國際化學奧林匹亞競賽選手發展： 十七年一覺國手夢 胡立志 IMERYS Filtration Materials, Inc. California, USA longface21@gmail.com n  決心力拚化學奧林匹亞國手 十七年前，我在師長的循循善誘下，考上了建中數理資優班。當時的我字面上比「中二」這個詞要虛長個一兩歲，實質上心理層面則頗符合這個詞。在此之前，我得到名師指點，對科學尤其化學產生了極高的興趣；進入「數理資優」的一級戰區，我得知「化學奧林匹亞競賽」，覺得當國手滿屌的（為存當時心態之真，用詞粗俗請見諒），於是決心力拚化學奧林匹亞國手資格。 可能是因為起步得早，我幸運地成為臺灣第一個入選化學國手選訓營的高一學生。不過當時我離國手實力相當遙遠，只是去進個大觀園和交交朋友，反正小高一能選上國手才奇怪嘛。每天八節臺灣大學化學系、臺灣師範大學化學系、中研院原分所各路教授的課，十分新奇，是故當聽則聽、當動筆則動筆、當睡則睡。考試是三分之一實驗、三分之二理論；前者不外乎滴定、沉澱分析、合成，後者原則上是上課教的大學化學。高一那年，每解出一題都很開心。高二時自信滿滿，到競賽場上才知道自己理解程度和解題熟練度都還不足，自然也慘遭滑鐵盧；那年出現了臺灣第二位入選化學國手選訓營的小高一生，而他以第一名當選國手，出國拿了金牌。高三又花了一年努力補足各項弱點、申請去臺灣大學預修普通化學和有機化學，能力競賽終於輕鬆全國第一；即使國手決選時還是有不少失誤，仍然順利當選，或許也是因為學長姊都畢業了吧。 那年另三位國手中（見圖一），一位是我同班同學劉佳衢，練功總是從難從深，意志力奇高。一位是北一女中高二學妹李祐慈，不僅化學數理外，多國語文、音樂體育，無不是全校乃至全台一等一的高手。當時我覺得他們不免過於炫技（指愛好難題或最大部頭的教科書之類），瑜亮情結下或許對他們有些冒犯，但現在必須承認：相對於我的慵懶，這種態度可能才是成功者的人格。劉兄目前是臺灣電子競賽界的總字輩扛霸子，祐慈則麻省理工學院畢業後，已是作育英才的臺灣師範大學教授。另一位是高雄中學的蕭名彥，聽說在全國賽之前幾乎沒接觸過大學課程，卻一步一腳印，最後是四人中競賽成績最好的，現在是台大醫院的新銳名醫。我則抱著自以為「中庸」的態度：不摸魚打混，也不挑燈夜戰，每天白天六七小時的課、空檔加晚上再練習個兩三小時足矣，上下課空檔不忘去吃點台大公館的好料。學得很愉快，卻也不企圖額外會些大二核心課程以外的東西或挑戰大陸式的刁鑽難題；反正學到核心的科學知識才是最重要的，而且保持胃口將來才走得遠，您說是吧。這種一向走在中間偏易路線的態度，說得好聽是崇本樸實，實際上也決定（限制）了我的發展。 圖一：2001選訓營國手當選名單出爐後，作者及蕭名彥國手慘遭同學們抬起「互相阿魯巴」。後中為劉佳衢國手。（高中生年少輕狂，動作不雅且危險，請勿模仿。） n  三年耕耘，銀牌作收 經過了兩個月充實的特訓，飛到印度正式踏上國際賽場。大會提供的印度咖哩和紅茶非常美味，各國戰友卻多有前仆（嚴重腸胃炎）後繼者，我則在中藥護體下基本沒事。大會手冊上安排的行程很棒（例如國家公園），實際上卻帶到很無聊的地方（例如兒童樂園），而且每天行程至少延誤三小時。比賽時在實驗和理論都有一些中等程度的失手，但也有幾大題比預期表現更好。最後銀牌作收，如果少掉三分之二失誤應該可以拿下金牌的。但是這就是比賽，你在不熟悉的客場、很難在意料之內的題目下，不可能沒有失誤；防範之道，大概也只能把實力練到遠超過所需，即使打了折扣仍然相對出色吧。我憑著三年的耕耘，以在全國賽、國手選拔的標準達到了這個水準，不過以國際賽的競爭程度而言，還是未臻此境。 n  進入臺灣大學化學系就讀 即使有些許遺憾，美好的一仗已經打過（而且也有不錯的收穫），我很自豪的保留之前的選擇，保送進入臺灣大學化學系（而非以銀牌資格改保送電機或醫科）（見圖二）。不可諱言，帶著銀牌的光環，老師和同學都對我有更高的信任，我很活躍的參加系上活動（後來甚至選上理學院學生會長）、功課上從不藏私，交了不少好朋友。只要受邀到高中分享經驗，我都會自信滿滿的鼓勵學弟妹「跟隨自己的興趣」「選基礎科學學系」（後來觀之，這其實是不同的兩件事），而非追求排行第一的科系。「國際級」的「成就」，讓我自認為會、也應該成為一位一流的科學家，所以我在大一升大二的暑假就進實驗室開始進行專題研究；指導教授同樣對我期待甚高，指派我在不需研究生帶領下，獨立進行實驗。我也努力保持一流的成績，修課、念書、向同儕請益都算認真，幾乎每學期都是書卷獎；但我並沒有選修多少給分或本質很硬的課。在學校之外，奧林匹亞銀牌為我帶來了許多收入豐厚、充滿挑戰的家教和補教工作機會，容許我充分發展對教學的興趣和技巧。大學生涯的尾聲，GRE字彙在心高氣傲的不肯補習或出國「機考」下，成績並不理想；專題研究雖有不少成果，一人之力（包括退伍之後，自願無薪回台大做了半年實驗），卻不足以發表期刊論文，都為之後申請學校埋下了隱憂。拜當年國手選訓時就把大一二化學滾瓜爛熟之賜，GRE化學倒是輕鬆接近滿分。 圖二：本圖為2003臺灣大學化學系課程網頁刊頭，由左至右為陳贊州（2000國手，前段所述之「高一金牌」）、作者、李祐慈國手、劉正豪，可見台大化學系對於就讀該系國手相當重視。 n  研究奠基於競賽的實驗訓練 退伍之後，申請學校一開始並不太順利，但在最後一刻得到了加州大學爾灣分校（約全美二十名）的錄取。以我從奧林匹亞競賽獲獎後、大學四年的期待和耕耘（勉強算吧），卻曾將近三個月除「保底」學校無一錄取的煎熬而言，實在是非常的失望；但考慮到各項成績有瑕有瑜，最後的成果至少該算差強人意。到美國留學後，我銳氣不再，選擇指導教授的主要條件之一是對學生支持、和善、而少刁難。恩師在研究領域和整體化學界當然還是有一定地位，但不算超級大頭，領域本身也不算特別有前景或熱門，而我並不太在乎這點。我漸漸知道，這足以使我成為當年期待中「一流的科學家」的希望渺茫（再加上現今化學學術界，不是前五前十的頂級名門很難受到青睞）；但我再來一次，大概還是會做出相同的決定。我的學術表現，大概也就是該校博士生中上等級（見圖三），倒是假日兼家教的口碑和收入是一流的（入場券也是那面銀牌！）。在溫暖乾爽的南加州、不算頂尖的名校，我的博士班生活可說是輕鬆而不算愉快。我的才能和之前打下的基礎，容許我只要付出合格的努力，就能站穩水準之上；但我因為不太得志而鬱鬱寡歡，想拚卻也不太知道該怎麼拚。我有多次在半夜夢到自己再度成為奧林匹亞國手，夢中的高三國手胡立志，同時知道自己已具備了後來完整的大學學識（夢中這並不衝突，你懂的）、經驗也更加豐富，這次一定可以拿下當年錯過的金牌……。其實這個夢大學時期偶而也會出現，但隨著馬齒徒長、「未來無限的成長空間」逐漸不再，這樣的夢，醒來後留下愈來愈多的惆悵。 圖三：作者於2012美國化學會獲邀演講，是博士班生涯少數專業上的亮點。 我可以（或許也應該）加倍努力，可能可以換來再次挑戰世界頂級的機會；但我「懂得」聆聽身體發出的初步警訊、「了解」某種程度上是受限於領域本身，性格再次帶我選擇了中間偏易的庸庸之路。畢業後，我決心投入產業界，目前已屆三年。研發的成果已有幾項成功商品化，戰功累績頗快。就我看來，不論是在前東家的抗衝擊聚丙烯研發，或者現在做的過濾–吸附合一材料，我的任務在於理性設計（rational design）材料及其製造方法，無非都是探索應用（最終端）─材料物理化學性質─成份結構─製程諸元的理化意義（最前端）四點一線的關係。在奧林匹亞的實驗訓練中，粗心手拙的我為了彌補短處（其實也是個人興趣），習慣分析每個實驗步驟的物理、化學意義，以求從方法上增進實驗的效率、準確、快速，以戰術補戰技之不足。前述的「四點一線」，無論觀念或執行都奠基於奧林匹亞的實驗訓練培養的習慣。總之，選擇產業而非學術，希望的是能對人們生活有實際、直接的助益—但無非也有追求合理待遇、存活率、生活品質的考量，大概又是「務實」的「中間偏易」吧？ n  結語—滿滿的歷練、回憶和成長 在學業和專業上，奧林匹亞的鍛鍊幫我打穩了化學的學識基礎和快速自學的能力。追求卓越的過程，也培養了我一點點的好習慣；即使絕少焚膏繼晷的努力、但也與擺爛沾不上邊，一向期許自己繳出的成果整體在水準之上、且至少在某幾方面相當特出。在人際相處上，一面銀牌則至少換來了一張被初步信任的門票。即使認為我是一介怪咖，朋友同儕至少把我視為geek、nerd而非jackass。指導教授和業界的主管（尤其是亞洲人）可能因此更早給了我一次機會，憑著我的學理判斷進行研發（我也報以突破性的成果）。部隊長官給了這位曾經為國爭光的小少尉多一點的尊重和寬容；甚至留美後，在一次轉錯彎導致的逆向行車（很不幸這在加州跟酒駕初犯、鬥毆等同屬刑事輕罪等級）後，交通違規法庭的檢察官都因此願意以不留紀錄和極輕的罰款「保護這位年輕人的前途」。這看起來類似「努力讀好書，就會有社會地位」的老生常談──不過，世界上大多數的事，往往就這麼依循老套的道理運轉。 我謹此盡力回憶並報告，十七年前啟程的國手之旅，帶給我的種種助益和影響。時間拉長來看，決定命運的仍是性格。但是，奧林匹亞吸引了許多像當年的我的熱血高中生的投入；努力之中、勝負之外、浮沉之後，留下的不只是一場夢，畢竟還是滿滿的歷練、回憶和成長。

國際化學奧林匹亞競賽選手發展： 從化奧選手到指導老師的心路歷程 李祐慈 國立臺灣師範大學化學系eliseytli@ntnu.edu.tw n  高中力拼「有為者亦若是」 時光飛逝，從2001年到印度孟買參加第三十三屆國際化學奧林匹亞（簡稱化奧）（International Chemistry Olympiad, IChO）競賽（見圖一），至今竟已經快滿十五年了。當年賽前的國手選拔、培訓、出國比賽等……回想起來還歷歷在目，彷彿昨日。轉眼間我已從當年參賽的高二學生，成為現在為化國手授課甚至帶隊出國的老師。 圖一：臺灣參加第三十三屆國際化學奧林匹亞國手合影，右一為作者。 IChO競賽對我人生的各種選擇都有舉足輕重的影響。國三暑假那年，我試圖自修高中化學，書中原子軌域的描述對我而言有如霧裡看花，但不知為何卻引起我莫大的興趣。剛好此時就讀花蓮高中三年級的彭昱璟學長拿到了化奧的銀牌。那是我第一次聽說鼎鼎大名的化學奧林匹亞競賽。在此之前我對數理的接觸也僅只限於國中課堂上所學的內容，從沒想過花蓮的鄉下子弟也有機會獲得這項殊榮，不由得興起「有為者亦若是」之情懷。高中時我透過數理資優保送管道進入北一女中就讀，也考上了清華大學週末的高中生資優班，在那一年當中，我紮實地學完了高中化學課程。升高二的暑假，我聽從臺灣大學化學系陳竹亭教授的建議，以曾國輝的兩冊銀皮「化學」課本相對照，讀完了Steven S. Zumdahl & Susan A. Zumdahl的原文普通化學課本（國內許多大學化學系的普通化學科目用書）。開學後參加一連串的競賽，最後真的進入選拔營，成為國手。 n  選訓營的填鴨教育幫助我啟蒙 行之有年的高中各學科奧林匹亞競賽，與最近十年開始舉辦的國際國中科學奧林匹亞競賽（International Junior Science Olympiad, IJSO）競賽（2004年為第一屆），本質上都是資優教育的一環，所測驗的結果，說穿了也都是選手加速提前學習的能力。說填鴨是一定的，畢竟是在那麼短時間內要學那麼多東西。但對有志於化學的學生來說，也是難得的機會有眾多教授以快速有系統的方式傳授整個化學科目的骨架。 至於這是激起學生更高的動機、是打壞胃口、還是反而揠苗助長，是見仁見智，更是因人而異，畢竟每個人都是背負不同背景進入選拔營的。當年在選訓營中，許多學員好不容易脫離了校內不分晝夜拼聯考的生活，又再次進到另一個更為填鴨的教育環境，大感吃不消。但我個人一直很珍惜有此機會學習。整體來說，我非常肯定化奧給我的幫助與啟蒙，使我得以在上大學重新有系統的修習化學各主科時，能對許多知識內容有不同角度的理解。 化奧有沒有「後遺症」？當然有。最直接的缺點就是以不恰當的時機和順序學習某些知識造成理解困難、理解淺薄、或學習障礙，也是所有超前學習必有的後遺症。以我來說，我一直記得當年國手營課堂上推導的氫原子的薛丁格方程式可嚇壞我了，讓我到大學修物理化學科目都還有陰影。好在歷經多年調整，今日化奧的課程比起以往已經規劃得更「人性」也更有系統了。 n  系統化的知識學習與研究大不同 另外，這類「資優競賽」經常為人詬病的就是，訓練出一群很會解題的小天才，但是到底是不是真的培養出科學人才？國內的科學資優教育基本上可分為「競賽」和「科展」兩大路線。對學生來說，要參加任何一項前述活動都需要花費相當多的時間與努力。我認為這兩種類型的科學訓練優缺點剛好也都是互補的。關鍵在於系統化的「學習」科學知識，和「創造」科學知識，是截然不同的經驗與感受。我們對科學研究的美好想像：提出假說、實驗驗證、成功成為定理或推翻回到假說步驟的線性流程，其實是非常一廂情願的。真實的科學研究歷程往往混亂、不嚴謹、甚至得在很「骯髒」的大量數據中，很「不理性」地憑直覺大膽猜測。我一直到讀博士班時才對此有深刻痛苦的領悟，對科學研究過程中不一定遵照邏輯的發展規則至今仍在摸索中。 我懷疑越是擅長大量、快速吸收系統性知識的學生（也就是通常在奧林匹亞競賽中表現越突出的學生），第一次面對科學研究的現場，所受到的衝擊越大，需要調適的時間也越長。系統化的知識學習是一項「投資報酬率」相當高的活動。課本裡描述的理論如此清晰有條理，足以解釋各種看似不同實則相通的自然現象，也是一種另類的「標準答案」。一旦進入真正的研究場域往往會發現，所花費的時間與體力的「報酬率」大幅下降，以至於耗費數月大半年而徒勞無功乃是所在多有。大多數時候研究生活並不如偉人傳記所渲染得如此精彩，也不如系統化學習時常有「醍醐灌頂」之成就感。科學發現的驚奇時刻，是枯燥乏味又充滿大量重複性操作的生活中偶然的點綴。凡此初次接觸真實研究生活所受到的衝擊，都可能與原本心中的想像落差甚大而帶來挫折感。 n  實驗室的學習經驗最為珍貴 如有心藉由奧林匹亞競賽的訓練讓自己加強基礎科學的知識，現今網路資源豐富，可搭配開放式課程自行填補各學科的細節。只要指導老師能為學員列出參考的課程、修習順序與課程關聯性清單，對自修能力超強的奧林匹亞學員來說，如此指點必定大有幫助。但真正想做科學家，最珍貴的訓練仍是及早進入研究室虛心學習。這需要指導老師與學員有更深刻的互動，推薦進入適合的大學實驗室才能促成。 至於進入大學實驗室要學些什麼？這又是另一個好問題了。現今高中科學資優班尋求大學實驗室的支援與教授指導非常常見，多半也有很明確的「目標導向」，也就是尋求一個做得出成果已參加科展的題材。我認為如果抱持著「專題研究一定要有（最好是可以發表或參展的）成果」的心態而來，其實是有些可惜的，也會帶給自己不必要的壓力。對於知識架構還不完整的高中生來說，要尋找一個值得探究，也有能力深入探究的題材實屬不易。理論上人人都知道科學研究是一段漫漫長路，如冀望在短短的一兩年間（甚至是一兩個暑假）有意外的成果發現是可遇而不可求。我認為這階段進入實驗室最應學習的是動手操作的基本技巧，即使是重現前人的論文的結果都很有意義，不見得要一味追求新穎的題目。不同領域的實驗室有不同的研究生活類型，確實地體會與評估這是否與自己的興趣、能力與所期望的生活方式相符（比如若是做有機合成，可能一天當中最多的時間是花在管柱層析，若是在生化實驗室，可能得要半夜兩點去餵食你養的細菌），可以免去到了研究所還在不同實驗室間辛苦地遊走探索。 n  化奧不需成為沉重的標籤 在國際奧林匹亞的舞台上，通常都是由亞洲和東歐國家獨佔鰲頭，顯示我們有多重視這些競賽，花了多少成本栽培國手，對成績的看重自不在話下，實則我想大可不必。化奧是一項特別的經歷，但不需成為一張沉重的標籤，更不需要把「小國興亡」之大任賭在小國手們摘金與否。以各科奧林匹亞國手日後的發展來說，選擇醫學系和電機系的一直是多數，反而留在基礎科學領域的大概不到三分之一。這又何妨？這些年來，看著當年選訓營的朋友各奔東西，帶著從這段過程中培養而來的能力與體驗，成為不同領域的專業人才。這正是這項競賽的價值所在，不是嗎？

國際化學奧林匹亞競賽選手發展： 國際化學奧林匹亞對高中化學教育的影響 曹淇峰 臺北市立建國高級中學 cftsaur@mail.ck.tp.edu.tw n  緣起 1997年在國立臺灣師範大學化學系方泰山教授的引薦下，我與國際化學奧林匹亞競賽（以下簡稱化奧）（International Chemistry Olympiad, IChO）的緣分就此開始，先後曾經隨國家代表隊參加1997年於加拿大、2008年於匈牙利、與2014年於越南舉辦的三次化奧。高中化學教師在代表團中擔任的工作，主要是學生輔導、協助帶隊教授各項工作，而最大的挑戰是與教授們要在很短的時間內，將主辦國家提供的英文試題翻譯、打字排版、列印成中文版試題，在這有限的時間中，試題內容還會因為各國教練提供的建議，需要不時地修正，工作壓力很大（見圖1）。 圖1：各國教練正努力地翻譯試題（45屆化奧，越南） 早期翻譯工作遇到最大的困難是把我們帶去的Windows中文版軟體安裝到外國的桌上型電腦。現在時代進步，電腦的作業系統已經包含各國語言，科技雖然解決了這個問題，但還是會擔心，所以我們自己也都帶一台筆電去，以備不時之需。近幾年，我覺得翻譯工作最令人頭痛的是化學試題太新穎了，負責主辦的國家，為了創新，有些試題或實驗的化合物剛被合成或鑑定出來，連中文名稱都還沒確定，有時我們也會擔心翻譯的藥品名稱選手們看不懂，而基於競賽的公平性，也不能有解題的暗示，這時就要考驗教授們的智慧了。 化奧是一項高水準的國際科學競賽，在國家代表隊初選階段，試題難度已經到達大學普通化學的程度；決選時，國家代表隊選手的程度大約與大學化學系三年級相當；而真正比賽時，甚至到了化學研究所的程度。例如，2014年在越南那一屆，理論題與實驗題都考了有關青蒿素的反應，青蒿素（Artemisinin）是一種治療惡性瘧病的藥物，可以從某種越南植物提煉分離出來。青蒿素對瘧原蟲非常有效，因其對促進人類健康有很大的貢獻，相關的研究者更獲得2015年的諾貝爾化學獎，化奧試題的難度和創新可見一斑。 參與化奧過程中，讓我有機會深入了解這些高中生的參賽經歷，接下來，先說一個學生的故事，或許可以讓讀者對整個競賽過程有進一步的認識。 n  偉大的夢想鼓舞學生自我挑戰 在臺灣，會唱歌的人，可能都夢想有一天能站上超級星光大道的舞台；而對化學有高度熱忱的高中生，則夢想有一天能當上化奧國家代表隊，與世界各國的好手互相切磋。經過多年教育部的推動與鼓勵，國際化學奧林匹亞競賽，已經是高中生夢想的舞台之一。 剛到建中任教的第二年，有一位剛入學的高一學生，在第一堂化學課就問我：「老師，我高中化學都讀完了，接下來要讀什麼？」我瞪大眼回答：「真的嗎？太誇張了吧！」接著，就給他一回大學入學考試的化學模擬試題，讓他試試看，這份題目建中高三平均成績大概是五十幾分，他拿了九十五分。這樣的學生，在高中化學課我還能給他什麼呢？看著他求知若渴的眼神，我決定給他一個夢想—挑戰化奧。 為了實現這個夢想，他不斷地努力，極罕見的在高一就取得參加臺北市化學實驗能力競賽的代表資格，或許是年紀太輕，許多知識尚未統整；也許是參加大型競賽經驗不足，只獲得臺北市三等獎，無緣晉級全國能力競賽。我還記得頒獎典禮時我坐在他身旁，背景是令人雀躍的管絃樂，他拿著獎狀的雙手微微顫抖，我的安慰無法停止他的啜泣，這時候的他，就好像一個歌手晉級決賽，卻因為感冒聲音沙啞的那般無助。 除了全國能力競賽以外，要進入化奧還有另一種管道，就是化學奧林匹亞初選考試。此時離一年一度的初選考試只剩一個月，為了夢想，他拾起失落的心情，重新整裝出發，他知道一定要把握這次機會。皇天不負苦心人，果然，他通過化奧初選、複選與決選的層層考驗，最後如願以償地當上國家代表隊，也成為歷年化奧最年輕的臺灣選手。 挫敗，讓孩子更懂得把握每次的學習機會。後來聽他爸爸說，這段時間，他和兒子的周末休閒活動就是到台大附近逛書局買書。對孩子而言，讀完一本又一本的大學化學教科書，在他臉上看不到一絲倦容，反而是甜美的滿足。 整個化奧集訓在臺灣師大化學系悉心規畫下，邀請熱心教授來指導，這個孩子做了許多從未做過的化學實驗，經歷了從未有的精彩的科學思辨，解出許多從未挑戰的難題。選訓營的磨練，讓他在二百多位世界高手雲集的競賽中，以第11名拿下化奧金牌（註：化奧金牌人數每年由各主辦國決定，但每年多在20~30人之間）。之後建中只讀了二年，跳級保送臺灣大學化學系，然後到美國普林斯頓大學攻讀生化博士。在這個過程中，我們可以看到化奧這樣的國際競賽帶給這些孩子不只是國際觀，更是一種非常特殊的人生體驗。 如果您問我，如何帶一個如此資優的學生，我會告訴您，給他一個夢想吧！ n  從單打獨鬥到團隊合作的學習模式 時間久了，發現光靠老師的力量是不夠的。我們開始鼓勵學生成立讀書會，找一群志同道合的同學、學長或學弟一起來讀化學。學生學習模式開始有了改變。 去年，一位國家代表隊選手獲獎後，在臉書（facebook）寫下： 相較於十天的經驗， 對我來說， 獎牌似乎只是icing on the cake， 那些畢生難忘的記憶， 才是真正的收獲。（見圖2） 接著，這位選手成為下一屆讀書會的領導者，將化奧的夢想種子繼續散播出去。 圖2：頗具創意的開幕茶會，其中一個攤位的廚師正在用液態氮來製作冰淇淋（40屆化奧，匈牙利） 準備化學奧林匹亞競賽的過程是孤單而漫長的，若不是對化學有高度的興趣或是堅持著夢想，很容易半途而廢。可喜的是，多年來，國際化學奧林匹亞已經在高中階段聲名遠播，喜歡化學的高中生，紛紛在臉書成立各種的讀書會。有的人提問，有的人解答，還有各種聚會，在科學的路上他們一點也不孤單。現在，有了社群網路，臺灣愛好化學的高中生，早已不分南北、不分男女了。 在臉書上，另一位同學寫下他的心情，得獎不是證明自己的偉大，而是感謝一路陪伴的學習夥伴。 真的這一路上以來最重要的就是你的教導和幫助， 給我的許多讀不完的資料， 再加上最後這幾天瘋狂的吵你與臨時抱佛腳， 還有你的神氣（神奇的氣場）， 我才會有今天出乎意料的表現。 雖然每年只有四位國家代表有幸參與國際盛會，但是化奧這類競賽，能帶動高中生學習基礎科學，引發他們的熱情，讓他們勇於挑戰，讓他們獨當一面，潛在的效益是超乎我們想像的。 某位學生獲選為國家代表隊時寫下的心情： 不知道甚麼時候開始， 成功的意義在我字典裡已經模糊不清， 或許是該向老去的心境哀悼幾秒了。 現在（高中）的我，更嚮往的是彩色的回憶， 我希望像運行的星星，偶爾脫離一成不變的軌跡。 我想， 對於生命的心態慢慢有所調整， 面對各種偶然或不偶然的奇遇，才能也無風雨也無晴。 […]

淺談道爾頓的原子學說 胡景瀚 國立彰化師範大學化學系 chingkth@cc.ncue.edu.tw n  定比定律、分壓定律和倍比定律 1799年，法國科學家約瑟夫·路易·普魯斯特（Joseph Louis Proust, 1754-1826）提出了「定比定律」（law of definite proportions），定比定律的內容是： 化合物的組成元素的質量比為定值。 英國科學家約翰·道爾頓（John Dalton, 1766-1844）（見圖一）在十九世紀初（1801年）發表了「分壓定律」（law of partial pressures）： 氣體混合物的總壓力等於組成氣體的分壓的和。 1804年，他又發表了「倍比定律」（law of multiple proportions），倍比定律的內容是： 如果兩元素可以形成不只一種化合物，化合物中相對於等重的第一種元素，另一種元素的質量成簡單整數比。   圖一：約翰·道爾頓 （圖片來源：https://en.wikipedia.org/wiki/John_Dalton） 同一時期，道爾頓研究了多種氣體在水中的溶解度，他對於不同的氣體在水中有不同的溶解度這個事實感到相當困惑。道爾頓的解釋是，不同的氣體各有不同的「最終粒子」（ultimate particles），粒子的質量和複雜度越大，在水中的溶解度就越大，這個解釋也是道爾頓原子學說的起點。[1] 道爾頓的想法，從比較物理觀點的粒子理論（氣體混合、氣體溶解度），逐漸演化成化學觀點的原子學說，描述分子的原子組成及化學反應。這一段思想轉化的過程是許多科學家和科學史家非常感興趣的。 道爾頓認為水由1個氧原子和1個氫原子組成，氨由1個氮原子和1個氫原子組成，根據水的氧和氫的質量百分比，以及氨中氮和氫的質量百分比，以當時的實驗數據，氫、氮和氧原子相對於氫原子的質量比為1 : 4.2 : 5.5。[2] 將三種氮的氧化物中氧的相對質量列出（以氮為4.2，分子式列於括號供參考，如表一所示： 表一：道爾頓認為三種氮的氧化物中氧的相對質量   N : O nitrous oxide (N2O) 4.2 : 2.4   4.2 + 4.2 : 4.8 […]

創意微型實驗— 微型鋅銅電池及其在化學教學上的應用 方金祥 創意微型科學工作室 chfang1273@yahoo.com.tw 化學是一門極具趣味性且理論與實驗並重之科學，因此在相關單元之中，除了理論介紹之外都配有相關的實作性實驗，盼由正確的實驗的結果來應證理論的真實性。在學校的化學實驗裡如何減少使用藥品，以減少廢液的產生進而突增廢液回收與處理的困擾與困難度，以減低對環境污染的衝擊，是當務之急。因此將傳統實驗裝置與實驗過程加以改良，使實驗裝置更為簡單，實驗步驟更為安全更為有趣，使化學實驗更符合環保理念可回收低汙染省資源的綠色化學實驗。在本文中將傳統式的鋅銅電池加以微型化而成為微型鋅銅電池，得以方便將兩個或多個鋅銅電池加以串聯起來，並在化學實驗中加以延伸與應用，以提高學生學習電化學之意願與興趣。 n  微型鋅銅電池之原理 以鋅片和銅片為電極，分別在插入藥品溶液中，電極與溶液之介面間會產生所謂的電極電位，而在當兩溶液間以鹽橋來溝通電路後，在這兩個電極間所產生之電位差即稱為電池電位（電壓），其反應式如式[1]~[3]所示。 正極（銅片，陰極）反應：Cu2+(aq) + 2e– → Cu(s)              Ered = + 0.36 V        [1] 負極（鋅片，陽極）反應：Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e–           Eox  = + 0.74 V       [2] 電池總反應：Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq)  + Cu(s)              Ecell = + 1.10 V        [3] n  傳統鋅銅電池與微型鋅統電池之比較 傳統鋅銅電池與微型鋅銅電池在器材裝置及藥品之使用皆略有不同，其差異之比較如表一所列及相片一所示。 表一：傳統鋅銅電池與微型鋅銅電池之比較   相片一：傳統鋅銅電池裝置和微型鋅銅電池裝置（右） （左圖取材：自八十二年國編版高中基楚理化實驗手冊下冊） n  材料藥品與器材 一、   […]

愛玉說愛玉凍的化學 傅麗玉1, *、楊水平2 1國立清華大學師資培育中心2國立彰化師範大學化學系*lyfu@mx.nthu.edu.tw n  愛玉和原住民族的關係 今（2015）年九月初，再次拜訪阿里山的達邦部落，吃著非常美味的愛玉（見圖一），和當地的鄒族友人聊天。原來愛玉和原住民族間有著非常緊密的的文化關係。愛玉成熟時就會吸引許多猴子、果子狸、松鼠、飛鼠、山豬、山羌來尋找食物，因此愛玉的成熟時間也是打獵季節來臨的時候。鄒族、布農族、太魯閣族、魯凱族和賽夏族，都各自有為愛玉命名。愛玉的布農語是tabakai。愛玉的太魯閣族語是runug。魯凱語為twkunuy。賽夏語是rapit。我在阿里山學到阿里山鄒族叫愛玉為skikiya（斯基基阿），而poezi‘e skikiya就是採愛玉的意思。其中愛玉的太魯閣族語為runug，本身也是「地震」的意思，筆者猜測是否因為愛玉凍那種Q彈的動感，而獲得這個太魯閣族語名稱。 圖一：好吃的檸檬愛玉（傅麗玉攝，2015） 有趣的是，愛玉學名當中的「awkeotsan」，與目前「愛玉欉」的臺灣話發音非常接近。筆者猜想或許是因為愛玉是1871年蘇格蘭旅行攝影師John Thomson所說的西拉雅族「魔法果凍」。他說：「這些原住民到底是施了什麼魔法，為什麼他們將果莢裡的小種子泡在冷水裡，就可以變出美味可口的琥珀色果凍！」。 n  愛玉在臺灣 愛玉的果實外觀乍看像土芒果，但是表面密佈白色斑點，學名為Ficus pumila L. var. awkeotsang (Makino) Corner，在分類上屬於桑科（Moraceae）、榕屬（Ficus），雌雄異株，隱花果（見圖二）。愛玉子其實是成熟的瘦果（種子）。   圖二：乍看像土芒果但表面密佈白色斑點的愛玉果實（傅麗玉攝，2015） 愛玉是一種臺灣特有藤本植物，生長時會慢慢往上攀爬到大樹上，只要樹夠高大，讓它有不斷攀爬的空間，加以週邊環境合適，可能長到30公尺，甚至50公尺，可存活數十年以上。愛玉適合生長在濕潤涼爽的環境。臺灣的野生愛玉生長在中高海拔1,500公尺以下的山區，攀附在大樹或岩石上。 n  愛玉的採收和處理 嘉義阿里山是野生愛玉產量最多的地方。採集野生愛玉子是鄒族人非常重要的經濟活動。從9月開始到2月期間，鄒族人組隊進入森林採野生愛玉。開始採收時，一定要有簡單的祈福儀式，祈求採收工作平安順利。通常四人一組，兩個人穿著雨鞋爬到樹上採愛玉，將愛玉丟下，讓另外兩個人撿拾。在樹上的人要注意不要從樹上掉下來，還要避開蜂窩。樹下的人要能撿到愛玉，也要注意避免被丟下來的愛玉打傷。採集愛玉的團隊一上山，有時要在山上停留一個星期。真的是非常辛苦又危險，體力與眼力或技術不好，都不能勝任採集愛玉的工作。 處理愛玉的第一步是趁新鮮立刻削皮，族人先在手上抹麵粉或碾碎的米糠，如此可以避免手沾黏愛玉的黏稠膠質。削皮後，比較容易將內部果籽割開外翻，然後烘乾與曬太陽，絕對避免濕氣（見圖三和圖四），否則愛玉籽很快變黑。 圖三：經過削皮、外翻並乾燥處理的愛玉（未包裝）和刮下的愛玉子（在袋中）（傅麗玉攝，2011） 圖四：刮下的愛玉子的特寫（傅麗玉攝，2015） n  愛玉凍的形成 愛玉凍的形成是愛玉子的果膠（pectin）分子與硬水中的兩價金屬子反應，形成凝膠。果膠沉積在植物的初生細胞壁和細胞間層，做為細胞內部的支撐物質，是植物細胞間質的重要成分。耐心用手搓洗愛玉子，讓愛玉子表面經由手的擠壓摩擦與水流的力量，溶出愛玉凝膠，製成愛玉凍的效果最好（見圖五）。攪拌時果膠會溶出，並開始和硬水中的金屬離子鍵結；愛玉子的數量必須足以讓溶液中的果膠量和多重價數的離子產生鍵結。因此洗愛玉子必須有耐心，讓愛玉子有充分時間溶出果膠。筆者曾經為了節省時間，嘗試用果汁機攪拌愛玉子，結果失敗，因為高速攪拌的結果，反而破壞愛玉子，讓愛玉子內部抑制凝固的果膠酯酶抑制劑物質流出，以致無法製作出愛玉凍（李佳佩，2001）。 圖五：耐心用手搓洗愛玉子的基本動作（傅麗玉攝，2011） 整個處理愛玉的過程，包括刮愛玉子或是洗愛玉，所有的器具都必須完全無油污，因為在有油脂的環境中溶進油裡，果膠分子不易與水中的礦物質離子鍵結。油的成份讓愛玉無法結凍。再者，加熱愛玉子也不能製作愛玉凍，因為果膠酯酶在高溫下會失去活性。礦物質含量高的水，其凝膠效果最好，經過蒸餾處理的水無法製作愛玉凍。適當的鹽類濃度對果膠酯酶有促進功效，但濃度過高會造成活性降低，愛玉凍會不斷出水（林讚標，1991）。愛玉凍若放置時間超過6小時會不斷出水，且無法再次結成愛玉凍。 圖六：用搓洗過的愛玉子所捏塑成的愛玉子娃娃（傅麗玉攝，2015） n  愛玉凍的化學原理 在李柏宏（2000）的博士論文中，他探討有關愛玉含果膠的文獻裡，提到黃永傳和陳文彬（1979）的文章（愛玉凍原料植物—愛玉之回顧與前瞻）描述到：日本研究者三宅和大野於1930-1933年間，判斷愛玉子之凝膠黏性物質是果膠，其旋光度[α]D = +275.8°，甲氧基（methoxyl content）含量為8.47%。大野等（1934）以酒精沉澱法純化愛玉凍料的黏性物，得到純白粉的愛玉果膠，分析其成分得水分佔9.26%，灰分佔0.65%，半乳糖醛酸（galacturonic acid）佔90.33%，甲氧基含量為11.8%。井上（1936）分析愛玉子之果膠中所含之甲氧基含量，用Zeisel法得到7.99%，用皂化法得到9.7%。〔作者註：此處的甲氧基含量即為被甲基酯化的半乳糖醛酸（methylated galacturonic acid）而形成的半乳糖酸甲脂（galacturonic acid methyl ester）的甲氧基。〕 果膠分子是一種天然高分子化合物，與澱粉分子的結構類似。澱粉分子的單體為葡萄糖（glucose），果膠分子的單體為半乳糖醛酸、半乳糖酸甲脂及葡萄糖。澱粉分子分為直鏈澱粉（amylose）和支鏈澱粉（amylopectin），其結構式如圖七所示。果膠分子具有半乳糖醛酸、半乳糖酸甲脂、半乳糖醛酸或／和葡萄糖混合的結構式，如圖八所示。 圖七：直鏈澱粉（左）和支鏈澱粉（右）的結構式 （圖片來源：左圖，https://en.wikipedia.org/wiki/Polysaccharide；右圖，https://en.wikipedia.org/wiki/Starch。） 圖八：果膠分子具有半乳糖醛酸（上）、半乳糖酸甲脂（中）、半乳糖醛酸或／和葡萄糖混合（下）的結構式 （圖片來源：https://de.wikipedia.org/wiki/Pektine。） 愛玉凍的形成的化學原理是愛玉子中的果膠分子之半乳糖酸根（一種羧酸根離子，此處為甲酸根離子）與硬水中兩價的鈣離子或／和鎂離子反應，而形成的果膠凝膠（pectin-gel）。果膠凝膠的形成端視加入的糖量、pH值及兩價鹽（尤其是鈣離子）而定。 在高酯化果膠（high-esterified pectin）中，可溶性固形物（通常是指含有葡萄糖單體的果膠）含量高於60％且在pH […]

翻轉教室—多重表徵的模型教學（上） 鍾曉蘭 新北市立新北高級中學 教育部高中化學學科中心 chshirley2007@yahoo.com.tw n  動機與背景 一、  動機 學生在學習的過程中扮演了主動學習，積極建構的角色，個人知識的建構並不是由外在具體世界的反應，而是由個人心智主動建構。學生自小處在不同的生活背景與學習環境，加上個人的智力與學習風格不同，對自然現象的詮釋也會因人而異。因此，了解學生的先備知識及對現象的解釋模式有助於教學活動的設計與進行，也是教師引領學生進入科學世界的不二法門。 當遇到不同問題的情境時，將會決定學生使用的解釋形式，有關學生概念的研究對於瞭解學生所擁有的科學概念內容上，確實對於教師的教學與課程設計有著很大的貢獻。假如我們希望幫助學生學習更複雜的科學概念，可以透過迷思概念（misconception）或另有概念（alternative conception）的研究，使得教師瞭解學生對某些概念的原始想法或另有概念，則在教學上更能確定學生的起點行為，設計適當的教材來改變學生的另有概念，並且協助教師從事知識的整合（Lewis & Linn, 1994，引自鍾曉蘭、謝進生、賴麗玉, 2009）。如何藉由營造社會建構的學習環境，讓師生、生生之間的互動達到最大的教與學的效應，尋求多面向而且能啟發學生多重表徵轉換的教學設計應該是解決方法之一。 本教案設計一系列多重表徵的模型教學策略及教學活動，例如：應用電腦動畫所顯現的動態表徵配合文字、口語敘述等，說明化學反應的碰撞學說中粒子微觀機制，促進學生形成具有與現象相同屬性的心智模式。並進一步將教學中所探討的微觀現象（特別是粒子的隨機運動及粒子之間的交互作用所產生的化學反應的微觀機制）納入試題之中，從一連串的動態評量中，瞭解學生對化學反應速率相關概念的認知發展歷程，並藉著具體模型教具、電腦動畫與角色扮演肢體等多重表徵的模型教學活動讓學生進行聚焦的練習，以期激發學生認知的潛能（Boulter & Buckley, 2000；鍾曉蘭、謝進生、賴麗玉, 2009, 2010）。 二、  理論背景 「分類」是學習者處理大量知識訊息的關鍵過程，當表徵作為學習的媒介時，表徵的分類尤為重要（Boulter & Buckley, 2000）。各家學者對表徵的分類方式及向度不盡相同，Boulter & Buckley （2000） 提出以表徵的方式和表徵的屬性兩個不同的維度來分類及解釋模型：表徵的方式主要分為五種－具體的（concrete）、語言的（verbal）、視覺的（visual）、數學的（mathematical）、動作的（gestural），又可細分為單一或混合的表徵方式。表徵的屬性則分為量化或質性、動態或靜態、決定的或隨機的。五種不同的表徵方式說明如下： 1.        具體的（Concrete）：可觸知的實體，如塑膠製的心臟模型。 2.        語言的（Verbal）：可聽或可讀的陳述、解釋、論點、類比、及譬喻，如心臟就像是一個幫浦。 3.        視覺的（Visual）：可被看到的表格、動畫、模擬、影片，如以線段及圓圈呈現月蝕發生的原理。 4.        數學的（Mathematical）：被化約為公式、方程式、及符號的表達形式，如行星運動軌跡的方程式。 5.        動作的（Gestural）：以肢體動作表達的形式，如學生角色扮演太陽系中星體的運動，包括行星的公轉與自轉。 有些表徵的呈現並非單一方式，而是結合兩種以上的表徵方式與屬性，藉以補足單一表徵各自的限制，讓學習者更能了解現象的過程或原因。舉例說明，以動畫顯示心臟中血液流動的情形，並加上文字與言語的詳細解說就可以分類為視覺的混合模型，而表徵的屬性則歸類為質性–動態–決定的；讓學生以角色扮演的方式說明墨汁在水中擴散的情形，並輔以教師言語詳細解說的課室活動就可以分類為動作的混合模型，而表徵的屬性則可歸類為質性–動態–隨機的。 n  教學目標 本教學設計的目的主要分為五部分： 一、   以多重表徵的模型教學活動與教材改善學習環境：將多媒體教學軟體與課程內容結合，設計電子化教材，讓科學課室的教學多元化、活潑化。 二、   以多元教學活動提升學生學習動機：設計多元的活動讓學生們學習以不同的表徵與策略來學習抽象的化學概念，能夠提升其學習的動機與興趣。 三、   以多元教學活動增進學生解釋能力：學生經模型化的活動，能夠理解現象背後的科學原理，並提出相關的解釋，藉以提升學生解釋的能力。 四、   以多元評量方式評量學生的學習歷程：從一系列評量中瞭解學生對化學反應速率相關概念—碰撞學說、影響反應速率的因素（濃度、溫度、催化劑）的認知發展歷程，不僅可以增進師生互動，也可以隨時修正教學方法與教材。此外在綜合討論的活動採取小組討論與小組發表，讓評量方式更多元。 五、   […]

翻轉教室—多重表徵的模型教學（下） 鍾曉蘭 新北市立新北高級中學 教育部高中化學學科中心 chshirley2007@yahoo.com.tw 〔承《翻轉教室—多重表徵的模型教學（上）》〕 n  研究成果 一、  學習成效 兩組學生在三次評量結果如圖1所示，評量一是在教學前進行的，評量二是在教學五節課後進行，主要學習的內容是反應速率的定義和如何測量反應速率的相關概念，並進一步探討濃度與反應速率之間的關係。評量三則在教學八節課後進行，主要學習的內容是溫度與催化劑影響反應速率的機制，並進一步探討濃度、溫度、催化劑與反應速率之間的關係以及綜合討論的活動。 分析結果顯示，實驗組學生經過投影片教學、分子模型、粒子模型活動及師生討論等多重表徵的模型活動之後，在動態評量二的答題表現大幅度的進步，而且與對照組之間達到顯著性的差異。實驗組學生再經過活化能具體模型、角色扮演與綜合性的師生討論後，兩組再進行動態評量三的測驗，兩組成績亦達到顯著性的差異。 圖1：實驗組與對照組三次動態評量得分平均比較 二、  學生的迷思概念 1.        教學前學生的迷思概念 從學生的選擇題的選項和非選擇的回答內容中，分析出學生常見的迷思概念主要是對於碰撞學說的誤解、對低限能／活化能的定義與影響因素的不了解等。 (1)     碰撞學說的迷思概念：反應物分子只要互相碰撞即產生反應、無法從生成物判斷出活化複體、無法從生成物判斷出有效碰撞的位向。 (2)     低限能／活化能/分子動能分布曲線的迷思概念：溫度增高反應速率加快是因為活化能降低、分子動能分布曲線的高度越高則動能越大或有效碰撞頻率越高、改變容器體積會影響分子運動速率而改變反應速率、加入催化劑不會改變活化能、反應熱或超過低限能的分子數目不受溫度影響。 (3)     催化劑對反應速率影響的迷思概念：催化劑會影響反應熱、催化劑會加速正反應而使逆反應減慢、催化劑會影響分子動能分布曲線、催化劑會增加產率或影響平衡。 (4)     溫度對反應速率影響的迷思概念：溫度會影響活化複體的位能高低、溫度會改變反應途徑、溫度會加速吸熱反應而減慢放熱反應、溫度不會影響產率。 (5)     濃度對反應速率影響的迷思概念：接觸面積/濃度或分壓會影響反應速率常數（k）、增加固體的量可改變濃度而使反應速率增加、濃度會改變有效碰撞分率。 2.        教學中學生的迷思概念 即使已學過碰撞學說和濃度對反應速率的影響，以下迷思概念仍難以移除： (1)   分子動能分布曲線的高度越高則動能越大或有效碰撞頻率越高（實驗組已完全修正、對照組未移除） (2)   溫度增高反應速率加快是因為活化能降低 (3)   溫度會加速吸熱反應而減慢放熱反應、接觸面積／濃度或分壓會影響反應速率常數（k） (4)   增加固體的量可改變濃度而使反應速率增加、濃度會改變有效碰撞分率。 3.        教學後學生的迷思概念 教學後，即使已學過反應速率相關概念，以下的迷思概念仍難以移除： (1)   溫度增高反應速率加快是因為活化能降低 (2)   增加固體的量可改變濃度而使反應速率增加 (3)   接觸面積會影響反應速率常數（k） (4)   濃度會改變有效碰撞分率 從答題表現的分析顯示，學生的迷思概念明顯減少，特別在碰撞學說／低限能／活化能／分子動能分布曲線的迷思概念比較能經由教學而移除。 三、  學生情意面向 學習情意問卷主要請實驗組學生針對七個教學活動就三個面向（幫助概念理解、使得學習有趣、提升解決問題能力）進行評價，分析結果如圖2所示。整體而言，學生對於師生討論與具體模型的教學活動評價最好（非常同意：3分，同意：2分，不同意：1分，非常不同意：0分）。學生整體的評價以具體模型最獲好評，有多位學生認為將來教學可再增加具體模型的活動時間。而學生對於角色扮演的活動則認為是新奇、有趣，特別對於第二節課的角色扮演活動印象深而易懂，但第八節課的角色扮演對於概念的理解則評價略低於具體模型和師生討論，投影片應改進字和圖的清晰程度。 圖2：實驗組學生對七種教學活動整體評價 […]

說明溶液的凝固點下降 施建輝 國立新竹科學園區實驗高級中學 教育部高中化學學科中心 schemistry0120@gmail.com n  教師如何向學生說明「溶液的凝固點下降」？ 在「溶液的性質」這一章中有一個小節：「溶液的沸點與凝固點」，主要的概念是「溶液的沸點上升」與「溶液的凝固點下降」，前者比較容易說明，學生在理解上比較沒有問題，但是後者不容易說明清楚，請問有沒有比較好的方式以說明「溶液的凝固點下降」這個概念？此外，某些教科書上特別強調：「溶液的沸點上升」與溶質種類有關，「溶液的凝固點下降」則與溶質種類無關，為什麼？ n  先談凝固點的定義 答覆內容：此一問題，高中化學的前輩教師薛勝雄老師於1983年出版一套「新細說化學」，對「溶液的凝固點下降」已有精闢的解說，本人不敢掠人之美，僅能就薛勝雄老師當年書上解說方式與參考一些資料，將這個問題一步一步解析，給對這部份有需要的老師們參考。解析內容如下： 1.        以水為例，其固相與液相在不同溫度下的蒸氣壓如表1。 表1：冰和水在不同溫度下的蒸氣壓 2.        繪製表1中冰與水的蒸氣壓與溫度的關係，得到圖1。 (1)     水的蒸氣壓曲線為OA，OB則為過冷狀態的水，處於不穩定的狀態。 (2)     冰的蒸氣壓曲線為OC，OD則為過熱狀態的冰，亦處於不穩定的狀態。 (3)     冰的蒸氣壓曲線較水的蒸氣壓曲線陡，表示冰的蒸氣壓受溫度變化的影響較大，這是因為冰和水蒸氣的熵變比水與水蒸氣的熵變大。【註：熵變即亂度變化。】 圖1：純物質在固相和液相的蒸氣壓 （圖片來源：新細說化學，薛勝雄編著，建弘出版社） 3.        圖2是凝固點測定裝置的示意圖，用以測定水的凝固點。這是一個密閉系統，其操作方式如下： (1)     關閉中間活門，在左方容器加入冰，蓋上玻璃蓋，在右方加入水，蓋上玻璃蓋。 (2)     以控溫系統將溫度調至t1，打開活門。從圖1可看出，在此一溫度下，水的蒸氣壓大於冰的蒸氣壓，水將以蒸氣的方式移至左側變成冰，最後只剩固、氣兩相，無法達到固液共存的狀態，因此t1非凝固點。 (3)     將控溫系統溫度調至t3，打開活門。從圖1可看出，在此一溫度下，冰的蒸氣壓大於水的蒸氣壓，冰將以蒸氣的方式移至左側變成水，最後只剩液、氣兩相，也無法達到固液共存的狀態，因此t3也非凝固點。 (4)     只有將控溫系統溫度調至t2，打開活門後，因為冰的蒸氣壓等於水的蒸氣壓，冰與水達到平衡狀態，也就是達到固液共存的狀態，所以t2為凝固點。 圖2：凝固點測定儀器示意圖 （圖片來源：新細說化學，薛勝雄編著，建弘出版社） n  為何溶液凝固點的會下降？ 1.        圖3為溶液的蒸氣壓下降曲線圖。取出圖2右方容器上方的玻璃蓋，加入某溶質，例如葡萄糖，則右方容器內所存在的是葡萄糖溶液，在前面的章節已經學過：「溶液的蒸氣壓下降」，因此溶液的蒸氣壓從OA向下移至如圖3之紅色曲線。 圖3：溶液的蒸氣壓下降 2.        若控溫系統溫度為t2，從圖3可看出，在此溫度下，冰的蒸氣壓大於溶液的蒸氣壓。 (1)     打開活門，冰將以蒸氣的方式移至右側變成水，最後只剩液、氣兩相，無法達到固液共存的狀態，所以t2已經不是凝固點。 (2)     為使冰的蒸氣壓等於水的蒸氣壓，也就是達成固液共存的狀態，必須將溫度降為t2’。 (3)     t2’< t2，可證實溶液的凝固點確實下降了。 n  為何溶液的沸點上升與溶質種類有關？而凝固點下降與溶質種類無關？ 一、  溶液的沸點上升與溶質種類的關係 1.        […]