2015亞洲化學教育國際研討會：高中學生大會報告和參與心得分享 廖心妍1、廖旭茂1, 2, * 1, 2國立大甲高級中學2教育部化學學科中心*nacl880626@hotmail.com n  前言 在我（第一作者）的書架上，亮眼奪目的鋁製小巴克承載了在日本參加第六屆亞洲化學教育研討會短暫三天的回憶，卻訴不盡這個夏天所有的美好…..。鋁製小巴克是日本山形大學（Yamagata University）的Yasunao Kuriyama教授在我大會報告後贈送的碳六十組合模型，如圖1所示。 圖1：日本Yasunao教授贈送的碳六十組合模型 這次我感到非常榮幸，能在臺灣師範大學科學教育研究所邱美虹教授的推薦下，擔任臺灣的學生代表之一，在日本東京科學未來館舉辦的第六屆亞洲化學教育研討會（6th Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference）大會上發表自己的學習心得，並參加在東京學藝大學附屬中學舉辦的海報展，在這裡和大家分享這趟東京NICE行的經歷與個人心得。 n  高中生代表大會報告 七月二十八日，活動前一天，懷著既忐忑又期待的心情，從桃園機場出發來到達東京的台場，因大大小小的托運的行李中有此行在大會報告上的秘密武器，行程中顯得格外謹慎。到達飯店已經傍晚，出外用完餐後，立即回到飯店惡補隔天上台的講稿。圖2為我的大會報告的秘密武器。 圖2：超級巴克球（Super Buckyball）攝於大甲高中科學館 隔天早上，因居住飯店離科學未來館很近，索性直接步行到未來館，因時間較早，尚未開館營業，我們由員工出入口近到七樓的大會議廳，完成報到手續。大會演講廳是可容納超過300人的空間，此次亞洲化學教育研討會議程的安排除了大會大師演講、口頭報告、實作工作坊、海報展之外，第一次嘗試讓高中學生在大會中發表，此次由日本、韓國和臺灣一共四位高中生代表發表自己的研究學習心得報告。 我這次報告主題是The learning paradise of molecule in Taiwan（分子的學習樂園）。首先用影片介紹了四年前由大甲高中的卓慶良老師與廖旭茂老師（通訊作者）團隊設計，師生協作完成，也是學校最具代表性的化學裝置藝術—搖滾巴克球。球體是以球棍模式呈現，由六十顆紅色的撞球和九十根不鏽鋼棒所組成（分別代表碳六十分子中的碳元素與化學鍵）1。上下以兩個軸承聯結弧形鋼架，因為可以像地球儀一樣自由地旋轉，故稱為搖滾巴克球。圖3為搖滾巴克球的製作過程圖。 圖3：搖滾巴克師生一起努力的製作過程與成品 接下來，我介紹了學校老師在這方面教學上使用了廣泛最能引起學生共鳴的方法—動手做分子模型，幾種會被老師拿來當作教學用的材料，比如摺紙、串珠和塑膠管模型，茲將上述三種不同材質的巴克球做簡單的介紹。 一、  摺紙巴克球模型 每一個巴克球這是由60張，每邊10公分的正三角形海報紙組合而成，每一張海報紙可按下列方法摺成一個摺紙巴克球的最小單位。 圖4：摺紙巴克一個小單元的製作過程與成品 最小單元的中心代表的是碳原子，旁邊的三個圖出稜角代表的是化學鍵，而只要將這些角按照順序黏在一起，就能組成摺紙巴克球2。圖5為摺紙最小單元和摺紙巴克球完成品。 圖5：摺紙最小單元（左），完成的摺紙巴克球（右） 二、  塑膠管巴克球模型 這是一個模擬分子結構的球棍模型，購自東元奈米科技公司，紅色的塑膠球代表碳原子，白色的塑膠管代表化學鍵，只要清楚分子的構造，很容易就能做出來。這種模型是學生們最容易理解的表示方式。圖6為球棍模型的組裝流程圖 圖6：塑膠管巴克球組裝流程圖 三、  串珠巴克球模型 串珠巴克球與摺紙模型和球棍模型巴克球不同，每顆珠子代表是化學鍵而不是碳原子，因而容易搞混。每顆巴克球是由90顆珠子組成，代表90個稜邊，其中包括12個正五邊形及20個正六邊形。可以兩個不同顏色來代表分子中的單、雙鍵。若以紅色代表單鍵，白色代表雙鍵，則十二個五邊形都會是紅色，白色的球只會出現在六邊形。圖7是串珠巴克球的製作流程。 圖7：串珠巴克的製作過程與成品 根據價鍵原理（Valence bond theory），一個巴克球裡包含60個單鍵（紅色珠子）和30個雙鍵（白色珠子），而碳原子就是夾在3顆珠子排成的三角形之間。圖8是串珠巴克球中的珠子連結及其代表鍵結的鍵數。 […]

2015亞洲化學教育國際研討會：高中學生海報發表及與日韓學生互動分享 蔡尚峰1、劉曉倩1, 2, * 1, 2國立彰化高級中學2教育部高中化學學科中心*torrina01092002@yahoo.com.tw n  參與緣起 日晡時分，橙紅渲染著湛藍的畫布，凝望著日本的晴空如同他們的國旗，綺麗的夕霞是我（第一作者）對日本的第一印象，我帶著忐忑的心情踏上不熟悉的土地。 參與第六屆亞洲化學教育國際研討會（6th International Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, 6th NICE Conference）其實是個意外，本來只是抱著隨團去日本參訪而已，沒想到日本Kamata教授通知臺灣師範大學科學教育研究所邱美虹教授，希望此次活動最後一天安排三個國家高中學生交流，經由分享建立合作關係並提升彼此化學能力。起初我覺得很有壓力，一方面因為自己從沒有這樣的經驗，一方面也擔心才高一的我還沒開始做較深入的科展作品，但是劉曉倩老師（通訊作者）不斷鼓勵我。當時的我雖然還未準備好，但是機會難得，要勇於接受挑戰，雖是一場意外，卻帶給自己不一樣的衝擊！報名時間適逢學校期末考，所以在海報製作和內容部分主要是由指導老師幫忙完成，但是實驗細節、行前準備及口頭報告就要自己想辦法了。劉老師提醒我既然科展主題是做手工抄紙，應該再去探訪一下埔里廣興紙寮，仔細詢問傳統抄紙與實驗室手工抄紙的差別，順便買一些可以吃的紙，想到埔里名產刺蔥，葉子味道十分濃郁，但抗氧化成分很高，日本人應該了解不多，乾脆買幾包到日本分享。廣興紙寮現場還販賣一種用紙做的潤餅皮，內餡是紫糯米及麻糬，紙皮脆脆的，入口後甜甜鹹鹹的，真的很棒，只是放久了紙皮會變軟，攜帶不方便。 n  研討會海報發表 七月二十八日抵達日本飯店（Tokyo Bay Arike Washington Hotel），我心急地攤開海報，一次又一次地練習，在外國用英文口頭報告，還是第一遭！Toxic gas、methanol與 formaldehyde等各種生澀的化學專有名詞，在昏黃的燈光下看起來格外不清晰，不知道隔天「簡報及展示發表」會發生什麼問題，各式各樣的煩惱伴隨著入夢…。   大會活動第一天，我手忙腳亂拿著從埔里廣興紙寮拿來的紫蘇巧克力紙和刺蔥巧克力紙，並寫下英文和日語拼音（圖一左），因為我剛好有學日文三年，所以日文終於派上用場了。看著時間一分一秒過去，心裡有些忐忑不安，彰化師範大學的楊水平教授及屏東大學的李賢哲教授是我第一組訪客（圖一右），他們認真的聽著我熟稔的解說，並對我的研究主題提出意見，例如：我做的是水果皮再生紙吸附有毒氣體的研究，然而卻未測出每一種再生紙的吸附極限值及是否有其他更精準的測定方法，其他建議如直接將紙攪爛再進行滴定…等，讓我了解到自己在科展時忽略及未想到之問題，最後教授誇獎我，解說很清楚，並在我給來賓寫下意見的筆記本寫下「化學是明日之星」，要我好好加油，往化學大道前進，這真的給我相當大的信心，對於面對其他來訪的貴賓也較能侃侃而談。   圖一：海報發表現場布置（左），海報展示和演示發表（右） 接下來是日本大西和子老師和東京學藝大學的研究生（見圖二），一開始我就請他們吃紫蘇巧克力紙和刺蔥巧克力紙，每個人都興致昂昂準備吃下時，還眼神懷疑地問我說，是不是真的紙？讓我不禁笑了出來，我用英文解說時，大家好像似懂非懂，所以我就適時加入日文解說及手工抄紙樣本，大家都說好有趣，紙也很好吃，雖然不知是否他們真的感覺好吃，總之我心裡還是很開心。來自各個城市的老師們對手工抄紙及食用紙都頗感興趣，也有不少教授對吸附甲醛等有毒氣體可以應用於壁紙及口罩覺得是可行的計畫，希望我能做更多研究。 圖二：日本師生對於手工紙和可以吃的紙感到好奇 海報發表的同時，收到不少的名片，有的名片上還有簽名和問候語，十分溫馨，我也送出不少手工抄紙，或許大家不能再次相遇，不過希望這次的海報展示，可以給他們一些科展的啟示和點子，這樣我就覺得自己的努力是有價值的。 n  高中實作實驗和海報發表 活動第三天來到東京學藝大學附屬高中，參訪一開始，學生便以流利的英語及簡報介紹校園活動及祭典，例如：辛夷季、下馬季…許多五花八門的各種慶典，日本學生的活動真的好多，讓我十分羨慕。 聽完詳細解說，我們前往化學實驗室，由岩藤老師指導大家做美麗又實用的藍染實驗（見圖三左），不同國家的學生被分配在同一組互相交流，跟我一組的日本女學生知道我來自臺灣，十分高興，因為她曾經在臺北日僑學校待過幾年，她一直說臺灣的東西都好好吃，可是我覺得日本的拉麵、茶漬飯及各種甜點，也都好好吃耶！大家一邊聊天一邊做實驗，絞盡腦汁想著染布花樣，該如何綁竹筷及彈珠，他們只見我手忙腳亂設計的花式，就捧腹大笑，歡樂的氣息充滿實驗室。 看著藥劑從翠綠至深藍，嗯…好像抹茶變成蘇打啊，剛好肚子也餓了，結果看著成品的藍色好淡好淡（見圖三中），跟白色沒樣，遠觀老師們的作品，湛藍清晰又充滿質感（見圖三右），讓我不禁忌妒起來，想想自己的實驗步驟應該沒錯，不禁懷疑會不會配方不一樣呀？忍不住問了一下日本學生，他們也不是很清楚，由於時間很趕，這件事一直放在我心裡，回學校一定要跟同學和老師研究一番。     圖三：岩藤老師親自教導實驗（左），我的藍染顏色很淡（中），清大傅麗玉教授的染布藍色深淺分明好漂亮喔！（右） 接下來就是學生海報發表，與日本和韓國學生一起交流（見圖四），日本高中生的專題研究相當有趣，有的研究菇類蛋白質、魯米諾反應、蕨類蒸煮時如何去除苦味等生活化題目，與在科學未來館的研究生相比，這些高中生可說是英文十分流利，與我同一組做藍染的日本同學，非常積極地用畫圖和圖片詳盡解說，感覺十分強大，看來我的筆記功力要好好加強，相信我應該也是有實力做好的啊！ 圖四：與日本師生（正中央為岩藤老師）一起交流 n  學生心得和檢討 我（第一作者）將第一天在大會報告的資料，在高中生交流時段重新再次報告一次。在這裡我發送很多名片和食用紙，日本的學生也總是很積極詢問。雖然有些高中生英文口說不甚流利，卻仍努力抄筆記並詢問問題。相較之下，我常常在聆聽別人科展發表時，找不出要問的問題，再者學校課業繁重，也少有機會跟同學一起討論科展及找資料，仔細想一下，也許臺灣教育較重視升學，老師為了怕我們花太多時間找資料，所以很多科展資料都是老師找好的，我們最多只是做到老師要求的目標而已，因此在學習上較為被動，我自己也常覺得學習不夠扎實，而且也較不會主動去思考，遇到問題時也常會亂了陣腳。 此次交流活動，無形中增進了自己的語文能力，準備過程雖然匆促，但因為同行教授、老師及同學的幫忙，我充滿自信也覺得十分放心！即使在學校參訪時忘了帶海報，臺灣高中化學學科中心的雅雯姊和學藝大學附中教職團隊聯手，很神奇地在半個小時內重新印製出來全開精緻版，真是太厲害了，但我自己也實在太粗心竟忘了帶海報！我相信自己未來可以做得更好，可以成為團體中舉足輕重的螺絲釘，如果現在還不夠好，這代表著我的學習正在起飛，不是嗎？ n  教師指導心得 教師（通訊作者）指導學生參與國際發表時常遇到的難題是，英文論文寫作及口語表達，尚峰個性活潑但在英文口語表達上較缺乏自信，所幸該會議是在暑期進行，有較多時間可以練習，指導過程中兩人常有意見相左的時候，感謝教授協助修改及學校英文老師幫忙，順利完成海報寫作，指導過程中，雖然對學生有很多的期許，無形中也產生一種壓力，其實學生最需要的是鼓勵，鼓勵他們不要怕講錯，熱誠及耐心是最好的國際語言，發表過程其實是一次又一次的口語訓練，藉由交流擴展了自己的視野，也在與會現場學到很多教學技巧及靈感，實在太棒了！  

發現苯環 李啟讓1, *、洪振方2 1國立屏東女子高級中學（退休） 2國立高雄師範大學科學教育暨環境教育研究所 *li483739@yahoo.com.tw 十八世紀後，冶金工業的發展促進煤焦的生產，同時，作為工業燃料和家庭照明的煤氣，也有大量的需求。而煤焦和煤氣的大量副產品是煤焦油。最初，煤焦油只是一種廢棄物。十九世紀初，科學家在煤焦油中分離出大量芳香族化合物，並以它們為原料來生產染料。可是人們對芳香族化合物的結構一無所知，然而在生產染料等許多有機化合物的過程中，當時科學家迫切需要知道芳香族化合物的結構與性質。 n  苯的發現 苯是一個充滿傳奇性的有機分子，在1825年法拉第（M. Faraday, 1791–1867，英國人）由鯨魚油製得的照明煤氣燈的殘渣中首次分離出苯，稱之為「氫的重碳化物」。1834年再經德國化學家密切立希（E. Mitscherlich, 1794–1863，德國人）由安息香樹膠和石灰共熱製得苯，並求出其分子式為C6H6。後來，直到1845年德國化學家馮·霍夫曼（A. W. von Hofmann, 1818–1892，德國人）也從煤焦油中發現苯，苯的名稱才告確定。 n  化學家凱庫勒的一生 1829年9月7日，凱庫勒（August kekulé, 1829–1896，德國人）（見圖1）出生在達姆斯塔特，他和李必希（Liedig, Justus von, 1803–1873，德國人）是同鄉。凱庫勒從小就很聰明，對數學和製圖尤為擅長。18歲時，遵從父親的意願考入吉森大學學習建築學，但是不久受李必希的影響改學化學。1856年，他回到了德國，任海德堡大學的講師，兩年後，來到比利時的根特大學任化學教授。1867年再回到了德國，任波恩大學的化學教授，後來任波恩大學的校長。於1896年7月13日，凱庫勒在波恩逝世。 在波恩大學的凱庫勒，常以吉森大學的李必希為榜樣。因為凱庫勒教出了許多優秀的學生，在最初的五屆諾貝爾化學獎得主當中，他的學生就包辦了其中三屆；所以凱庫勒被譽為史上最傑出的化學教授之一。 圖1：凱庫勒（August kekulé） （圖片來源：https://en.wikipedia.org/wiki/August_Kekulé） n  原子結合的密碼 對19世紀時的化學家來說，複雜的有機化合物還是很難理解。直到1857年，德國化學家凱庫勒提出四價碳學說，他認為碳與碳相互連結是有機分子的主要結構，這種構造成為有機化合物的主要骨架。不過四價碳學說不是凱庫勒獨有的見解，其實蘇格蘭人古柏（A. S. Couper, 1831-1892，英國人）更早就在進行相關研究，而且可能對凱庫勒有所啟發。這個四價碳學說在其他場合應用良好，我們可以想像碳有4隻手；例如甲烷（見圖2），就是一個碳原子透過4個單鍵，連接了四個氫原子所構成。 圖2：甲烷結構式 （圖片來源：https://zh.wikipedia.org/wiki/甲烷） 凱庫勒首先提出「苯」是長鏈式結構，又因其結構與實驗結果不符而被一一否定。在「苯」（見圖3）這種分子裡面，6個碳原子的周圍，都只會接2個或3個原子，化學家認為它應該很不穩定。 圖3：「苯」的長鏈式結構 （圖片修改自：https://zh.wikipedia.org/wiki/己烷） 儘管苯的分子式C6H6早經確定，但是其分子結構卻遲到1865年，才被日有所思，夜有所夢的凱庫勒，經由夢中獲得的啟示發現。其中的緣由是苯分子的特殊結構，依照分子式C6H6苯是未飽和化合物且化性異於其他烴類，故苯的分子結構困擾了許多化學家。距離它於1825年首次與世人見面，整整有40年之久。 n  夢中獲得的啟示 關於凱庫勒提出苯分子為環狀結構的經過，一直是化學史上的一則趣聞。據凱庫勒說法：這來自於一個夢（見圖4）。一天夜晚，他在書房中打瞌睡，眼前出現旋轉的碳原子，碳原子的長鏈和蛇一樣盤繞捲曲。忽然，一條蛇咬住自己的尾巴，並旋轉不停，自己像觸電般猛然驚醒。 圖4：凱庫勒夢中的一條蛇 （圖片來源：https://tw.images.search.yahoo.com/search/images） 在1865年，凱庫勒從夢中獲得的啟示，整理出苯環結構的假說，終於悟出閉合鏈的形式是解決苯分子結構的關鍵。他提出苯分子是一個由6個碳原子以單鍵、雙鍵交替結合而成的環狀鏈式（見圖5）。 圖5：凱庫勒提出的苯的環狀鏈式結構 （圖片來源：作者繪製） 凱庫勒並在1872年提出，苯環是單、雙鍵交替排列的六角形平面環狀結構。他認為苯的兩種形式處於快速平衡的狀態，苯分子的每一個碳原子各與2個碳原子和1個氫原子連接成六角形，圖6為簡化後的凱庫勒式結構。 圖6：簡化後之苯的凱庫勒式結構 （圖片修改自：龍騰文化黃得時教授主編普通高中，100年~106年版基礎化學(二)全，頁61。本圖顯示凱庫勒式結構中，苯的鍵長。單鍵 > 雙鍵） […]

動手動腦學化學：猜猜我是誰—溶液篇 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  以學生為中心的教學活動設計 臺灣的學校教育長久以來是以教師講授、學生聽課為主要的教學方式，隨著時代的變遷，個人獨立思考、分析與解決問題等能力的培養，為諸多專家學者一再強調並呼籲教學現場改變教材教法。預定於107學年度實施的新課綱也訂定減少必修課增加選修課的方向，所有於一線教書的老師們都要有應變的心理準備。 本人於新竹科學園區實驗高級中學任教多年，於校內開設一門頗受學生歡迎的選修課：「化學入門」。近年來，本人另開發一套「動手動腦學化學」的教材，目標是期望老師們能以學生為學習中心，教師則扮演適時引導的角色，讓學生能從「動手」實作進行觀察與學習，進而「動腦」面對挑戰，培養解決問題的能力，最後在有趣、刺激的過程中「學化學」並培養對化學這個學科的喜好。本文要介紹的是「動手動腦學化學」的教材內容之一：「猜猜我是誰—溶液篇」，這是一門以學生為學習中心的教學內容，在實際進行教學時，學生的反應都相當熱烈，於教學上得到非常好的成果。本人於教育部的「518研習計畫」擔任「差異化教學」與「有效教學」的講師時，都以「猜猜我是誰」與研習老師們分享，也得到老師們正面的肯定。這次將藉著《臺灣化學教育》的專欄，詳細介紹這個教案的實施方式供老師們參考。當然，各位老師可根據服務學校的學生基礎更改課程內容或實施方式，「運用之妙，存乎一心」，更期望能有更多老師們提出個人開發的教學方式，供大家做為改變教學方式的參考。若有意願分享教學活動設計的老師，請將稿件寄至本人信箱。 n  猜猜我是誰−溶液篇 一、建立基本資料表 學生對各種類型的化學反應並不熟悉，必須先幫助他們建立「溶解度規則」的基本資料表。本文以陰離子與陽離子的反應為例，此基本資料表的實驗結果對學生學習幫「溶解度規則」有甚大的助益，建立此資料表也要求學生寫出化學反應式，藉此增進學生正確寫出化學式和化學反應式的能力。 在實驗進行時，混合溶液的反應所使用的簡易器材如下： 1.        將黑色圖畫紙裁切成適當大小，裝入平口袋中，即可取代玻璃片進行反應，如圖1（左）所示。若生成的沉澱為黑色或深色，則可在一半的黑色與白色的圖畫紙或全部黑紙上進行實驗，如圖1（右）所示。   圖1：黑色圖畫紙與平口袋（左），一半黑紙和白紙以及全部黑紙（右） 2.        平口袋是聚丙烯（PP）製成，具疏水性，故溶液在其上呈球狀而不會散開，實驗結果如圖2所示，使用效果比玻璃片更佳。 圖2：平口袋上的溶液混合實驗 (一)     碳酸根與陽離子的反應 1.        製作碳酸根與陽離子的反應的表格，如表1所示： 表1：碳酸根與陽離子的反應 2.        實驗結果與討論   圖3：碳酸根與陽離子的反應結果（左）和碳酸銀沈澱呈淺棕色（右） (1)     實驗結果見圖3，教師引導學生如何記錄實驗結果，例如生成氣體者，記錄為「↑」，生成沉澱者記錄為「↓」，若前者記錄為「CO2↑」、後者記錄為「⋯色↓」，則更佳。 (2)     碳酸根與酸的反應會生成CO2，可要求各組學生討論並寫出其化學反應式，加深學生的印象，同時學習如何寫化學反應式，此化學反應如式[1]所示： CO32−(aq) + 2H+(aq) → CO2(g) + H2O(l)    [1] (3)     碳酸根與其他陽離子（Sr2+、Ba2+、Pb2+、Ag+）反應會生成白色沉澱，同樣地可要求各組學生討論並寫出其化學反應式。以Ag+為例，其化學反應如式[2]所示： CO32−(aq) + 2Ag+(aq) → Ag2CO3(s)    [2] (4)     CO32−與Ag+反應時，有時會看到淺棕色的沉澱生成，如圖3（右）所示，此時教師應該告訴學生Ag2CO3是白色沉澱，並請學生討論看到的淺棕色沉澱是何種物質。教師帶領學生討論後，對淺棕色沉澱生成的原因總結如下： (a)      […]

高一基礎化學之學習共同體教學經驗分享 呂雲瑞 高雄市立高雄女子高級中學（現任教） 臺北市立西松高高級中學（曾任教） 教育部高中化學學科中心 *chem_tim@yahoo.com.tw n  前言 「學習共同體」（Learning Community）是為了實現高品質的學習效果，日本東京大學佐藤學教授倡導的教育改革核心。他要讓傳統教學歷程中著重於教師單方面的授課，扭轉成著重學生的學習模式。唯有學生自主、高效率、充滿思考和體驗、相互討論的學習，才能把「從學習中逃走」的學生，重新回到樂意學習的行列；把過去傳授大量知識的課程，轉變為引導學生如何學習。學習共同體有個主要精神，那就是「打開教室」—讓各領域的教師們相互觀摩上課、學習優劣缺失、改善促進學生學習的方法。佐藤學認為：「即使一個公立學校老師教學非常精采，只要關上大門，孩子就被私有化，教室被私有化，學校被私有化。」從這裡就能夠知道，他期望中的學校是屬於一個團隊，不是個人單打獨鬥的突圍。教師願意開放教室觀課，活化課程並啟發學習動機與樂趣，這個過程就是佐藤學教授常提到的向上「伸展跳躍」模型。延伸這個觀念到學生身上，自然而然就會成為學生與教師間的「協同教學」：學生分組、學習力強者提攜學習力弱者，順勢就把以往教室內競爭型的學習改變成合作型的學習。 n  試行學校與學生背景 本文作者從102學年度西松高中高一化學課全面實施學習共同體模式。首先簡介先前任職學校的相關背景。臺北市立西松高級中學（西松高中），前身為台北市立西松國中，於1997年改制為西松高中，為松山區第一所改制為完全中學的學校，現為台北市教育局優質高中「校園營造」獎項決選優勝學校之一。其班級概況如表1所示： 表1：103學年度學生與班級人數 類別 普通（科）班 學生人數 高中部 33班 含英文資優和體育班各年級1班 1149 國中部 21班 478 （資料來源：西松高中網站，http://www.hssh.tp.edu.tw/releaseRedirect.do?unitID=183&pageID=3048） 學生主要來源為基北區學生，且從入學成績顯示西松高中招收的學生素質為基北區社區高中的中前段，表2為100至102學年度西松高中基本學力測驗登記分發最低錄取分數。本文作者執行「學習共同體」教學的學生來源為102學年度的高一學生。 表2：西松高中歷年登記分發分數與PR值 學年度 最低錄取分數 基測滿分值 最低PR值 平均PR值 100年度 375 412 86 87 101年度 370 412 84 85 102年度 372 412 84 85 〔統計至102學年度〕 由表2可知，102學年度西松的高一新生，入學成績分布較為常態左偏，校內教師們普遍感受學生學習動機欠佳，基本理解與運算能力須再加強。但此時大部分教師仍以精進教學為主，普遍認為要求學生自我學習，不僅耗費大量時間，學生學習效能有待評估外，多數學生也容易放棄。恰巧臺北市推行「學習共同體」的風氣正盛，教育當局也適時提出試辦政策，並薦派校長、學者、基層教師到日本、韓國、上海等地觀摩學習，如此上下交融的策略，期望能種子發芽遍地開花，帶給臺灣教育的無限希望。本文作者在學校支持並提供場地的前提下，實行102學年度西松高中全校高一基礎化學（一）的學習共同體教學模式。 面對12年國教，雖然臺灣有95％國中教師一致同意在課程和教學要改變，但是僅有17％的教師已在做改變，其中又以臺北市以及新北市皆為26％改變最大（親子天下，38期）。教師們都知道「改變」的重要，但如何變？變什麼？是集體教師的焦慮。在西松高中試行期間，許多教師對於「學習共同體」的概念是：雖然是值得學習的教學革新典範，但若全盤移植或教師認知理解不足，會不會成為活動而活動的嘉年華會，或教學進度的延誤，誤將過程當結果的學習，造成補習生意興隆的窘狀等等…。面對繁雜的問題和疑惑，與本身想要活化教學的熱情，在作者內心引起相當的衝撞和省思，因此這一年不斷的將「學習共同體」和高一基礎化學課程相互融合，試圖建構本土化可行的「學習共同體」模式。 n  坐而言不如起而行 從教育部頒訂的課程綱要指出，普通高級中學教育，除延續國民教育階段之目的外，並以提昇普通教育素質，增進身心健康，養成術德兼修之現代公民為目的。然而在升學壓力下，會有失衡的教育型態：過於重視考試科目，不斷地強調反覆記憶背誦，而較少提供學生探索、思考及解決問題的機會。為了突破學生未來的可能性，協助學生在課堂上尋找學習興趣和自信，在作者的內心中，逐漸地形成一個具體目標：幫助學生尋找適合自己的學習模式。 為了延續熱情，作者開始思索新學期該如何調整與實踐心中的理想。為了達到這個目標，首先第一步是從教室翻轉座位開始，在此感謝西松高中提供作者獨立的專科教室與桌椅器材。在開學前一週，安排教室座位（作者認為：四人一組，面向中央，男女交錯，再依照身高調整，可參考圖1）。開學後兩週內，可放慢課程進度，跟任教的班級學生們講解並示範上課規則與秩序（這是很重要的點：每位學生需要專注參與學習；老師、個人與小組學習時間皆應有其學習工作；課本文字閱讀、聆聽教師解說與觀念理解），並分享教師本身的學習歷程與自主學習的重要，此時可提出對學生較高的期許，正增強鼓勵並給予信心，架構相互信賴與尊重的師生關係。    […]

創意微型實驗—微型化學噴霧槍在化學演示實驗上之應用 方金祥 創意微型科學工作室chfang1273@yahoo.com.tw 一兼二顧摸蛤兼洗褲，資源回收做環保兼組裝成化學實驗裝置—微型化學噴霧槍，此一實驗裝置極符合「低污染、可回收、省資源」的綠色環保理念。可利用此一裝置來演示化學實驗包括酸鹼中和、氧化還原之顏色變化以及化學能轉變成光能等，使化學教學更有創意、化學反應更為直接、更為生動、活潑、有趣。俾能引起學生對化學的好奇與學習興趣。茲將微型化學噴霧槍之設計與製作之詳細過程說明如下： n  材料與藥品 （一）材料 塑膠噴霧器（安立清潔劑噴霧器） 1組、塑膠瓶（蘋果西打630 mL） 1瓶、塑膠瓶（藥品瓶100 mL） 1瓶。（相片一）    相片一：塑膠噴霧器（左）、塑膠瓶（中）、藥品瓶（右） （二）藥品 稀鹽酸（0.1 M HCl） 100 mL、氫氧化鈉溶液（0.1 M NaOH） 100 mL、硫代硫酸鈉溶液（0.1 M Na2S2O3） 100 mL、過氧二硫酸鉀（0.1 M K2S2O8） 20 mL、碘酒溶液（市售） 100 mL、酸鹼指示劑（酚酞，Phenolphthalein）（相片二）。 相片二：酚酞指示劑 n  設計與製作 微型化學噴霧槍係由噴霧器、反應接收瓶及廢液收集瓶等三部分組成。其設計與製作分述如下： 一、噴霧器主體 1.        將回收自安立清潔劑噴霧器之標籤撕下，如相片三所示。 相片三：回收自安立清潔劑之噴霧器 2.        此一噴霧器之構造與一般塑膠噴霧器有所不同，由噴霧器主體（相片四左）與兩個藥品瓶（相片四右）組成。其中噴霧器主體下方有兩條導管分別插入可裝兩組藥瓶之兩個藥品瓶中，當壓縮噴霧器時兩組藥品可同時經由各自之導管上升至噴霧器之噴嘴，然後混合在一起而以霧狀噴出，如相片四所示。    相片四：噴霧器之兩條導管（左）與兩個藥品瓶（右） 3.        撕下蘋果西打塑膠瓶之標籤，如相片五所示。 相片五：取下標籤之蘋果西打塑膠瓶 4.        將塑膠蓋子取下並在蓋子之中央處挖一個孔洞，如相片六所示。   相片六：挖一個孔洞之塑膠蓋子 5.        […]

創意微型實驗—微型氫能燃料電池方金祥 創意微型科學工作室chfang1273@yahoo.com.tw  本文作者先前曾設計兩套微型燃料電池（microscale fuel cell）第一代與第二代，第二代微型燃料電池發表於中國化學會之化學季刊，並榮獲當年度的化學論文獎（如附錄一所示），微型燃料電池係利用廢棄乾電池之碳棒經高溫加熱後急速冷卻以除掉碳棒上之雜質及成為多孔性碳棒作為電極，經加入適當的電解質溶液後進行電解（充電）產生氫氣與氧氣，然後在氫電極（陽極、負極）上之氫氣和氧電極（陰極、正極）上之氧氣化合成水並放出電能（放電）。燃料電池（又稱氫能燃料電池或氫氧燃料電池）是日後零汙染的能源應用在市售汽車上（如附錄二所示）。本文將介紹第三代的微型氫能燃料電池之設計與製作，以供電化學實驗教學之參考與應用，使其在電化學教學上更為生動活潑有趣，以提高學生學習電化學之興趣。 n  燃料電池之原理 燃料電池的原理是利用水電解後在負極（陽極，又稱氫電極）產生的氫氣與在正極（陰極，又稱氧電極）產生之氧氣化合成水時產生的電流可做電功，其反應後之唯一產物只有水而已，因此燃料電池可說是最乾淨且為零無污染的能源。 n  微型氫能燃料電池與一般燃料電池之比較 燃料電池係由電極、電解質、燃料以及氧化劑等所組成，微型氫能燃料電池與一般氫能燃料電池之燃料都是利用電解水產生的氫氣作為燃料，以電解水產生的氧氣作為氧化劑，其比較如表一所列。第一代、第二代及第三代微型燃料電池之比較如表二所列和相片一所示。 表一：微型氫能燃料電池與一般氫能燃料電池之比較 表二：三代微型氫能燃料電池之比較 *燃料：利用電解產生之氫氣H2。 **氧化劑：利用電解產生之氧氣O2。 相片一：第一代微型燃料電池      相片二：第二代微型燃料電池 相片三：第三代微型氫能燃料電池 n  材料與藥品 乾電池（9 V） 1粒、塑膠培養皿 1個、2B鉛筆筆芯（長4.2 cm，直徑0.2 cm） 2支、音樂盒（生日快樂歌） 1組、電子鐘 1個、透明塑膠滴管（3 mL） 2支、熱熔膠槍 1組、飽和硫酸鉀（K2SO4）溶液 5 mL。 n  微型氫能燃料電池之設計與組合 一、   鉛筆筆芯（電極）之處理 1.        將市售兩2支2B鉛筆筆芯（相片四左），用稀鹽酸溶液及清水清洗數次後備用。 2.        截取2支長4.2cm，直徑0.2 cm之鉛筆筆芯作為電極，如相片四（右）所示。   相片四：市售兩2B鉛筆筆芯（左），長4.2 cm直徑0.2 cm之鉛筆筆芯（右） 二、電解管與電解槽之設計組合 1.        取2支3 mL之透明塑膠小滴管，將其底部剪掉，使底部形成一個約3 mm直徑的小圓孔作為電解管，另在其上方挖一小孔以方便鉛筆筆芯插入，供作電極之用，如相片五所示。    […]