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。    […]