學年會將於2025年3月7日至9日在靜宜大學舉行,以「智慧化學 • 跨界永續ESG」為主題,匯聚國內外頂尖學者與專家,共同探討化學領域的創新發展與永續實踐。會議特色包括跨領域議程、國際學者演講、高中生壁報展示,以及多項鼓勵青年學者的競賽與獎項安排,這將是一場充滿啟發與交流的學術盛會。 此外,第十屆亞洲化學教育研討會(2025 Network of Inter-Asian Chemistry Educators Conference)將於2025年7月26日至28日在日本山形市舉行,由日本山形大學主辦,大會主席栗山恭直教授(Yasunao Kuriyama)領銜。我們誠摯邀請各界同仁踴躍參與,共襄盛舉,為亞洲化學教育的未來發展貢獻智慧與力量!
第五十七期 主編的話 周金城 國立臺北教育大學自然科學教育學系 ccchou62@tea.ntue.edu.tw 前言 感謝大家一直以來的支持臺灣化學教育!我們非常抱歉,因為技術上的問題,臺灣化學教育網站的第56期內容無法如期在網站上刊登,已透過Facebook發行。雖然第57期內容已成功刊登於網站上,但由於原有網址與目前網站IP連接的技術問題,仍導致頁面仍無法順利顯示或連接。對於這段時間給大家帶來的不便,我們深感抱歉,並會持續努力解決這些問題,讓網站能於下期盡快恢復穩定運作。我們深知這影響了許多使用者的體驗,再次誠摯致歉,並感謝您長期以來的支持與諒解。 本期專題主題「高中學科中心教師社群:推動教育創新的力量」 本期專題主題是「高中學科中心教師社群:推動教育創新的力量」,專題客座主編是邀請國立高雄師範大學理學院院長洪振方特聘教授擔任,專題主要是探討了高中學科中心教師社群的運作模式,並強調其在推動教師專業發展與教育創新中的關鍵作用。內容包括社群如何應對新課綱的挑戰,透過定期共備、跨校合作、課程設計與專業增能活動,幫助教師適應素養導向教學與評量。同時,文章也指出了社群運作過程中的挑戰,如時間限制、教師負擔過重及疫情影響等,並強調了社群在教育變革中的持續重要性與未來發展方向。 第一篇是高雄中學李麗偵老師所撰寫《南區化學教師共備社群簡介》,文章介紹了南區化學教師共備社群的運作情況。文章中詳細描述了該社群的組成、共備的時間與地點安排,並說明了社群的共備內容與目標。透過高屏和台南兩個小社群的協作,教師們進行素養導向教學與課程設計的實作,並運用ICT技術來提升教學效果。社群還強調了理論與實踐的結合,期望透過觀課與議課的歷程來深化教師對素養導向課程的理解,最終提升學生的學習成效。 第二篇是臺中市立大甲高中陳孟男老師與、國立竹山高級中學陳映辛老師所撰《臺中市高級中等學校課程發展中心教學輔導組 學科輔導團中區化學共備社群的回顧與展望》,文章回顧了臺中市中區化學共備社群的成立背景與運作模式。社群於108學年度成立,旨在推動素養導向課程設計,並促進教師專業發展。文章詳細描述了社群透過課程設計共備、公開觀課、探究與實作課程增能研習等方式,幫助教師適應新課綱的需求。展望未來,社群將持續調整課程設計,建立教學資源平台,並深化與學科中心及大學端的合作,以應對科技與社會趨勢的挑戰。 第三篇是新竹市立建功高級中學張珮茹老師所撰寫《從啟航到穩健發展的「勁竹話化」》,文章介紹了「勁竹話化」新竹市跨校化學共備社群的成立與發展歷程。社群由新課綱推動而來,旨在為竹苗區的化學教師提供學習與交流的平台,並透過定期的共備活動,協助教師們適應素養導向教學。文章描述了社群的成長過程,包括面對參與人數減少等挑戰後的調整與改進,並透過與學科中心及大學端合作,滿足現場教師的需求。未來,社群將繼續為化學教師提供支持,促進教學創新與成長。 第四篇是高雄中學林威志老師所撰寫《化學學科中心種子教師社群運作》,文章介紹化學學科中心透過種子教師社群推動新課綱素養課程設計,強調教師專業成長、AI工具應用,以及永續綠色化學的實驗教學,減輕教師負擔並促進差異化教學。 第五篇是高雄中學李麗偵老師所撰寫《化學學科中心測評種子教師社群介紹》,文章介紹介紹了南區化學學科中心測評種子教師社群的成立與發展背景,詳細描述了社群如何透過一系列增能課程和實踐活動,提升教師對素養導向評量的認識與命題技術。文章強調,社群不僅幫助教師進一步理解素養導向評量的理論基礎,還促進了跨校教師合作,共同開發科學素養評量試題。未來展望中,社群將繼續推廣測評知能,並結合最新科技與教學需求,深化測驗理論應用,推動素養導向評量的普及與發展。 第六篇是高雄中學物理科盧政良老師所撰《從共備到共創:南區物理教師社群的協作策略與專業成長》,文章介紹了南區物理教師共備社群的成立背景與發展歷程,並詳細探討了該社群如何透過教師間的合作與反思,推動教學創新與專業成長。文章回顧了社群在108課綱實施過程中所面臨的挑戰,如跨領域教學要求與疫情影響,並描述了社群如何透過數位教學工具的應用與「同課異構」的教學活動,提升教師的專業能力與學生的學習成效。展望未來,社群將持續引入新科技輔助教學,推動雙語教學與跨學科合作。 第七篇是國立中央大學附屬中壢高級中學的林欣達老師所撰寫《非正式的跨校教師社群-LOTO物理幫的成長軌跡》,文章介紹了LOTO物理幫這個非正式跨校教師社群的成長歷程。該社群從2011年開始,經歷了從讀書會、課程共備到自辦研習和科學營隊等階段,成員透過分享與合作,不斷推動教學創新。 本期專題透過七篇文章,深入探討了高中學科中心教師社群在推動教育創新與教師專業發展中的關鍵作用。這些社群不僅致力於素養導向課程的設計與實踐,還透過跨校合作、共備活動、公開觀課等方式,幫助教師適應新課綱的需求,並提升教學效果。面對課綱改革、跨領域教學與疫情挑戰,各地教師社群展現了靈活調整與創新應對的能力。未來,這些社群將繼續引入新科技與跨學科合作,促進教學創新,為教師提供更多元的專業成長機會,並在教育改革的道路上持續前行。 國內外化學教育交流報導-2024年國際化學教育研討會 在國內外化學教育交流報導上,本期針對2024年在泰國的芭達雅辦理國際化學教育研討會(International Conference on Chemical Education, ICCE)的相關內容進行報導,這是兩年一次全球化學教育領域的重要年度盛會,匯聚來自世界各地的學者、教育工作者和專業人士,共同探討化學教育的最新趨勢與挑戰。本此參與此活動有不少來自台灣學者、碩博士生與教師,我們邀請大家投稿,在此逐篇介紹。 第一篇是國立臺灣師範大學科學教育研究所名譽教授邱美虹教授所撰寫《IUPAC化學教育終身成就獎的得獎感言—分享與IUPAC結緣和參與歷程》,自2002年起參與國際純粹暨應用化學聯合會的化學教育委員會之歷程,並獲得此會所頒發化學教育傑出貢獻獎之肯定,也是台灣 第一人獲得此獎項者,邱教授將整個參與IUPAC化學教育委員會歷程娓娓道來,引領並鼓勵大家持續投入國內外的化學教育發展工作。 第二篇是國立臺北教育大學自然科學教育學系退休教授熊召弟教授,所撰寫《凝視 省思 展望》,熊教授已退休十年,仍繼續投入科學教育學術工作令人感佩。撰文內容針對整個大會的議程主題說明,建模本位的教學及評量之論壇內容統整說明,並說明本次大會18日演講之一「The OPCW: Ridding the world from chemical weapons」禁止化學武器組織在化學教育上的努力,也針對與會臺灣成員的近身觀察與描述,充滿對科學教育的殷殷期盼。 第三篇作者是國立臺北教育大學自然科學教育學系的林靜雯教授,所撰寫《建模本位教學的創新與實踐:自然領域教學研究中心團隊在ICCE 2024的研究成果與展望》,這篇文章介紹了國立臺北教育大學自然科學教育學系團隊於2024ICCE上的研究成果,聚焦於建模本位教學。她分享了團隊針對小學科學教育的創新,特別是在提升學生對物質粒子模型理解的教學工具設計和應用上,強調結合理論與實踐的重要性。透過這次國際交流,臺灣的科學教育展現了深厚的研究實力與全球影響力,為未來的教學創新提供了寶貴的啟發。 第四篇作者是是大甲高中的廖旭茂老師,所撰寫《27thICCE-微型化學研討會發表與工作坊》,記錄了作者參加第27屆ICCE微型化學研討會的經歷,並介紹了其微型霍夫曼電解器的展示過程。內容涵蓋研討會的背景、議程以及工作坊的詳細情形,作者報告了微型電解器的設計與應用,並與來自世界各地的學者進行了交流。本文展示了如何利用微型化學實驗促進教學,以及在國際平台上分享教具與教學經驗的具體過程。 第五篇作者國小在職教師與博士班雙重身分的王秋雯老師,所撰寫《一場啟動教師熱誠的國際交流》,分享參與國際化學教育會議的見聞與反思,並聚焦於微型化學實驗、差異化教學和建模等主題。會議中提到的微型實驗讓學生能夠在日常生活中進行化學實驗,節省資源並增進學習興趣。她也提到這些新穎的教學法不僅激發了學生的學習動機,也引發了對綠色化學與永續發展的深刻思考。文章最後鼓勵教師們結合科技與創新教學,提升學生的科學素養,帶來了滿滿的啟發與熱情。 第六篇是國小在職教師與博士班雙重身分的文爾雅老師,所撰寫《ICCE 2024專題報告與見聞分享》,她參與2024ICCE的所見所聞,強調了化學教育中的新興趨勢與永續發展的重要性,並分享了個人發表的專題報告內容,探討化學運算思維對數理運算思維的影響,並反思台灣基礎科學教育的現狀,尤其對於綠色化學系統思維的應用和國際學者的熱情參與,讓他感受到全球學術界對化學教育發展的重視和推動。 第七篇是主編所撰寫《第27屆IUPAC國際化學教育研討會之化學品的安全與安保論壇簡介》,說明有關於化學品安全與安保的討論與重要性。本文針對此論壇強調化學品的廣泛應用,並說明化學品安全與安保在學術與工業界都成為重要課題。論壇內容涵蓋化學品管理、教育的創新方法,以及全球各地在提升化學品安全教育中的挑戰與進展。文章呼籲各國推動相關課程,並藉由技術創新如虛擬實境來提升培訓效果。化學安全對社會和環境都很重要性,並期望更多資源投入以提升全球的化學品管理能力。 化學實驗與評量主題 本期除了專題文章8篇與2024 ICCE文章7篇,還有兩篇化學實驗與評量的文章。第一篇是國立彰化師範大學物理系洪連輝教授與化學系楊水平教授所撰,主題《以「二氧化碳與壓力」為例,探討如何將化學實驗轉變為競賽試題的設計考量與結果分析。文章詳細描述了競賽試題的設計過程,包括實驗原理、使用器材、操作過程、評分標準以及競賽結果的統計分析。文中還介紹了實驗涉及的化學反應、氣體壓力、摩擦力與發射角度等相關概念,並提出了「射遠效率」和「氣球膨脹效率」的評分方式,進一步提升學生對化學原理和問題解決能力的理解與應用。第二篇是國立彰化師範大學化學系游文綺、胡景瀚教授所撰,主題《主導化學反應近百年的過渡態理論被挑戰?淺談「漫遊過渡態」》探討了「漫遊過渡態」對傳統化學反應機制的挑戰。傳統的過渡態理論認為反應物經過過渡態才能轉變為產物,但「漫遊機制」揭示了反應物在不經典型過渡態的情況下,也能轉變為產物。文章以甲醛、乙醛等分子的實驗為例,描述了這些反應中的漫遊現象。該研究不僅改變了我們對化學反應的認知,也為未來設計化學反應提供了新的方向和策略。 結語 總結來說,本期專題不僅全面探討了高中學科中心教師社群在推動教育創新和教師專業發展中的重要作用,還深入報導了2024年國際化學教育研討會(ICCE)的重要成果與觀察。無論是素養導向教學的實踐,還是新興化學教育趨勢的探討,這些文章都呈現了全球與台灣化學教育的深刻變革與挑戰。透過各篇文章的專業見解與實踐經驗,本期專題為讀者提供了豐富的教育資源和啟發,鼓勵更多教師加入教育創新的行列,並在未來的教學實踐中持續探索與精進。
第五十五期主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所名譽教授 國際理事會(International Science Council)治理委員會委員及會士(Fellow) 中國化學會(臺灣)教育委員會主任委員 美國國家科學教學研究學會(NARST)前理事長 mhchiu@gapps.ntnu.edu.tw 這一期將是我以主編的身分最後一次撰寫「主編的話」,滿滿的感謝之情無以言表。本期刊自2014年5月4日創刊以來,十年間共出刊55期,584位作者共撰寫768篇文章,近370萬字發表於「臺灣化學教育」中。期刊服務的對象是以中小學和大學教師為主,內容除化學教學的基礎理論引介外,同時也特別重視理論與實務的結合,希望能夠以直接應用在教學上的素材來提供現場教師在化學教學上進行改變。每一期主題的選擇、特約主編和作者群的邀請大都在一年前皆已規劃完畢,除謹慎思考多方考量外,每次出版也都充滿著期待,希望讀者們可以從中獲得啟發與反思的機會。而作為主編的責任之一就是撰寫「主編的話」,接了主編後,從來未曾覺得時間過得這麼快,總覺得一晃眼兩三個月就過了,又到該寫「主編的話」的時候,主要內容便是將所見所聞所思分享給讀者,讓它成為主編與讀者交流的一個管道,這又何嘗不是一種特權呢?!而每次收到稿件,看到特約主編、作者群和編輯團隊為期刊的付出就覺得走在這條路上並不孤獨,特約主編要邀稿、催稿和審稿,在繁忙的教學與研究之餘,這些都不是本職內的工作也算不了KPI;而許多同行的作者願意付出時間和精力分享化學教育的教與學的心得,也有些作者不僅撰稿甚至拍攝影片等,使文章更具可讀性,讓讀者在教學上得以容易上手改變教學現場;而編輯委員會成員更是提供符合時勢和讀者需求的主題以期能將化學教育的主流思想與教學策略即時提供給讀者群參考。出版「臺灣化學教育」是一條應該走且該認真走的路,感謝所有參與人對於期刊的信任與支持,讓期刊可以在穩定中堅持出版的原則並能在大家的督促與鼓勵下,不斷突破展現新願景。 要感謝的人實在太多,尤其是創刊時楊水平教授和周金城教授願意一起發想一起實踐夢想,毫無猶豫地往前邁進,兩位教授常常在出刊的壓力下,與一盞夜燈和鍵盤敲打聲共度寂靜的夜晚,如此方使得期刊十年來從未脫刊過,這樣的投入與認同的力量是創刊初期很重要的原動力,在此特別向兩位教授致敬,沒有您們的支持與信任,期刊不會有今天這樣的局面。後續在楊教授退下副主編,周教授接任該職,再邀請新北市立錦和完全中學鐘建坪化學教師擔任執行編輯,建坪執行編輯更是兢兢業業,仔細閱讀與編輯,使期刊得以繼續服務讀者們。歷任的期刊助理們也給予最高的配合度,為編輯群解憂,協助編排與出刊,並於臉書發布出刊訊息,這些點點滴滴對期刊的成長都有莫大的助益。最後要感謝化學會提供辦理期刊所需要的經費與人力,使期刊得以在許多人的愛護下穩定成長,並受到肯定。 自本年度六月份(第56期)起,本期刊將由國立臺北教育大學周金城教授擔任主編,周教授亦是當初成立期刊的創始人之一,除2014年開始擔任執行編輯,到現在為副主編,其對於期刊業務熟悉,且對期刊的發展與使命有充分的瞭解,並屢屢提出建設性的建議和有效的策略,使期刊可以有開創性的作為和成果。感謝周教授願意在已為本期刊服務十年後,仍願意擔負起主編的重責繼續為期刊服務,為化學教育盡一份心力。
第五十四期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所名譽教授 國際純化學暨應用化學聯合會(IUPAC)執行委員會常務委員 國際理事會(International Science Council)治理委員會委員及Fellow 中國化學會(臺灣)教育委員會主任委員 美國國家科學教學研究學會(NARST)前理事長 mhchiu@gapps.ntnu.edu.tw 聯合國堆動的「基礎科學促進永續發展國際年」(International Year of Basic Sciences for Sustainable Development, 簡稱IYBSSD)於2022年七月開始到2023年12月15日於瑞士日內瓦的CERN舉行閉幕式(https://www.iybssd2022.org/en/home/),並宣稱下一個十年是國際永續十年。此次國際年受到疫情影響,故與其他國際年不同,未由年頭到年尾以一年計。臺灣自2022年七月開始辦理各項響應活動,並於同年八月在勵進號上由蔡英文總統正式宣布啟動臺灣系列慶祝活動後,在全國各地展開各種類型的推廣活動,總數超過300多場,觸及百萬餘人(尤其是彩繪捷運和輕軌車廂)。部分相關活動曾在本期刊其他專刊中發表過,在此不贅述。 倒是自8月以來到12月,在短短五個月之間,IYBSSD計畫總辦共辦理六場活動,先於九月和十月之間辦理北中南三區的三分鐘英文短講科學創新教師工作坊,主要是因應政府未來將推動雙語教學政策,教師對於如何以雙語進行教學或是如何指導學生以英語進行口頭報告都在摸索當中而規劃與執行。本人設計此活動其目的是藉由科學創新英語短講師資培訓工作坊,引導教師培養學生將科學創新想法或科學研究的成品(如探究與實作的專題)以去蕪存菁、言之有物的方式將重點呈現出來,並透過英文以系統化的方式表達出其創新點子與做法以達到有效溝通與表達的目標,並希望透過有方向的教學可以鼓勵學生在探究與永續議題上能在活動過程中展現五力一心,即創新力、敘事力、溝通力、想像力、行動力和自信心,並為未來與國際化接軌做準備。由於這三場工作坊的活動內容不僅介紹英文演講技巧與科學論文投影片製作的精簡要則外,還包括現場實作,將科展獲獎作品改寫成三分鐘報告的素材,並親自體驗英文報告的經驗,以作為返校後輔導學生的基礎。 這三次參與教師工作坊的教師們給我們許多正面的鼓勵與回饋,讓我們覺得這是一個有意義的活動,也為12月舉辦的學生英文短講競賽作好準備。首次辦理這樣的活動,無前例可循,團隊成員卯足全力宣傳,最終有119隊報名參加,指導老師154位,243位同學報名參加,在短短五個月的準備時間有此成績,我們工作團隊都感到相當欣慰。當天的總決賽,國中生不讓高中生專美於前,各個能言善道,頗有大將之風,不論是個人組或是團體組都表現超乎預期。原來擔心的英文能力已不再是參賽學生的罩門。而報告的主題也從鎂空氣電池、碳循環抗菌材料、染料產生電能、胜肽抗菌、到海洋酸化等等永續議題,顯見學生關心的科學探究已不在侷限於課室中的學習,而是與社會性科學議題相關,經此打開視野並重視永續的時代意義。我們提供英文公開發表的機會,培養他們在國際交流中的競爭力,學生的表現讓我們眼睛為之一亮,對未來與下一代充滿期待。 除上述四項活動外,另外兩項活動亦與英文有關,12月初IYBSSD@Taiwan計畫總辦與美國在台協會合作(American Institute in Taiwan, 簡稱AIT)在台中和高雄分別各辦理一場全英文的台美永續與人工智慧論壇,參加的學校合計12所約550名高中師生出席,除主題圍繞在環境與生態永續和循環經濟與物質在利用外,還有新興科技的人工智慧議題,講師來自學界和業界皆以英文演講,而學生也以英文提問,討論意外的非常熱烈,不論是全球暖化、廢棄物再利用、新興科技發展、無人電動車或是生成式人工智慧等主題,都吸引年輕學生的好奇心與關注力,而回饋的意見也充分表達促進永續與認識新興科技是身為地球人不容忽視的課題。這一系列臺灣響應IYBSSD的活動在12月落幕,希望這一年多來的各種活動為學生和社會大眾留下一些種子(扎根科學),且維持持續關心並賦予行動的積極態度讓臺灣能永續發展(永續臺灣)。 最後,本期專刊的主題為「系統思考在化學教育上的應用」,特邀中央研究院化學所趙奕姼兼任研究員擔任客座主編,旨在不同教育階段的學生應發展系統思考的能力以面對複雜與不穩定的世界,該專刊文章有邱美虹對系統思考的定義與教學現場的課程實施介紹;鄭原忠利用系統思考的框架將二氧化碳系統與熱力學知識進行連結,以建立物理化學知識架構。馮寬文與劉沂欣討論如何創造以系統思考為主的學習環境,以建立有效的學習社群,提升高等教育的品質;周芳妃則運用網路既有資料設計課程並分享學生學習心得;最後一篇則是汪俊宏分享在系統思考專業成長與實踐上的心得。國內雖然在系統思考方面的教學與研究起步較晚,但若能透過改變教學方法並提升學習興趣,此舉永遠不嫌晚。 常態性文章則有七月出席第九屆亞洲化學教育研討會(International Conference on the Network for the Inter-Asian Chemistry Educators, 9th NICE)的教授和中學教師進行分享,作者群包括周金城、連經憶、廖旭茂、劉曉倩、蔡孟佑和鐘建坪,各篇文章中針對出席在馬來西亞古晉市舉辦的會議心得與見聞提出一己之看見,下一屆的NICE將於日本山形大學舉辦,歡迎舊雨新知共同前往參與並進行交流;游文綺與胡景瀚以經典文獻評介氣態物質比重與其原子重量之間的關係,系統性介紹的內容,對化學始有興趣的讀者必定受益良多。最後是廖旭茂、施上芸、李忻慈與陳冠愷對BR振盪反應的數據處理與詮釋加以討論,可作為探究與實作課程或是多元選修課程的素材。
第五十三期主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所名譽教授 國際純化學暨應用化學聯合會(IUPAC)執行委員會常務委員 國際理事會(International Science Council)治理委員會委員及Fellow 中國化學會(臺灣)教育委員會主任委員 美國國家科學教學研究學會(NARST)前理事長 mhchiu@gapps.ntnu.edu.tw 2023年國際純化學暨應用化學聯合會(International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC)雙年會於8月17日-8月25日在荷蘭海牙舉辦,因為新冠疫情所致,此次是事隔四年後再次以實體會議的方式來辦理,相識(見圖1)與不相識的人皆以雀躍的心情來出席這次的會議,彷彿歷劫歸來喜獲重生,話語和眉目之間不時流露出喜相逢之感。 話說本文作者與IUPAC的結緣,源自於牟中原院士在2002年將我引進IUPAC擔任化學教育委員會國家代表,屈指一算至今已21個年頭了,歲月總是在不經意中從指間滑過。在過去這段期間,個人有幸參與IUPAC各類型計畫案和擔任不同職位,因而有了服務社群和向同行學習的機會,基本上算忠誠度很高,也感謝化學會多年來給予的支持與信任,讓我有機會更深入瞭解這個組織的結構與使命以及認識一群來自世界各地熱心化學事務的志工,展開一趟繽紛的化學教育之旅。 上過理化課的人可能知道世界上有個組織負責化學元素的命名,也有可能有些人知道那個組織是IUPAC,但可能僅止於元素命名的工作項目而已。IUPAC在1911年由一群化學家於巴黎所成立,主要是體認到化學標準的重要性與必要性,針對元素和化合物命名、單位、符號等要進行標準化,以使世界各國的科學家可以有一個共同遵行的準則。2011年還由聯合國宣稱該年為化學國際年(International Year of Chemistry)慶祝IUPAC成立100年以及瑪麗居禮獲得化學諾貝爾獎100年。IUPAC有50多個國際組織所組成,設有理事會、八個常設委員會(以學科內容屬性分類,如無機化學、高分子化學、分析化學、化學與環境等)和14個委員會(如化學教育、化學和工業、專有名詞、命名和符號的跨組委員會等),IUPAC除了透過各委員會在運作外,同時也經由各類型的計畫案來推動化學教育、化學安全、永續與綠色化學、新興科技、環境與化學、女性平權以及協助年輕學者成長等等,讓世人可以更加瞭解化學與生活的密切關係、以及化學對藥物、環境、能源、科技發展及人才培育等的貢獻,尤其是針對開發中國家提供化學教育和化學專業知識與實驗技能的服務更是不遺餘力。目前IUPAC有大約1200-1400位志工協助各項計畫的執行。在過去的20年間,本文作者因緣際會先後參加年輕化學大使(Young Ambassadors for Chemistry, YAC)計畫培訓種子教師,帶領學生和社會大眾一起進行簡易、安全且具知識性的化學實驗活動,進而推廣生活中的化學,降低社會對於化學的距離感與迷思。此外,也負責和參與IUPAC化學教育委員會,不定期透過邀請學者(Flying Chemistry Educators Program, FCEP)前往開發不同區域的國家推展化學教育並強化教師專業知能,足跡遍及菲律賓、斯里蘭卡、緬甸、衣索比亞、泰國、巴拿馬、墨西哥、克羅埃西亞、南非、模里西斯、蒙古等十多國。同時,亦代表IUPAC參與國際科學理事會(International Science Council)的性別差異全球調查計畫,並以該計畫共同主持人的身分和11個科學組織的代表們合作,執行女性在科學、科技、工程、數學(Science-Technology-Engineering-Mathematics,簡稱STEM)領域中參與研究及在職場上所面臨的問題之差距、論文發表趨勢以及相關的影響因子的分析,並提出建議方案,以作為改善工作、求學和研究的環境和條件之參考。 如今在服務年資屆滿的情況下,終於要說再會了,天下沒有不散的宴席,回首望向來時路,從以前對IUPAC只是教科書中的名詞–是化學元素命名的組織,是那麼遙遠那麼崇高不可及的學術團體,到成為臺灣在IUPAC化學教育委員會的國家代表、化學教育委員會的主席、IUPAC理事到成為理事和最高執行委員會委員(理事選舉是由各國代表團投票分別以第二和第一高票榮任兩屆八年的委員), 這些不同層次的職位給予個人能力與見識的磨練與成長外,一路認識來自世界各地的朋友們,更是啟發與支持我的貴人,從他們身上看到的是無私的奉獻–犧牲個人研究與私人時間,有時甚至是冒著風險為事,而這些工作都不會算在升等或學術貢獻的關鍵績效指標(Key Performance Indicator, KPI)中,但無怨無悔付出的人生價值觀,都是我終身學習的對象。雖捨不得離開卻也很快就放下了!這個旅途上必定還有更多年輕學者會貢獻他們的才智與時間、讓世界變得更好。 最後,面對12月即將卸下所有職位,感恩之外還是感恩,這一路走來的所見所聞令人難忘!希望大家對IUPAC有些許的認識後,有機會也能為這個社群或是更廣大的群眾服務,讓旁人感受化學人的努力與付出,是為下一代創造一個更美好的未來。 本期專刊是邀請新北市立錦和高級中學(國中部)鐘建坪化學教師針對「國中自然科學彈性課程設計與教學」進行專題論述,專刊共計6篇文章,分別以國中階段的議題或主題設計探究學習課程和從行政角度看課程落實的問題,如新北市錦和高中張純寧校長的校訂課程說明國中自然彈性學習課程如何面對跨領域教學的挑戰、新北市明德高中教務陳育仁主任推動協作平台及教師共備發揮資源與人才共享的功能、新北市立新北高中鍾曉蘭與新北市錦和高中國中部鐘建坪兩位教師針對國高中課程銜接可採取的策略加以評析、臺北市龍山國中鄭志鵬教師跨越學科的範疇,推動跨領域議題式課程發俺學校特色環境課程、臺北市大直高中國中部曾茂仁、王秀勻、楊全琮三位教師以專題式學習(Project-based learning, PjBL)發展讓學生體會化學就在身邊的課程、以及新北市錦和高中國中部鐘建坪老師發展並落實探究與實作取向的水質檢測活動,強化學生探究問題與實際操作相互結合的科學素養。另外,還有一篇常態性文章由新北市安坑國小簡敏如教師以燃燒三要素作為雙語教學的主題,以不同的中英文用語比例進行教學,雖有重重困難,但終究在學校的支持下得以克服語言與學習內容的挑戰,並反思為來如何落實有效雙語教學。本期內容應可提供教師立即可以借鏡並運用於教學上的素材。 圖1 2021年IUPAC 四位傑出女性化學與化工獎(IUPAC 2021 Distinguished Women in Chemistry or Chemical Engineering)得獎人因當年疫情未能合影,此次特別合影留念 (由左而右: 美國Marcy […]