綠色化學:植物色素分離與鑑定 洪敬明1,*、徐碩志2 無界塾實驗教育機構1 臺北市立中崙高級中學2 *kusoer1017@hotmail.com 簡介 萃取是高中化學所提及的一種混合物分離技術。過去教師在教萃取時常常以「從碘液中萃取碘分子」的實驗為例,跟同學介紹萃取的原理。然而,這個實驗涉及了,的平衡反應,對於高一同學較為困難;加上實驗後產生的有毒碘廢液需要以硫代硫酸鈉()或氫氧化鈉()處理後,方可以大量清水稀釋後排放。 圖1:碘萃取實驗(左)與植物色素分離實驗(右)的成品比較圖 本教案以生活中常見的植物-鴨跖草為主角,透過淺顯易懂的萃取原理,有效分離植物中的葉綠素與花青素,藉由明顯的顏色變化,讓學生可以理解天然色素的組成與分離的技巧。本實驗當中,非極性層內的混合物,主要是葉綠素與葉黃素,可利用色層分析法進行分離;而極性層中的產物主要是花青素,可作為酸鹼指示劑。 圖2:紫竹梅(鴨跖草科)(鄒語騏 攝) 花青素與葉綠素分離實驗的成品非常美麗,可有效吸引學生的目光,提升探究化學的興趣;實驗所需的器材簡易、藥品安全,且容易操作,方便教師準備課程。此主題涵蓋生物與化學,生物可朝植物微觀結構和光合色素功能發展,化學則可討論混合物分離時的交互作用力與動態過程;延伸的建議課程涵蓋了物質與能量、系統與尺度、構造與功能、改變與功能和交互作用等自然領域的跨科概念,可作為跨科課程的主題。本實驗採用天然植物取代有毒的碘化物的使用,實驗後的產物可繼續做為其他實驗使用;極性層的葉綠素與極性層的花青素皆可被陽光自然降解,減少產生廢棄物,符合綠色化學原則。 圖3:鴨跖草下表皮的顯微影像,葉綠體中的葉綠素(左)與液胞中的花青素(右) 教學目標 教師能根據教學需求進行數個教學活動,實驗可連結高中化學中的數個主題(混合物分離、物質鑑定原理、指示劑、極性、理想溶液),也可以訓練學生進行探究與實作活動時的基本技能(問題拆解、資料查詢、建立實驗表格、排序、實驗操作、邏輯判斷等)。 圖4:學生根據自己所建立的物質互溶表排列各溶劑之極性大小 藥品與器材 一、器材: 7mL樣品瓶、塑膠滴管、濾紙、抽濾設備、3in1驗鈔筆(白光、紫光、紅光雷射)、咖啡攪拌匙。 二、藥品: 水、乙醇(95%)、丙酮、乙酸乙酯、石油醚(可用正己烷或去漬油代替)、檸檬酸(可用固體或1M溶液)、碳酸鈉(可用固體或1M溶液)。 實驗步驟 一、 葉綠素與花青素分離: 1. 取約5平方公分的鴨跖草置於研缽中,加入3毫升的溶劑(酒精或水)後研磨搗爛。 圖5:取鴨跖草加入溶劑後搗爛 2. 組裝濾瓶與抽濾漏斗,用橡皮管連接抽濾瓶與水幫浦,進行減壓抽濾。 圖6:圖左植物色素的減壓過濾,圖右植物殘渣上出現色素分離的現象 3. 以滴管吸取所有濾液,移至7毫升的樣品瓶中。 4. 於樣品瓶中加入3毫升的石油醚後劇烈搖晃。 圖7:加石油醚至2/3滿後充分搖晃即完成萃取 二、 未知物鑑定:如何確定分離出來的物質真的含葉綠素與花青素呢? (一) 花青素鑑定:酸鹼反應 1. 拿出以水做溶劑的實驗樣品瓶,以滴管吸取樣品瓶下層的濾液,平均分裝置A, B, C三個樣品瓶中;於A樣品瓶中加入一小匙的固體檸檬酸,B樣品瓶加入一小匙的固體碳酸鈉。觀察並比較A, B, C三瓶溶液的顏色的差異。 2. 將A瓶溶液倒入B樣本瓶中,觀察樣本瓶內的變化。 圖8:不同酸鹼性下,水層萃取液的顏色的不同 (二) 葉綠素鑑定:螢光反應 1. 拿出以酒精做溶劑的實驗樣品瓶,以白光LED(可用手機閃光燈代替)或3in1驗鈔筆中的紫光或照射葉綠素層,可於90度處觀察到葉綠素吸收短波長輻射時所放出的紅色螢光。 圖9:以白光LED照射(左)以紫光LED照射(右) […]
綠色化學:倒「洗」相「螢」–螢光棒毒性降低之研究 劉獻文*、許申霖、王翊誠 國立臺南一中 教育部高中化學學科中心 *betterman0925@gmail.com 前言 Arduino 是常見的電子互動平台,具有使用簡單、功能多樣、價格低廉等優點,廣泛應用於電子系統設計和互動產品開發。筆者於107年指導學生參加綠色化學創意競賽,利用arduino uno板與照度偵測器等,討論如何在維持一定照度下降低螢光棒廢棄物的毒性。以下為作品相關介紹,也鼓勵同學在有限經費下,妥善運用資訊課學習到的程式撰寫,輔以平價的arduino板及相關偵測器,完成科學探究。 綠色發想 螢光棒中的染料具有毒性,使用過即丟棄容易造成環境汙染,文獻指出添加部分過渡金屬離子或添加含胺、炔官能基之有機物可提升螢光亮度,然而此類添加物皆具一定毒性,我們原本發想以天然色素,如葉綠素、胡蘿蔔素、茄紅素等天然色素取代有毒染料,實驗結果發現不可行,可能是過氧化酯釋出之能量搭配無法與天然色素之能階搭配,因此無法產生化學螢光。而查閱相關科展作品後,我們發現洗衣粉內添加的增白劑(CBS)能使螢光棒的亮度增加,便以此方向進行研究,希望能以洗衣粉這種低毒性較低的物質取代螢光棒內的染料成分。 另外,Arduino光感測器模組與照度計相較於市面上的螢光光譜儀,價格較低且在一般電子材料行即可取得,加上能夠測得螢光數值的連續變化,便決定採用此方式偵測。 綜合以上幾點,本實驗以洗衣粉取代螢光劑符合低毒與可解原則,利用Arduino光感測器模組來進行連續測量,希望能藉此實踐綠色化學的目標。 研究目的 一、 以Arduino研究市售螢光棒發光照度與RGB數值的關係 二、 探討螢光棒中藥品濃度與發光照度及RGB數值的關係 三、 探討洗衣粉對螢光棒發光照度及RGB數值的關係 四、 製作出毒性較低的螢光棒 器材與藥品 一、藥品: 螢光棒、第三丁醇(tert-Butyl alcohol, C4H10O)、乙醯檸檬酸三丁酯(Acetyl tri-n-butyl citrate, C20H34O8,簡稱ATBC)、4,4′-雙(2-磺酸鈉苯乙烯基)聯苯(Disodium 4,4-Bis(2- Sulfonatostyryl)Biphenyl , C28H20Na2O6S2)、甲苯(Toluene , C6H5CH3)四氫呋喃(C4H8O,簡稱THF)。 二、器材 平底試管、Arduino開發板、磁石攪拌加熱板、薊頭漏斗、Arduino 光感測器模組、秤量匙、燒杯、Arduino 照度計模組、分度吸量管、量筒、自製暗箱、安全吸球。下圖1,2分別為Arduino 光感測器模組與自製暗箱。 圖1:Arduino模組示意圖 圖2:自製暗箱 研究步驟 一、以Arduino研究市售螢光棒發光照度與RGB數值的關係 1. 設計Arduino照度計模組與光感測器模組 2. 分別測量螢光棒的發光照度與RGB數值,相關實驗裝置圖如下所示: 圖3:實驗裝置與架構示意圖 […]
綠色化學:新式TDESs之研發並應用於戰略金屬回收(上) 陳俊佑、劉欣恩 國立臺南女子高級中學 shinenliu0829@gmail.com n 簡介 近年來由於電子產業的興起,廢棄鋰離子電池以及ITO面板數量龐大,其中的鋰鈷氧化物 (lithium cobalt(III) oxide,LiCoO2)以及氧化銦錫 (indium tin oxide,ITO)以目前工業上的回收方式,皆需經過浸泡強酸等步驟,對人體以及環境都造成很大的傷害,因此本研究嘗試研發能將鋰鈷氧化物以及氧化銦錫溶解的溶劑,將金屬鹽類溶於其中後,以電沉積的方式將金屬回收,期望透過沉積出高純度的金屬鍍層,在降低對環境傷害的同時,亦可改善貴重金回收之效益。 離子液體 (ionic liquids,ILs)廣泛應用於電鍍、電拋光、廢棄金屬回收和萃取等電化學相關領域上,深共熔溶劑 (deep eutectic solvents,DESs)通常視為離子液體的一種,其低蒸氣壓、高熱穩定性、高導電度等特性與離子液體相似,但不同於離子液體單純由離子所組成,深共熔溶劑的組成包含了分子與離子,且其與離子液體相比毒性較低、熔點較低、成本較低且較容易製備[1][4]。 我們發現在諸多文獻中,深共熔溶劑通常僅以一組陽離子與一組陰離子共熔所組成,由於雙混的DESs無論在性質或應用方面,皆已經過長時間的研究,較難再有突破。因此本研究嘗試跳脫框架,以深共熔溶劑Type Ⅲ (鹵素鹽類+氫鍵予體)為組成架構,發想將兩種容易取得且能被生物降解的氫鍵予體 (hydrogen-bond donors,HBDs)與氯化膽鹼 (choline chloride,ChCl)組合,希望透過結合不同HBDs的性質,製備出黏度更低、電位窗更廣且不僅成本低廉又結合環保的深共熔溶劑,並將其應用於對環境不友善的重金屬化合物之電沉積。 n 深共熔溶劑概述[1][3][4] 一、深共熔溶劑與離子液體的比較 深共熔溶劑 (deep eutectic solvents,DESs)通常視為離子液體 (ionic liquids,ILs)的一種,但不同於離子液體單純由離子所組成,由於深共熔溶劑是由路易士或布忍斯特酸/鹼所帶有的陰、陽離子組成的共熔混和物,其組成包含了離子與分子。離子液體具低蒸氣壓、低熔點、非可燃性等特點,而深共熔溶劑與其相比更具有了容易製備、低毒性、低成本、易取得的優點。 二、深共熔溶劑的通式 深共熔溶劑的通式能以Cat+ X- z Y表示,其組成包含了陽離子 (Cat+,如ammonium、phosphonium及sulfonium等),和由路易士鹼 (X-,通常為鹵素陰離子)及路易士或布忍斯特酸 (Y)所形成之陰離子錯合物(X- z Y),其中z則為Y上與X-所結合的分子數。 三、深共熔溶劑的分類 深共熔溶劑主要分為四大種類,如表 1所示,而本研究選用Type III為組成架構,製備深共熔溶劑。Type III的主要組成包含鹵素鹽類與氫鍵予體 (hydrogen-bond donor,HBD),而HBD的種類可以是amides、carboxylic acid、alcohol等試劑,圖 1為組成此類型DESs的鹵素鹽類與氫鍵予體種類。Type […]
綠色化學:新式TDESs之研發並應用於戰略金屬回收(下) 陳俊佑、劉欣恩 國立臺南女子高級中學 shinenliu0829@gmail.com 一、於TDES中電沉積回收鈷、銦、錫金屬 (一) 回收鈷金屬(cobalt,Co) 1. 實驗結果 (1) 溶解LiCoO2於TDES中 圖7.50 mm之LiCoO2在368.15 K下溶於ChCl-G-LA(1)中的CV圖。 (2) 以電沉積方式回收鈷金屬 表5. LiCoO2溶於ChCl-G-LA (1)中的定電位沉積回收率(基材Cu foil,溶質濃度50mm,電解液重量3g,溫度368.15K,時間30minutes,攪拌) 電位 4.0 V 6.0 V 8.0 V 鍍層重量 (g) 0.0006 0.0010 0.0008 鈷金屬回收率 (%) 6.82 11.37 9.09 表6. LiCoO2溶於ChCl-G-LA (1)中的定電位沉積回收率(基材Cu foil,溶質濃度50mm,電解液重量3g,溫度313.15K,時間30minutes,攪拌) 電位 4.0 V 6.0 V 8.0 V 鍍層重量 (g) 0.0001 0.0004 0.0002 鈷回收率 (%) […]
校本必修與多元選修:發展與實踐校訂課程 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 引言 108課綱將學校課程分為二種類型,除了部訂課程,另有校訂課程。學校發展本位課程可以透過課發會的運作擬定課程計畫,並組織課程領導及學習社群,鼓勵教師進行教學研究及進行公開授課。新課綱提倡的校訂課程,強調以學生為本,鼓勵跨域課程與協同教學,提供學生更多元且豐富的學習,藉以發展學生的核心素養。然而大部分的教師們習慣以課綱的學習內容為基礎,依循著教科書的教學架構逐步進行教學,因此對於校訂課程有許多的疑義與實際執行上的困難,包括:如何進行跨域共備、如何找尋合宜的教材、如何設計教學活動與多元評量,這些都是現場老師們目前面臨的挑戰。本期專刊分享六所高中的校訂必修與多元選修課程,提供教師設計課程的示例,祈願對於教師們在設計新課程時,能有所幫助。 本期專刊介紹 本期的專刊是介紹校訂課程之校本必修與多元選修,首先,由張明娟老師與吳德鵬老師介紹武陵高中榮獲108年度教育部教學卓越獎的校訂必修課程—千塘桃花源,此課程融合九大科教師,在不斷的嘗試與共備中,找到武陵人的核心課程:埤塘學。希望學生藉由探索桃園遍布各區的埤塘,引發學生關懷環境永續,培養其社會責任與探究能力。其二,由中山女高曹雅萍老師分享多元選修—專題研究法,主要對象為數理資優班的學生,課程分為一般探索、研究方法訓練、獨立研究實作三大主題,期許未來能推廣到對獨立研究有興趣的普通班級學生。其三,筆者根據新課綱的課程設計理念,設計一門跨領域的多元選修課程—科普寫作與傳播,學生從觀看科普文章、科普影片中,找到有興趣探究的議題或科學主題,不僅學習科學概念,也同時引導學生進行發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享等探究的歷程,將學習的成果寫成小論文與製作科普小影片,促進科學知識進入個人和社會生活。其四,竹山高中陳映辛老師與馮松林老師以科學宅急便活動為基礎,發展的多元選修—生活科學家及科學志工,是以科學實驗探究及生活科學實驗為主體,讓學生從基本實驗操作能力學習開始,學習如何做科學探究,並結合生活相關之科學實驗,讓學生能於日常生活應用科學,做一個生活科學家,最後學生將所學的科學進行志工服務。其五,高雄中學林威志老師與林宗益老師分享的多元選修—化學入門(Ⅰ)(Ⅱ)與化學宅急便,強調「化學即生活;生活即化學」,所有的化學學習都與生活離不開關係!最好的教育就是從生活中學習、從體驗中學習,讓學生能在生活中印證化學原理和概念。其六,花蓮女中陳斾玎、謝文靜及陳文燕三位老師,以跨領域合作設計多元選修課程—花女福爾摩斯:談鑑識、文學、司法,課程依照教學順序,分為鑑識、文學、司法三部分,由化學科探討鑑識科學採集現場其他跡證相關原理,透過實作開始引發學習興趣,國文科作為橋梁,進行犯罪學討論、推理小說續寫、冤獄文學共賞等課程後,以公民科的法律課程接續,進行議題討論、案件分析、模擬法庭,期待能在此課程帶入科學探索、文學賞析、司法嚴謹,並解此培養學生思辨能力。
校本必修與多元選修:武陵高中校定必修:千塘桃花源 張明娟1,2,a、吳德鵬1,2,b 1桃園市立武陵高級中學 2教育部高中化學學科中心 abcat1764@gmail.com、bdepeng.tw@gmail.com n 前言 武陵的學生很會念書,武陵的升學率很好,但在高分數高學歷的成就底下,學生到底學會了什麼?離開會考、學測,丟掉紙筆測驗後,學生對高中三年所學還會記得什麼?武陵的學生很有能力,在個人成就之外更希望能對團體、社會、環境有所認識與貢獻。武陵的老師在努力教學外更希望學生能認識環境和關心社會。此課程融合九大科教師,秉持著對教育共同的信念和嚮往,在不斷的嘗試、磨合與共備中,終於找到武陵人的核心課程「埤塘學」。遍布各區的埤塘,是來自桃園各處學生的共通點,希望藉此發掘在地文化,厚植家鄉情感,關懷環境永續,培養社會責任。 武陵漁人撐篙推行,帶著武陵人穿梭古今,尋找桃花源,讓桃園埤塘閃爍的波光,成為武陵人胸前最美的勳章,更希望課程設計的用心,讓學生能主動的學習,真正的學習,共築武陵教與學的桃花源。 此必修課一學年2學分與多元選修對開(參見圖1),武陵高一普通班共18班,所以一學期會有9個班級的學生同時上這門埤塘學,又是跨領域的課程,協同教師有18位在同一時間授課。課程有三大模組分別是:緣溪行(探索扎根)→漁人出(思辨融貫)→桃花林(實踐互動)共十八周課程,其中前十二周課程為知識探索(緣溪行)與思辨融貫(漁人出)課程,教師跑班的模式進行,後週的課程為實踐互動之共同課程,帶領學生製作與埤塘相關的多元成果。而本文僅分享緣溪行(探索扎根)模組中的「埤塘的科學模擬與檢測–化學篇」。 圖1 千塘桃花源課程設計理念圖 n 緣溪行(探索扎根)模組:埤塘的科學模擬與檢測–化學篇 如何知道埤塘受汙染了?透過水質檢測,引導學生探查各區域埤塘健康程度的方法,也幫助了解環境變化的趨勢。讓學生習得水質好壞的判斷方式,了解埤塘與桃園生活環境的相關性,進而宣導及實踐永續經營的理念。利用埤塘中常見的「水黽」觀察出發,結合「表面張力」的原理,讓學生探索不同水質表面張力特性,同時發現埤塘若受到些微水汙染便可對水黽造成巨大影響,進而思考埤塘污水處理的重要性。希望透過小組討論、資料查找、實驗解釋,培養學生實作能力與原理探索的興趣,期待埤塘能帶起學生對水資源保護的意識(桃園埤塘相關照片見圖2)。 圖2千塘之鄉–桃園 (照片出處:中原大學設計學院院長陳其澎演講投影片) 針對學校之水質進行檢測實作(自來水、收集環境水質樣本),先讓學生學習檢測水質的相關原理後,進行實際操作,包括水中溶氧的檢測、水質導電度的檢測。 (1) 水中溶氧的檢測: 水質的好壞與水中溶氧的關係最直接,所以我們在先以市售試劑檢測,並讓學生推測所含成分及原理,並檢測出水中的溶氧量(DO值),來推測水質的優劣(詳見圖3),在室溫下溶氧量(DO)的汙染指標如下表1: 表1 室溫下溶氧量(DO)的汙染指標 水質/項目 未(稍)受污染 輕度污染 中度污染 嚴重污染 溶氧量(DO)mg/L DO≧6.5 6.5>DO≧4.6 4.5≧DO ≧2.0 DO<2.0 圖3 水中溶氧的檢測之試劑(左圖)與學生實作(右圖) 其中檢測的原理為碘定量法,這個部分與108課綱加深加廣化的化學課程可以做結合,但是因為我們學校的校定必修是在高一實施,所以我們在學習單中先設計一題範例如下。 l 以下是有關溶氧測試劑的相關方程式 […]
校本必修與多元選修:中山女高多元選修:專題研究法 曹雅萍 台北市立中山女子高級中學 教育部高中化學學科中心 yapingchem@gmail.com n 前言 108課綱正式上路後,總綱明定:學生需修習「跨領域/科目專題」、「實作(實驗)」或「探索體驗」等課程類型之相關課程,至少合計 4 學分。而資賦優異相關之特殊需求領域課程綱要更是明訂「獨立研究」為數理資優班的課程學習內容,並分為一般探索、研究方法訓練、獨立研究實作三大主題。為因應此一變化,而設計此一多元選修課程,主要對象為數理資優班的學生,期許未來能推廣到對獨立研究有興趣的一般班學生。 n 課程設計理念 為了配合培養學生獨立研究的目的,本課程著重面向如下: 1. 建立學生正確的學習方法與態度,培養學生自學與團隊合作的能力。 2. 學習並了解完整研究方法,以奠定科學研究學習的基礎,期許學生具有進行專題研究的能力。 前面3周課程主要目的在培養學生的自學能力,內容包括:介紹如何運用合適的關鍵字,並以搜尋引擎或學術搜尋引擎蒐集資料;介紹獨立研究經常用的資料庫,例如碩博士論文系統和台灣雲端書庫等;最後則介紹如何將蒐集到的資料進行分類整理與儲存,並說明如何引用參考資料,與參考資料的引註格式。此部分的教學是在電腦教室中進行,讓學生進行實際上線操作。 之後,則選用適當的科展報告為主題,讓學生拆解並分析科展報告主要的架構,並以他人的科展報告,製作概念圖與摘要。主要目的除了瞭解獨立研究報告的組成元素外,還希望訓練學生的閱讀理解與摘要能力。 數據處理能力與專題研究能力的培養,則是課程接下來的主要目標。分別是由數學老師說明如何以excel處理數據,如何有效運用圖表解釋數據,以及誤差的意義;科學老師則以浮冰和反應速率為主題,說明為何要進行實驗設計,以及如何進行實驗設計;最後再以CER(claim、evidence、reasoning)架構,介紹如何對數據進行論證與解釋。 至於評量方面,除了過程中以學習單,進行形成性的評量外,會再根據不同的主題單元,以不同形式進行總結性的實作評量,共包括以下幾個部分: 1. 應用所學的資料蒐集方式,尋找自己有興趣的研究主題,將資料閱讀整理後,參考科展基本架構(不包含實驗結果、討論與結論)寫出專題實驗計畫書,並需以正確格式引用參考資料。 2. 2人一組,以團體合作的方式,進行實驗設計,並將實驗主題、實驗目的、實驗設計、實驗記錄(自行設計表格)和實驗結果(圖表呈現)完整以海報呈現,並以3分鐘時間進行口頭發表。 3. 應用所學的CER論證架構,完成學習單。學習單內容則提供台灣周遭歷年海水溫度變化、歷年烏魚產量與區域圖關係,以及不同立場的大陸烏魚進口相關報導文章。 18週課程設計如下表一,以下將針對實驗設計與CER的課程,簡介課程實施狀況。 表一:18週課程單元與內容綱要 週次 單元/主題 內容綱要 1~2 自主學習策略 1. 資料整理工具介紹。 2. 資料蒐集網站介紹。 3. 自主學習工具介紹(雲端資料儲存、資料庫和資料整理等)。 3 資料蒐集與整理 實作 1. 以自己有興趣的議題出發,蒐集相關資料並整理。 4~5 專題報告 大綱解析 1. 以科展作品賞析出發,介紹專題的內容與流程 2. 閱讀策略-擷取資訊與概念圖介紹 […]
校本必修與多元選修:新北高中多元選修-科普寫作與傳播 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 前言 108課綱強調培養學生自主行動、溝通互動及社會參與,以核心素養作為課程發展之主軸,不僅注重各教育階段之間的連貫(12年一貫),並發展各領域或科目之間的統整 (跨領域/跨科目的課程)。在化學課綱針對科學、科技與社會的主題下(見圖1),小學階段的學習內容是「引入科技連結科學與生活,引導學生閱讀、理解並思辨新聞中的科學」,國中階段為「強調不同材料對生活與社會的影響,及探討各種發電方式與新興能源對社會、環境等的影響」,到了高中階段則為「強調化學製造流程對日常生活影、社會、經濟、環境與生態的影響,並探討科學性的社會議題(Socio-scientific issues,簡稱SSI)。」(國家教育研究院,2018)。 圖1 化學課綱中關於科學、科技與社會的主題下,各教育階段的學習內容 筆者根據上述課綱的理念,希望設計一門跨領域的多元選修課程,引導學生從觀看科普文章、科普影片中,找到有興趣探究的議題或科學主題,不僅學習科學概念,也同時培養學生進行探究的歷程(發現問題、規劃與研究、論證與建模、表達與分享),並積極參與科學知識的傳播,將學習的成果寫成小論文與製作科普小影片,促進科學知識進入個人和社會生活。 n 課程設計理念 筆者本身是高中化學教師,不專精於小論文撰寫與影片剪輯技術,因此邀請本校的圖書館主任(帶領小論文撰寫)與電腦老師(教授PPT製作與影片剪輯技術)一起協同教學,筆者主要是引導學生進行整個科學探究的與影片腳本的設計。 本課程育培養學生的核心素養如表1所示,學習評量主要是:成果與口頭發表(20%)、學習單(20%)、小論文(30%)及學生自製科普影片(30%)。對應學群為:資訊、工程、數理化、醫藥衛生、生命科學、地球環境及大眾傳播。教學資源請參閱表1。 表1 科普寫作與傳播課程設計相關內容 課程名稱 科普寫作與傳播 學分數 2 (高一) 師資來源 o校內單科 █校內跨科協同 o跨校協同 o外聘 課綱 核心素養 A自主行動 oA1.身心素質與自我精進█A2.系統思考與問題解決 █A3.規劃執行與創新應變 B溝通互動 █B1.符號運用與溝通表達 █B2.科技資訊與媒體素養 █B3.藝術涵養與美感素養 C社會參與 █C1.道德實踐與公民意識 █C2.人際關係與團隊合作 oC3.多元文化與國際理解 學習評量 1. 成果與口頭發表(20%) 2. 學習單(20%) 3. 小論文(30%) 4. 學生自製科普影片(30%) 對應學群 █資訊 █工程 […]
校本必修與多元選修:竹山高中多元選修: 生活科學家及科學志工 陳映辛1、2*、馮松林1、2 1國立竹山高級中學 2教育部高中化學學科中心 *cs60006@gm.cshs.ntct.edu.tw 前言 竹山是位處南投縣南邊之偏鄉,各項活動及資源貧乏,學生在知識上的刺激也比較少,多數學生在學習上自信心不足,尤其對科學的學習更是力不從心。科學學習一直被視為需要有高層次的認知能力,在課堂上充滿繁雜的計算及講解,常使學生視自然科學為高深及難以親近的學科,尤其在鄉下,學生缺乏接觸和學習科學的環境,一直是學習科學的弱勢,科學的不親和,其實不應該成為學習的最大障礙。筆者期望藉由學生動手做實驗,讓學生體驗科學知識之美。 竹山高中自101年辦理科學宅急便活動,以學生發展科學闖關活動為基礎,帶動學生學習科學的風潮,在指導學生動手實驗的過程,才體認到動手實驗是偏鄉學生學習科學的新契機,學生做實驗時所展現課堂教學見不到的創意與自信,感動了我們。讓學生動手實驗的成功,促使我們反省在偏鄉教學的新意義。 本課程架構(如圖一)是以科學實驗探究及生活科學實驗為主體,讓學生從基本實驗操作能力學習開始,學習如何做科學探究,並結合生活相關之科學實驗,讓學生能於日常生活應用科學,做一個生活科學家。課程最後是以科學活動引導學生做科學探究,實施方式是透過辦理「竹山高中科學宅急便」科學闖關活動,學生以自己設計科學實驗做為闖關實驗關卡,並且以服務學習之精神用科學做志工服務。 圖1 竹山高中科學宅急便課程架構 課程設計理念 課程設計理念如下表1: 表1 課程設計理念 項目 內容說明 設計理念 1. 將課程劃分為認識科學活動、實驗基礎訓練、科學在日常生活的應用、科學志工服務學習四部分 2. 讓學生利用動手做來認識科學之美 3. 安排一些趣味性較高的實驗,幫助學生克服做實驗的心理障礙,並藉由簡易實驗讓學生習得實驗技巧 4. 介紹身邊常見芳香植物中的化合物,並製作成生活用品 5. 發揮創意將趣味及科學原理結合,發展成關卡,並應用於科學志工活動中 配合課綱 基礎化學、基礎物理 、基礎生物 教學目標 1. 藉由探究式實驗帶領學生認識科學之美並提升學習科學的興趣 2. 帶領學生認識科學基本知識及實驗中常用的器具及方法 3. 培養學生思考及解決問題的能力 4. 訓練學生動手實作、撰寫報告及表達的能力 5. 培養學生發揮團隊合作精神在指定時間內完成實驗及報告 6. 帶領學生認識校園芳香植物,了解其所含的化學物質及在日常生活中的應用 7. 帶領學生了解竹山高中科學志工的活動及使命。能夠運用自己的一技之長,帶領國小、弱勢團體的學生透過科學闖關活動來認識科學原理及其應用,進而提升對科學的興趣 教學活動 1. 教師介紹或講解 […]
校本必修與多元選修:高雄中學多元選修:化學入門(Ⅰ)(Ⅱ)與化學宅急便 林威志1,2,a,林宗益1,2,b 1高雄市立高雄中學 2教育部高中化學學科中心 carrot710305@gmail.com blty5622@yahoo.com.tw n 前言 為因應新課綱的課程變革,108學年度入學的高一新生,畢業總學分至少150學分,其中至少40學分是選修課,且各校選修課不盡相同。而新課綱一個很重要改變是,必修課減少,選修課變多,因此雄中提早因應新課綱發展,推出特色課程選修,並進行全校大跑班,讓高一學生提早培養安排選課的能力,並且為升大學的備審資料做準備。另外,教育部高中化學學科中心自2010年底起為2011國際化學年造勢,開始籌畫「化學宅急便」活動,至今已有10周年的傳承,強調「化學即生活;生活即化學」,所有的化學學習都與生活離不開關係!最好的教育就是從生活中學習、從體驗中學習,讓學生能在生活中印證化學原理和概念。因此該班的成立兼具了兩大任務。一為讓學生提早接觸化學,培養實驗探究操作能力;二為擔任化學宅急便闖關關主,讓學生體驗”做中學”的能力。 n 課程設計理念 此必修課一學年2學分,同時由兩位老師共同授課(表1),主題為酸鹼、氧化還原、沉澱與綠能等生活中的相關化學,並搭配相關化學宅急便活動,激發出學生探究、思考並解決問題的能力。表2與表3為上下學期的開設課程流程表。 表1 特色課程開設計畫 科目名稱 化學入門(Ⅰ) (Ⅱ) 開設年級/學期 一年級 學分數 2+2 任教老師 林宗益、林威志 教學目標 1. 提昇學生化學興趣並拓展化學視野,以激發學生潛能,增強化學素養並落實於生活。 2. 藉由化學實作課程,增加學生系統思考與問題解決的能力。 3. 培養化學興趣,認識化學方法,增進個人自我學習、推理思考、表達溝通之能力。 4. 增加學生主動探究、規劃執行的能力,並能以獨立思考或團隊合作方式完成目標。 5. 增進學生能就生活中與化學相關的事件或現象,尋求證據導向及理性判斷的思考與觀點。 *週次內容配合學校活動可能順序有所變動 表2 化學入門(Ⅰ) 週次 學習/探究主題 評分方式 說明 1 選課準備週/器材清點 2 1.實驗室安全守則 2.實驗室的介紹與實驗器材的認識 3 演示實驗(1) 繳交報告 練習寫出實驗目的、步驟流程與實驗結果 4 […]