中學化學示範   楊水平 國立彰化師範大學化學系yangsp@cc.ncue.edu.tw 在「中學化學探究教學」的教學實務過程，作者會親自教學2-3個探究學習單元，都是以化學示範實驗作為科學探究教學的開始，例如：作為5E學習環的參與階段。在「中學化學示範教學」的教學實務過程，作者也會親自教學數個學習單元，以化學示範作為教學方法或教學策略，例如：使用以師生互動討論方式的三面向（介紹面向、演示面向及結論面向）教學，又如：POE╱POEC教學策略。在多次的科普推廣活動上，作者曾指導學生以化學示範教學的方式，展現驚嘆號（！）和問號（？），示範者需考慮化學示範的娛樂性和教育性的功能，有別於魔術師的表演。有效的化學示範能夠聚焦學生的注意力，在課程或單元中激發學習的動機和興趣，解說重要的概念和原理，以及起始科學探究和問題解決。 《臺灣化學教育》第37期的專題為〈中學化學示範〉，邀請中學和大學教師開發適用於中學教師在教室或實驗室的化學示範教學、教法及評量，或適用於科普推廣活動的化學示範實驗。這一期的專題文章接到十一篇的稿件，由於有些稿件延遲投遞、內容需要多次討論或編審時程沒控制得宜，因此無法在文章發佈截止日前順利出刊。經本刊主編邱美虹教授的建議，預定在11月（第40期）新增專題主題，為這些未順利出刊的稿件在六個月後出刊。作者將繼續邀稿以充實第40期的專題內容，歡迎有興趣「化學示範」專題的教師和專家投遞稿件，內容可涵蓋發展歷史、理論與實務、課程與教材、教法與策略、評量與測驗、以及科普活動等。此外，值得提起之事，是在十一篇化學示範的稿件中，大部分符合十二年國民基本教育國民中小學暨普通型高級中等學校自然科學領域課程綱要，這些符合新課綱規範的文章都在其前言的部分有具體的描述，期望這些文章能立即可用於中學的現場教學。 本文首先介紹化學示範教學的理論；然後，提出示範教學的教學和評量；接著，整理十二年國教自然科學領域課剛中的化學示範；最後，概述本期專題的文章導讀。 n  化學示範教學的理論 Liem (1987) 提到：藉由引人注意的示範和歧異事件，教師精心規劃教學策略來喚起學生的學習。Kibler (2019) 提到：歧異事件使學生產生興趣和好奇心為了探究有關特別的現象。歧異事件（discrepant event）創造認知失調（cognitive dissonance），因為歧異事件的觀察與學生先前經驗是直覺相反的，使得學生迅速地產生疑問。Cini (2018) 提到：歧異事件是藉由呈現非期望的結果而無視我們對世界理解的事件。這些現象經常被用於科學示範，以吸引觀眾的注意力並吸引視覺學習者。 Shakhashiri (1989) 提到：課堂示範能夠幫助學生在化學反應和化學性質上的注意力，並且增進學生的化學知識和體認。課堂示範應該是一個過程，而不是一個單一的事件（作者按：歧異事件）。 化學反應千變萬化，聲光色俱全而且多彩多姿。化學示範（Chemical demonstrations）是透過驚奇有趣的化學實驗來展示化學的奧妙和魅力，在教學中常創造歧異事件以互動方式來引起學生對化學的興趣，進而促進學生對化學知識的理解。因此，化學示範強調娛樂性和教育性，它是一種非常有勁道的教學策略。 n  示範教學的教學和評量 在化學示範教學前應該事先規劃向學生詢問的問題，作為學習單學生寫作評量之用：(一)事先規劃由低階思考到高階思考的四項問題（Bybee et al. 2014），和(二)透過POE或POEC策略設計問題，POE教學策略的三階段：Prediction（預測）‒Observation（觀察）‒Explanation（解釋）（Gunstone & White, 1981）；POEC教學策略的四階段：Prediction（預測）‒Observation（觀察）‒Explanation（解釋）‒比較（Comparison）（邱美虹等，2005；鍾曉蘭，2014）。這二項的學習單寫作皆可當作學生透過化學示範學習的評量方式。 (一)      事先規劃由低階思考到高階思考的問題 1.    描述化學示範步驟的問題（低階思考）：詳細地描述示範步驟，包含使用的器材和藥品。儘可能以裝置圖說明之。 2.    觀察變化現象和紀錄實驗數據的問題（低階思考）：詳細地描述學生觀察到的示範實驗之變化現象。 3.    說明變化現象和實驗結果的問題（高階思考）：就變化現象，運用合適的科學字彙進行準確地推論。以微觀的分子或原子層次進行巨觀現象變化的解釋。引用證據，儘可能以化學反應式表示，以及以化學原理、定理和概念說明。 4.    連結新學到的概念和原理到日常生活和新情境的問題（高階思考）：連結示範實驗所涉及的原理、定理和概念與日常生活和新情境，並且敘述兩者之間的關連性。 (二)      透過POE╱POEC策略設計問題 1.    示範前進行預測（Prediction）：(1)觀察教師示範前所準備的器材、藥品及裝置；(2)寫出預測示範實驗即將發生什麼現象；以及(3)解釋你的預測即將發生現象的可能理由。 2.    變化現象的觀察（Observation）：(1)詳細地觀察變化現象並描述之；以及(2)就實驗的變化現象，比較你的預測與觀察的相同和相異之處。 3.    變化現象的解釋（Explanation）：(1)解釋你觀察到實驗變化現象的理由。 4.    與預測的比較（Comparison）：(1)觀察的現象與之前的預測作比較。(2)針對你在預測階段的可能解釋，做出修改或補充。(3)當學生撰寫完成後，一起討論自己的想法或教師引導學生討論，做出合理解釋，必要時修改或補充之前的解釋。 n  十二年國教自然科學領域課剛中的化學示範 根據「十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校–自然科學領域」，其實施要點提到「教材編選時應依十二年國民基本教育自然科學領域課程綱要精神與內容，鼓勵學生動手實作體驗，合適安排各年段的實作課程，以達到規定的時數，其中國民中學教育階段應有三分之一節數為實作體驗課。為提高學生學習興趣，增進學習效果，得適時設計示範實驗、戶外教學等活動。」。因此，化學教師設計化學示範實驗是有其需要性。自然科學領域課程綱要在「學習內容說明」有明確地提到教學實施的方式以「示範」來進行，在第四學習階和第五學習階段的綱要描述中，有關化學示範方面整理如下。 […]

中學化學示範：綠色化學的示範實驗和實作活動   周芳妃*、詹莉芬**、陳祖望、許名智、許文綺 臺北市立第一女子高級中學*ffchou@gapps.fg.tp.edu.tw  **lfchan@gapps.fg.tp.edu.tw n  前言 傳統的教室是一個以教師為中心的教室，上課時間幾乎都是由教師主導。如果整節課教學模式是講演方式，學生常常失去專注力與興趣。在化學科的教學中，若教學過程中適當地插入化學示範實驗，並安排學生參與示範實驗的討論與分享，可引發學生的好奇心與專注力，大大提升學生的學習成效。在辦理科學研習活動時，不少學校常規劃學生進入演講廳的聽講。在傳統教室或演講廳中進行化學示範實驗教學，一般人先浮現腦海中的講堂中示範實驗場景的畫面可能如下：講堂前方有長桌；講者站在長桌前操作實驗；講者使用大型容器與劑量頗多的化學試劑；觀眾用眼睛和耳朵體驗講者操作實驗所出現的聲光色或儀器量測數據的變化。 通常，若教師想在教室或演講廳中進行化學示範實驗，這些場地往往是遠離水源，甚至舖有地毯的演講廳是嚴禁有水有火的化學實驗示範活動。如果教師希望在演講廳環境也安排示範實驗時，就要考慮如何讓遠處學生也可清楚看到講台上的的化學實驗變化。目前常見的作法，除了現場加上多媒體數位轉播的輔助之外，是否也有另類思維以增強示範實驗的教學效能呢？如果講師使用100 mL的化學試劑，可否減廢減量變成總量20 mL給現場100位學生只各用5滴的操作方式呢？在遠離水源或是禁水禁火的教學場地中，是否可改用不滴液和不漏液的紙上實驗呢？本篇將介紹綠色化學思維的「化學貼貼樂」範例，透過包膜與紙張剪裁設計，易於準備的「可攜式」與「半乾式」化學材料包，適合教師在演講時的示範教學並提供每位學生在大會議室的現場實作化學實驗（見圖1），又可讓學生留著作品，加以時日觀察後續的化學變化。 在「十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自科學領域課程綱要」中，有提到主題「物質的反應、平衡及製造 （J）和副主題「氧化還原反應（Jc）」，以及相關的學習內容「CJc-Va-3 氧化還原反應與均衡。」；另一涉及主題為「科學、科技、社會及人文（M）和副標題「科學在生活中的應用（Mc）」，以及相關的學習內容「CMc-Va-2 常見金屬及重要的化合物之製備、性質及用途、CMc-Va-4 常見非金屬與重要的化合物之製備、性質及用途」。「化學貼貼樂」的化學內涵符合上述的描述。    圖1：新北市國中生數理資優營「化學貼貼樂」講師在演講廳演講（左）；以及講師正在示範教學（中）；每位學生在現場實作化學實驗（右）。 n  化學示範與活動實例—「化學貼貼樂」 今（2020）年3月時，筆者們帶著代表綠色化學12原則的12位北一女中學生擔任環保署化學局活動，大家在「防疫森呼吸嘉年華」活動中與老老小小的民眾操作「化學貼貼樂」實驗並推廣綠色化學知識（見圖2）。    圖2：「防疫森呼吸嘉年華」學生志工示範教學（左、中）；現場民眾實作化學實驗（右）。 一、  事先準備 在這次的大安森林公園活動中，教師和志工在示範教學和現場活動前，事先準備所使用的藥品和材料，如圖3所示。（一）配製每套器材包所需四種試劑：1 M硫酸銅0.5 mL、1 M醋酸鈉3滴、1 M硫代硫酸鈉3滴及0.1 M碘化鉀3滴。依據人數準備所需總量，例如100人次的1 M硫酸銅總量為50 mL，1 M醋酸鈉總量為300滴（約15 mL）。（二）「化學貼貼樂」材料包：先剪裁一個較長的塑膠袋成為四個內夾袋，作為包住各試劑之用。再分別滴入四種試劑在吸水性高的圓濾紙（硫酸銅）、濾紙條（醋酸鈉）、棉花（硫代硫酸鈉）、和紗布（碘化鉀）之上，分別裝入四個內夾袋，各試劑之間不可相互接觸，如圖3的上圖所示；然後放入較短的外套袋中，即成為實驗用材料包，如圖3的下圖所示。教師和學生志工利用社團課的時間事先製作，完成後可整批用用牛皮紙袋遮光收藏，可分批陸續使用。目前筆者的經驗收藏達兩個月的材料包套件，取出時仍可以使用。 →  → 圖3：四種試劑滴加在吸水性高的材料上（上）；「化學貼貼樂」材料包的組裝（下）。 二、  教師示範和民眾動手實作 「化學貼貼樂」的教師示範和民眾動手實作方面，如圖4所示。（一）操作步驟：先取得一個材料包，移去外套袋，先翻開最大的內有圓濾紙的內夾袋，並把這張最大的內夾袋塑膠膜當作防水底板。再打開其他三個小內夾袋，取出濾紙條（醋酸鈉）、棉花（硫代硫酸鈉）、和紗布（碘化鉀），分別放在圓濾紙（硫酸銅）的上面不同位置，蓋好最大的內夾袋。然後放回外套袋，如圖四的上圖所示。（二）觀察化學反應：10分鐘內的變化，以及數日到數週的變化，如圖4的上圖所示。「化學貼貼樂」的實驗結果有如：棉花—青天白雲、濾紙條—綠茂森林、紗布—肥沃土壤。 → →  →  → 圖4：教師示範和民眾實作「化學貼貼樂」的過程（上）；10分鐘內觀察化學反應的濾紙正面（左下）和濾紙反面（中下），長時間（右下）觀察結果。 在「防疫森呼吸嘉年華」活動中，有安排「化學貼貼樂」的教學，其課程開場PPT，如圖5的上圖所示。先說明這次活動的課程內容，包括：化學貼貼樂、化學猜猜樂和化學選選樂；接著發放「化學貼貼樂」材料包給民眾，教師示範如何打開材料包的內夾袋與貼貼樂的做法，民眾放置內夾袋沾有不同試劑的棉花、紗布與條狀濾紙貼到圓濾紙上，其解說的PPT，如圖5的下圖所示。民眾觀察在手掌上的「化學貼貼樂」圓濾紙上逐漸地擴開的顏色變化。     圖5：「防疫森呼吸嘉年華」活動教學開場PPT(上)，教師示範與民眾觀察的PPT(下)。 「化學猜猜樂」是請民眾舉手回答材料上沾有的試劑是什麼藥品，如圖6左所示。提示觀眾四種化學試劑的外觀與反應特性，此時可提供現場獎品給熱烈回應的觀眾。其實一般觀眾未必具有足夠的中學化學基礎知識，或是在場的小朋友年紀太小，但是先鼓勵觀眾用力猜猜，啟發一般民眾對於認識化學品的興趣。    圖6：提示觀眾四種化學試劑的外觀與反應特性，進行「化學猜猜樂」的PPT。 公布「化學猜猜樂」答案，由於非常多的化學品是不可以誤用於食品加工，在介紹化學瓶之後，並接著介紹四種化學試劑的物質安全資料表，讓觀眾知道隨時可以上網查詢化學品知識，如圖7所示。說明LD50的意義，以及四種試劑常見的用途，如圖7所示。   […]

中學化學示範： 葉肉消蝕術的化學示範與探究實驗設計 吉佛慈 國立臺灣師範大學附屬高級中學 focusjyi@gmail.com n  前言 「十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自然科學領域課程綱要」著重學習跨學科與跨領域整合概念，其中國中新增的校訂課程（即彈性學習課程）包含跨領域統整性主題╱專題╱議題的課程、社團活動、技藝課程等；而高中新增的「自然科學探究與實作」課程，也明訂須由自然科教師進行跨學科協同教學，兩個學習階段均重視學生探究能力的培養，以及強調跨學科和跨領域概念整合的重要性。 108新課綱有提到主題「物質的結構與功能（C）」和副主題「物質的分離與鑑定（Ca）」，以及相關的學習內容「CCa-Ⅴc-1混合物的分離過程與純化方法：蒸餾、萃取、色層分析、硬水軟化及海水純化等」。「葉肉消蝕術」的內涵除了符合上述自然科學領綱的化學科學習內容之外，也符合自然科學領綱生物科的學習內容「BDb-Va-9 植物體的組成層次」及「BGb-Vc-5 演化證據對生物分類系統演變之影響」。此外，進行消除葉肉後的葉脈染色和裝飾品製作也符合高中藝術領域的學習內容「美E-V-2 繪畫性、立體性、複合性媒材與表現技法」。 為了解開學生對食譜式實驗所受的禁錮，同時消除超前學習者對部定課程已提早掌握之優勢，本活動是以不同於部定化學課程內容的「葉肉消蝕術」為主題，在八年級彈性課程的第一週，採取POEC（Prediction, Observation, Explanation, and Comparison）教學策略，藉以檢視學生的先備知識和概念基礎；接著第二週開始讓學生自訂探究主題並設計研究步驟，最後再進行實驗、收集資料、並分析結果等。 n  過去的實驗與示範實驗的構想 一、過去的實驗設計 葉脈書籤是部分國中生物教師曾經帶領學生進行課程的延伸實驗，由於材料和設備需求簡單，只要提醒學生挑選合適的葉片、注意強鹼試劑的危險性、使用加熱裝置並加強防護設備等實驗安全，通常可在一到兩節課的時間內完成步驟引導和操作、成品製作（如圖一）、乾燥及美化。   圖一：傳統上在實驗室以強鹼製成的葉脈書籤 在網路上(御品賞健康莊園的臉書、想享學網頁)有人使用肥皂或洗滌鹼（碳酸鈉，Sodium carbonate，俗名蘇打）取代燒鹼（氫氧化鈉，Sodium hydroxide）的製作方法，以遠離強鹼的威脅，並提升實驗的安全性。然而受限於加熱時間較長，較不適合於課堂上當作延伸活動，也較少讓學生進行驗證。 二、本次示範實驗的設計構想 本示範實驗係扮演一學期探究與實作活動的前導實驗，可以是國中階段專題探究課程的第一節課活動，也可以是高中階段探究與實作的初期體驗活動。教師可預先準備或讓學生到校園自由拾取想做成葉脈書籤的葉片，在上課中進行整學期課程說明、實驗準則要求和評量方式說明的同時，就將各組學生蒐集到的葉片加入原先配製濃度（5 %）正加熱中的燒鹼溶液共煮。接著，教師運用POEC流程進行教學，如圖二所示。在預測（P）階段：學生預測加入葉片到混合溶液共煮將會發生什麼變化現象；在觀察（O）階段：挑選適當的葉片以水龍頭的水流除去葉肉，以實物投影機同步呈現給學生觀察，徵求兩名自願示範的學生，各組任意挑選一片預備的葉片設法進行葉肉分離操作。最好能凸顯出不同葉片去除葉肉的難易程度和效果不同的結果。在解釋（E）階段：學生嘗試解釋實驗的結果；最後在比較（O）階段：小組討論並比較比較原先預測（P）與觀察（O）之間的現象與前後解釋（E）的異同處。  圖二：POEC教學策略應用（邱美虹等人，2005） n  藥品和器材 大燒杯（1000 mL） 1個、氫氧化鈉（NaOH）30.0 g、漂白水（含NaClO） 20 mL、肥皂 1塊、蒸餾水 適量、各類葉片（包含桂花葉、馬拉巴栗葉及其他校園常見葉片） 數片、舊牙刷 數枝、鑷子 1支、玻璃棒 1個、護目鏡 1個、手套 1雙、淺水盤 數個、加熱攪拌器 1台、報紙或吸水紙 數張。 n  示範前的測試 一、  葉片與燒鹼溶液共熱 1. 秤取30.0 […]

中學化學示範：高分子塑型的教師示範和學生實作   林韋彤、高湘琪、張佳智* 國立交通大學應用化學系*cchang113ac@nctu.edu.tw 前言 在日常生活及和現代工業中，常見的物質—塑膠是一種人工合成的材料。高分子（也稱為聚合物）是由許多單體（也稱為小分子）以共價鍵的方式串聯而成。高分子的可塑性給人類的生活帶來了前所未有的便利，舉凡垃圾袋、垃圾桶、手搖杯、收納櫃、乃至坐墊，處處都有高分子的身影。為甚麼有些塑膠製品在成型後就不太會變形呢？為甚麼有些塑膠遇熱就會軟化呢？ 本實驗採用隨手可得的高分子材料作為實驗用素材，探討高分子變型程度與溫度的關係，適合讓國中和高中學生能開始思考實驗結果背後的科學原理，並利用這個機會探討塑膠與日常生活的關係。同時，也可以讓國中和高中學生學習如何利用書本和網路查詢相關的文獻資料，並學會如何過濾出有用的資訊。本實驗使用的材料大多為家用產品且無安全疑慮，而且未使用化學藥品，因此可以在教室或在家中進行，只要注意在使用熱水時避免燙傷。 在「十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自科學領域課程綱要」中，（一）有關「塑膠」的學習內容方面：在第四學習階段（國中）有提到主題「物質的反應、平衡及製造（J）」和次主題「有機化合物的性質、製備及反應（Jf）」，及其學習內容「Jf-Ⅳ-4常見的塑膠。」；在第五學習階段（高中）也有提到主題主題「科學、科技、社會及人文（M）」和次主題「科學在生活中的應用（Mc）」，及其學習內容「生活中常見之合成纖維、合成塑膠及合成橡膠之性質與應用。」。（二）有關「高分子（聚合物）」的學習內容方面：在第五學習階段有提到「科學、科技、社會及人文（M）」和次主題「科學、技術及社會的互動關係（Ma）」，及其學習內容「CJf-Va-4常見聚合物的一般性質與分類。」和「CJf-Va-5常見聚合物的結構及製備。」因此，本實驗「高分子塑型」的化學內容符合新課綱自然科學領域國中和高中的學習內容。 教師示範與課堂討論 一、  教師示範 1.   教師事先準備兩個不同類型的塑膠瓶（如回收標誌為五號PP及六號PS的塑膠瓶）、各剪裁成兩片塑膠片（約10 cm × 5 cm）、熱水（500-700 mL裝在保溫杯中，或用電熱板加熱）、兩支金屬鑷子、一個透明玻璃容器（如不玻璃罐或玻璃燒杯，容量約1000 mL），帶到教室。 2.   教師放置一個1000 mL的玻璃透明容器（如玻璃罐或大燒杯），倒入裝在保溫瓶約500 mL的熱水。 3.   教師手持兩個大小相同但不同材質（如PP和PS）的塑膠瓶，同時放入熱水中，如圖一所示。教師請學生觀察兩個塑膠瓶的瓶身型態是否改變並比較其異同。 圖一：分別為六號（左）及五號（左）回收標誌之材料受熱情形 4.  接著，教師取出兩片大小相同但不同材質的長形塑膠片，請兩位學生協助，先捲成圓桶狀，以金屬鑷子固定，並同時放置於熱水中加熱1分鐘，如圖二所示。在有外力（使用鑷子）固定的情況下，教師請學生觀察兩個塑膠片的型態是否改變並比較其改變程度。 圖二：兩種塑膠片的受熱方式 5.   最後，教師取出上述的塑膠片，不以金屬鑷子固定，放置於熱水中加熱1分鐘，如圖三所示。在無外力（不使用鑷子）固定的情況下，教師請學生觀察兩個塑膠片的型態是否改變並比較其改變程度。 圖三：不以外力固定的受熱過程與方式 6.   學生比較相同材質在有外力固定和無外力固定的情況下的塑膠型態的變化。 二、  課堂討論 ·      什麼是「塑膠」？這種類型的材料通常具有甚麼樣的特性？ ·      大家都知道寶特瓶不能裝熱水，回想一下，當寶特瓶遇到熱水會發生甚麼現象呢？ ·      為甚麼「塑膠」具有可塑性？ ·      在日常生活常見的塑膠種類中，試著上網找找有哪些不同種類的塑膠（環保編號1-6），以及全球每年各種塑膠的產量？ ·      常見的塑膠是由什麼結構的小分子構成的，並畫出化學式。   學生實作實驗 一、  實驗目的 本實驗使用生活中容易取得的塑膠材料（例如：寶特瓶、塑膠杯、牛奶罐）來觀察其置放於不同溫度下有無外力的影響下的塑膠型態變化，進而說明常見聚合物的物理性質及其相關原理。 二、  實驗器材 各類塑膠瓶各1瓶、熱水（55℃、70℃和85℃，裝在保溫杯中）各1杯、剪刀1把、金屬鑷子1支、溫度計（100℃，可用廚房用溫度計）1支、容器（如不銹鋼杯、玻璃罐或玻璃燒杯，容量約500 mL）1個、計時器（或手機的計時器）1個。 […]

中學化學示範：自製簡易蒸餾裝置進行示範教學   李俊穎 新北市立光復高級中學jimmyli819@yahoo.com.tw 前言 面對新課綱的高中化學課程，在「十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自科學領域課程綱要」中，有提到主題「物質的結構與功能（C）」和副主題「物質的分離與鑑定（Ca）」，以及相關的學習內容「CCa-Ⅴc-1混合物的分離過程與純化方法：蒸餾、萃取、色層分析、硬水軟化及海水純化等。」。為配合108課綱的學習內容，筆者設計一個利用家用物品組裝簡易的蒸餾裝置，在教學方法上以師生互動對話討論的方式進行示範教學，在問與答之間引導學生觀念的建構，在操作與觀察之中思考其中的原理。此示範教學也配合手機直播的方式讓在教室遠方的學生方便觀察細微的現象。 筆者規劃約15分鐘的演示教學內容，分為三個部分：第一部分由生活常見的米酒、高粱酒切入，並且透過點火說明米酒的酒精濃度不足以直接點燃；第二部分利用自製的簡易蒸餾裝置展示蒸餾的過程並藉此說明其原理；最後一個部分則以食鹽的溶解度粗略地判斷酒精的濃度，並以咻聲瓶的點火作為結尾。 示範教學影片欣賞 影片網址：自製簡易蒸餾裝置進行示範教學，https://www.youtube.com/watch?v=z0iMuc_j52E。 器材與藥品 l 器材：塑膠水盆 2個、寶特瓶（標籤撕掉） 2個、電工膠布 1捲、空鋁罐 5個、燒杯（50 mL）4個、燒杯（250 mL）1個、燒杯（1000 mL）1個、塑膠滴管 5隻、水果叉（或蛋糕叉）數隻、藥勺  1隻、冰塊（冰浴用）適量、食鹽適量。 l 藥品：料理米酒1瓶、58°高粱酒 1瓶、酒精（95%）1瓶。 l 視訊直播器材：手機 1隻（可連線網路，筆者以自己的臉書帳號直播） 示範教學過程 階段一：    酒類介紹與可燃性示範 1.    首先，教師在桌面上擺放「料理米酒」和「金門高粱酒」兩種家庭常見的酒類，藉此吸引學生的目光並且引導學生思考這兩種酒的差異。在此階段大多數的學生可以透過瓶身的標示說出酒精濃度的差異，引導學生觀看標籤，米酒的酒精濃度大多落在19~22%，高粱酒大多為58%，如圖1所示。 圖1：陳列米酒和高粱酒給學生觀察並引導討論酒精濃度的差異。 2.    接著，讓學生猜測米酒與高粱酒何者可以點火燃燒。教師利用鋁罐倒立的凹槽作為燃燒平台，分別倒入少量的米酒和高粱到兩個鋁罐凹槽，以點火槍點火，並請學生仔細觀察何者可以著火燃燒，此時暫時關閉教室的電燈會更有助於觀察，如圖2所示。   圖2：以點火槍點燃米酒（在白色鋁罐凹槽內）和高粱酒（在黃色鋁罐凹槽內），高粱酒可以點燃，米酒則否。 3.    教師帶領學生討論上述點火實驗的結果，此階段大多的學生會了解酒精濃度是能否著火的關鍵，但可能不太清楚可以燃燒的酒精臨界濃度，此時示範教師可以口頭說明需要約40%以上（大多文獻資料提到50%或以上）的酒精濃度才能順利點火燃燒，因此米酒無法點燃，高粱酒則可以燃燒。 階段二：    自製簡易的蒸餾裝置 1.    首先，請學生仔細觀察教師的示範，並且提示觀察現象與稍後的問題討論相關。此時教師取出兩個燒杯，並於其中一個燒杯內倒入80毫升的95%酒精，此時可邀請一位學生取另一個燒杯裝滿自來水，接著倒入自來水到裝有酒精的燒杯中，以水稀釋酒精至刻度約200毫升處，此時教師詢問學生酒精濃度的改變，最終稀釋的酒精濃度約落於30~40%之間。 2.    隨後，教師取出兩個寶特瓶（標籤撕掉），倒入上述的酒精溶液到其中一個寶特瓶內，拿起另一個寶特瓶請學生仔細觀察瓶內有無液體，教師強調瓶內是乾燥的並無其他液體成分。此時教師邀請另一位學生協助將兩個瓶子的瓶口對接在一起，裝有酒精溶液者為下瓶，空瓶子為上瓶，如圖3所示。   圖3：教師說明蒸餾裝置的架構（左）；邀請學生協助組裝蒸餾裝置（右）。 3.    以電工膠布纏繞兩個寶特瓶的瓶口對接處，待螺紋處都纏繞一圈膠布後，小心地扳彎折上方的寶特瓶，使之產生一點的角度，再纏繞數圈膠布。扳動瓶身加大彎折角度，再次纏繞數圈膠布。重複上述步驟直至兩個瓶身的夾角約120°，如圖4所示。   圖4：在組裝蒸餾裝置時，邊纏繞邊彎折做出夾角，直到兩瓶瓶身的夾角約120°。 4.    取出兩個塑膠盆，下瓶端（裝酒精溶液者）浸泡在熱水浴中並蓋上兩條抹布以利保溫，上瓶端（空瓶）浸泡冰水浴中，完成蒸餾裝置如圖5所示。在完成組裝裝置後。引導學生思考此裝置的組裝用意為何，並且藉此討論蒸餾的原理。   圖5：自製簡易蒸餾裝置的組裝（左）；組裝完成蒸餾裝置的外觀（右）。 […]

中學化學示範：氣體三大定律的定性示範實驗   施麗姍、賴愉方、楊水平* 國立彰化師範大學化學系*yangsp@cc.ncue.edu.tw n  前言 根據十二年國民基本教育自然科學領域課程綱要，在第五學習階段（加深加廣選修）中提到主題「物質系統（E）」之次主題「氣體（Ec）」，其學習內容有「CEc-Va-5理想氣體與真實氣體。」且其學習內容說明提到「5-1理想氣體與真實氣體之間的差異。以電腦模擬幫助學生建立理想氣體粒子模型與微觀概念。可以示範實驗說明三大定律。」本文作者利用家用物品和廢棄物使用家用工具製作零件，設計簡易的氣體三大定律定性示範實驗，以符合十二年國教自然科學領域課程綱要，提供給高中化學教師教學的參考。 n  觀賞示範影片 影片網址：氣體三大定律的定性示範實驗，https://youtu.be/qFB5dX7FlTE。 n  器材和工具 一、  波以耳定律的示範實驗 長尺（100 cm） 1支、PP板（100 cm × 60 cm） 1片、雙面泡棉膠 1捲、細塑膠軟管（外徑6 mm × 內徑4mm × 長約100 cm） 1條、長尾夾（中型） 1個、剪刀 1支、塑膠注射筒（容量3 mL和25 mL，不含注射針）各1個、標籤貼（不同顏色）若干、螺絲起子（直徑5.0 mm和6.0 mm）2支、尖嘴鉗 1支、食用色素 1盒、紅色水溶液少許、軟性寶特瓶（600 mL）1個。本實驗所需器材和工具由左而右排列，如圖一所示。 圖一：波以耳定律的示範實驗所需器材和工具 二、  查理定律的示範實驗 本實驗所需的器材和工具如波以耳定律的示範實驗，除了藍色水溶液（取代紅色水溶液）少許、1個硬性寶特瓶（取代軟性寶特瓶）之外，如圖二所示。此實驗不必使用長尾夾。 圖二：查理定律的示範實驗所需器材和工具 三、  亞佛加厥定律的示範實驗 本實驗所需的器材和工具如波以耳定律的示範實驗，除了紫色水溶液（取代紅色水溶液）、1個硬性寶特瓶（取代軟性寶特瓶）之外，增加1支螺絲起子（直徑3 mm）和1條約10 cm長的細塑膠軟管（外徑0.6 cm，內徑0.4 cm），如圖三所示。此實驗不必使用長尾夾。 圖三：亞佛加厥定律的示範實驗所需器材和工具 n  事前準備—製作零件和組合裝置 一、  […]