《臺灣化學教育》第五十一期（2023年3月） 目  錄 n  主編的話 l 第五十一期主編的話／邱美虹〔HTML｜PDF〕 n  本期專題【專題編輯／李賢哲、陳皇州】 l 大學普通化學實驗室規劃與實驗課程內容介紹／李賢哲、陳皇州〔HTML｜PDF〕 l 大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:高雄大學普化實驗實施 / 李頂瑜〔HTML｜PDF〕 l 大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:高醫醫化系普化實驗室之設計與化學實驗之整合／李建宏、林淑芬、陳慧芬〔HTML｜PDF〕 l 大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:中原大學化學系普通化學實驗室之規劃與特色／莊敬、陳志德〔HTML｜PDF〕 l 大學普通化學實驗室規劃與實驗課程：彰化師範大學普通化學實驗教學／楊水平〔HTML｜PDF〕 l 大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:東海大學化學系普化實驗室及特色介紹／楊俊豪、劉信宏、張仁宗、吳明珠、郭珊綺、杜澄達、賴英煌〔HTML｜PDF〕 l 大學普通化學實驗室規劃與實驗課程:國立屏東大學應用化學系之普化實驗室規劃／鍾旭銘〔HTML｜PDF〕 n  專書介紹【專欄編輯／邱美虹】 l 「丈量人類世」書外篇(Beyond the Book of “Anthropocene”)／陳竹亭〔HTML｜PDF〕 n  課程教材／化學小故事【專欄編輯／楊水平】 l 庫普曼的傳奇故事／游文綺、胡景瀚〔HTML｜PDF〕 n  課程教材／化學小故事【專欄編輯／鐘建坪】   l 徐壽與傅蘭雅的元素名詞：清末中文元素名詞命名沿革／張澔〔HTML｜PDF〕 n  新知報導／化學活動推廣【專欄編輯／林靜雯】 l 從科學理論到科學傳播的距離究竟有多遠- 慶祝IYBSSD臺灣系列活動-「科學X永續」彩繪列車 ／邱美虹、 陳育霖、趙奕姼、林卉婷、賈志達〔HTML｜PDF〕  

第五十一期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所名譽教授 國際純化學暨應用化學聯合會（IUPAC）執行委員會常務委員 國際理事會(International Science Council)治理委員會委員及Fellow 中國化學會（臺灣）教育委員會主任委員 美國國家科學教學研究學會（NARST）前理事長 mhchiu@gapps.ntnu.edu.tw 人工智慧(Artificial Intelligence, AI)的時代早已到來，甚至可能超越我們的想像。去年底由美國矽谷的OpenAI所訓練的一個大型自然語言處理模型，ChatGPT(全名為Chat Generative Pre-trained Transformer，聊天生成型預訓練轉換器）的公布，已引起網路和廣大民眾的眾多討論，ChatGPT它可以透過自然口語的方式來進行對話，透過聊天對話方式，系統可以從資料庫中搜尋使用者發問內容所需要的資訊，以「看似」有系統的方式提供給提問者參考，舉凡文章撰寫、資料整理、程式撰寫、商業決策、科學實驗甚至是圖形產生等，都可以透過ChatGPT來協助提供參考答案或文本。然而這樣的過程所產生的結果，受限於資料庫的內容以及訓練系統的過程，在尚未成熟之際，無論如何都需要人的知識、專業與經驗去進行判斷。不讓ChatGPT(或ChatGPT-4)專美於前，Notion也釋放出其AI工具，進行語言對話提供快速的彙整資訊與建議，問題似乎已不再是哪個軟體的功能勝出，而是人工智慧的發展已慢慢滲透在我們的生活中，與其去限制它的用途、防範不正當的目的或是僅尋找防治運用它的策略，還不如以積極的態度與智慧去正確運用AI，借力使力，讓科技幫助人類解決問題，開創更多創新的未來。這樣的新興科技的發展，是否造成從事某些職業的人將受到威脅、對學校教育、對社會穩定是否會造成顛覆性的改變，都將會是接下來AI專家、社會學家、教育學者、教師以及各行各業從業人員無法避免的挑戰，尤其是學校教育將如何引導學生建立正確使用的觀念與做法，更是要集思廣益面對這AI時代。 本期專刊由國立屏東大學李賢哲教授和陳皇州教授擔任客座主編，共邀請六所大學教授們分享普化實驗室的設置、實驗課程目標與教學、跨系所授課、融入AI的課程規劃、學生預報告的撰寫與口頭報告、軟體介紹、疫情期間課程調整方案，以及延伸到國小教師的培訓等等，此次六篇專題文章提出多元的策略與產生的效益，對於實驗室教學有許多啟發，可供各校教師參考。 在常態性文章有陳竹亭為文介紹其於2022年出版的從宇宙大霹靂到人類文明的科學世界觀–「丈量人類世」，以深入淺出的方式提綱挈領，讓讀者得以一窺人類世的演化發展與省思。游文綺和胡景瀚的「庫普曼的故事」，介紹這位僅寫一篇自然科學的量子文章，提出庫普曼定理，卻以獲得諾貝爾經濟學獎的大師之生平，讀來與一般科學家的傳奇故事迥然不同，但仍鼓舞人心。最後一篇是張澔引介清末中文元素名詞命名沿革的引介，從徐壽與傅蘭雅的《化學鍵原》一書對化學元素名詞的音譯與意譯到東西方文字運用的巧妙做一評析。這段化學史可供教師教學之用。 最後一篇是邱美虹等五位教授介紹慶祝基礎科學促進永續發展國際年(International Year of Basic Sciences for Sustainable Development, IYBSSD)臺灣系列活動中「科學X永續」彩繪列車的諮詢團隊和設計理念，藉此引起社會大眾認識科學與生活密不可分的關係，並重視基礎科學人才的培育。

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程內容介紹 1李賢哲2陳皇州 國立屏東大學應用化學系 1sjlee@mail.nptu.edu.tw、2kelvin@mail.nptu.edu.tw ■ 前言 我們本期(51)台灣化學教育能順利付梓，客座主編與副主編謹此對其中六篇的執筆同仁，致上萬分的感謝與敬佩。當前高等教育面臨的少子化與當代應用科學的發展，更顯得加入化學領域的舉足輕重，而本期內容在編輯委員會指導下，規劃國內大專校院普通化學實驗之規劃與內容特色介紹。撰稿師長更於百忙之中，就其提供高中學子初跨入高等教育學府，即將親身體驗之普通化學實驗內容與實施，對鼓勵與激發後起之秀進入化學各專長領域的研讀，實有拋磚引玉的舉足輕重功效!一般言之，普通化學實驗涵蓋後續有機、無機、物化、分析和生化等相關領域，對於同學的化學領域專研，扮演密不可分之關係，期待這六所國內大學化學師長之呈現圖文並茂，能提供學子對化學領域初步的瞭解，以能激發更多的學子加入化學領域的大家庭，並同時對國內人民扮演著提高化學素養之重要功效，而化學素養之提升也表國力的提升，讓台灣後續的科學發展能於世界舞台上發光發熱! ■  本期專題文章簡介 本期專題的第一篇介紹是由國立高雄大學應用化學系李頂瑜主任執筆，其中從普通化學實驗課程(普化實驗)的價值認知切入強調其重要性(ACS Public Policy Statement 2020-2023)、文章涵蓋高雄大學普化實驗之目標期望、實施方法、與未來精進之策略，尤其實施方法分為課前預備、實驗紀錄與課後反思等項目之報告撰擬，實驗課程中訓練學生試著調控操作變因，以收其應變與引發學生好奇和相關原理之引述，增進所有修習普化實驗的學子對於原理與應用有更佳的學習成效。除此，高雄大學應化系正籌劃綠色化學與永續發展的概念融入普化實驗具體執行，而普化實驗與自動化、AI結合的構想也是規劃方向之一，值得大家期待。 本期專題第二篇文章，由高雄醫學大學醫藥暨應用化學系李建宏與陳慧芬教授撰擬，揭櫫其實驗課程為使與必修學科間有更好的鏈結，並強化實驗內容的完整性。已與原普化實驗刪減濃縮後，結合分析化學的檢驗、定量概念，整併入化學實驗一，重整過後的實驗內容配合新制大一學生普通化學的進度；大一下的普化實驗課程調整為分析及有機基礎實驗技能設計，將基礎分析實驗與有機純化技巧訓練規劃為化學實驗二，例如該學系在大一下學期阿斯匹靈的製備實驗中帶入銅錯合物的製備，呈現生物體內存有一些微量金屬，這些微量金屬與體內生物分子結合形成錯合物，於生物代謝和醫藥上扮演著舉足輕重的角色。進入大二階段以整學年進行有機化學技能訓練，與學生連結技能及知識應用於進階的實驗課程，以更瞭解化學合成的流程，為進入系所教師的研究領域實驗室專研作準備持續精進。 本期專題第三篇文章是由中原大學化學系陳志德教授與莊敬主任執筆，鑒於該系對學生化學專業之訓練涵蓋大學至研究所博士班，故僅以學士班簡述，揭櫫對化學教育之目標，其普通化學實驗課程採每班三十位同學以下進行，選擇重要且與一般生活息息相關之題材，同時對應長年來同學反應高中端化學教育於實驗學習方面較匱乏之內容，以為普化實驗設計一般基礎化學實驗操作技巧與各類器材之操作方法，於動手學習瞭解相關化學原理，協助學生培養實驗操作基礎與觀察技巧，以嘗試解決問題的思考方向等，並引入化學合成與鑑定的基本技巧，奠定同學們之後銜接之有機/分析/物化/材料實驗所需的基礎實驗能力。 本期專刊第四篇文章，由國立彰化師範大學化學系楊水平教授撰稿分享，該系普通化學實驗室提供普通化學實驗、化學科教材教法、化學科教學實習及自然科學領域探究與實作專題等科目的教學場所，聚焦之普通化學教材內容以基礎的分析化學、物理化學及無機化學為主，且輔以入門觀念的有機化學、生物化學及核化學相關學理。所有上課教材以數位存放在該校「雲端學院」網站之「普通化學實驗」課程，而其教材來源，分別國內外各大學化學實驗網站、國內外期刊網站和自編教材。例如參考JCE(2021)進行模擬疫情期間在家進行酸鹼滴定實驗頗具當代之意涵，其滴定操作以重量分析的酸鹼滴定法（gravimetric titration method）規劃，以食用醋或食品級檸檬酸溶液家用品作為酸鹼滴定劑，測定胃乳液中氫氧化鎂的含量，而以天然資源提取的食用色素作終點判定的指示劑，可為受疫情肆虐中的化學學習，開啟一扇窗。 本期專刊第五篇由東海大學化學系楊俊豪與賴英煌主任撰擬，鑒於該校理學院、工學院、農學院及國際學院等所屬八個學系安排普通化學實驗，上下學期合計開授19門。該系支援所有普通化學實驗的開授，學校也投入相當資源於實驗室軟硬體維護及提升。實驗課程內容按授課教師要求及系所屬性搭配普通化學課程安排進行，以達到理論與實驗上的驗證。鑒於科技快速進展，學生對實驗變化及數據的掌握能力已有質的提升，勢以引入新式教學設備，讓實驗的觀察及記錄過程資訊化，並搭配適當的軟硬體以提升學習的品質。為與108課綱薰陶的學生有機會發想，自111學年度開始嘗試普化實驗專題，自由組隊4人一組，由目前普化實驗課尚未列入的實驗，學生從講義撰寫及簡報，並製做一個完整的普化實驗，最後由學生上台發表成果。同時著手執行建置iLearn系統，提供學生線上資源及執行實驗前檢核，並提供學生線上課程，降低COVID-19疫情對需動手操作實驗的影響。 本期專刊之第六篇是由國立屏東大學應用化學系鍾旭銘主任撰稿，目前該系已建置符合應用化學系課程之普通化學實驗室、有機化學實驗室、分析化學實驗室與生物化學實驗室等專業教室。鑒於該校於2014年由高教、技職與師培合流的大學，俱備專長之動手作普化實驗課程，同時亦規劃針對國小教師培育之課程，例如：熱冰實驗、葉脈書籤、化學花園、天氣瓶製作與濾紙色層分析等實驗；而規劃之抗菌潔手露、防曬隔離霜、紫雲膏與萬金油等產品製作課程，提供學生瞭解如何運用乳化反應、萃取技術與藥劑調配等化學技術運用於生活用品之製備。 ■ 結語 所謂萬丈高樓平地起，莘莘學子在諸多化學領域專研過程中，普通化學實驗應可作為起樓的重要里程碑，本期專刊藉由六所大學化學相關師長執筆，介紹各普通化學實驗之規劃與內容，祈能對有志於化學相關領域進修之學子，提供重要之參考，並就教於相關之師長先進以作為後續改善之重要依據。 ■  參考文獻 Kuntzleman, T. S, Corts, S., & Schmidt, A. (2021).At-home titration magnesium hydroxide in milk of magnesia using an inexpensive apparatus. Journal of Chemical Education, 98(8), 2592–2595. The American Chemical […]

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程: 高雄大學普化實驗實施 李頂瑜 國立高雄大學應用化學系 tingyulee@nuk.edu.tw ■ 前言     「臺灣化學教育」是化學界在化學相關教學與專業學習資訊提供、分享與參考的重要刊物。此次編輯團隊規劃普化實驗室相關專題，高雄大學應用化學系很榮幸能藉此交流平台介紹我們對於普通化學實驗課程(普化實驗)的一些價值認知、目標期望、實施方法、與未來策略進行介紹，希望經由此次的交流分享可以精進我們在普化實驗未來的規劃，以增進對所有修習普化實驗的學子有更佳的學習成效。 ■ 普化實驗的認知     普化實驗是許多理工相關科系的必修或選修課程之一，化學相關科系當然列為必修課程。然而因為經費(化學實驗需要藥品、耗材、儀器設備折損等等費用)的因素，普化實驗的必要性就受到一些挑戰的雜音。尤其在疫情期間，許多實驗課程被迫暫停改以線上教授方式，更加增添了普化實驗是否學生可以以在家自學或者是錄影帶方式觀賞學習即可，無須到實驗室實體上課，甚至可將它刪減的爭論。另一有關普化實驗價值的爭論來自於部分教育人士(尤其非化學相關)，他們認為普化實驗過程基本上只要依據一定的步驟操作就可以得到特定的結果，因此能產生的科學教育效應有限，也就是所謂的性價比或投資報酬率並不高(Arnaud, 2020)。 我們單位一直以來都持續在討論普化實驗(尤其現場實體教學)的價值所在。有關動手進行實驗的重要性美國化學學會政策說明(ACS Public Policy Statement 2020-2023)已經清楚闡述其不可取代性，在此就不贅述(可參閱The American Chemical Society, 2022)。至於普化實驗的重要性，事實上不離脫於文獻與學者對科學實驗室課程的剖析(Hofstein & Hugerat, 2022; DeKorver & Towns, 2015; Elliott et al., 2008; Reid & Shah, 2007)，除了專業上能讓學生更深入了解科學的本質，學習與熟悉科學的概念、事實、技術操作技巧和執行過程技能外，同時也包含學生基本素養與核心能力的培養，例如，獨立思考、學術倫理、溝通表達、團隊合作等等。不過普化實驗的特色之一在於它不只是化學相關專業學生的必修課程，也常是跨STEM學生修習的課程，而且又因為它常常安排在大學一年級授課，因此它不但具有大學學習生涯基礎奠定的作用，同時也兼具了銜接高中與大學教育橋樑的任務，意義重大，不可或缺。 ■ 目標期望與實施方法 一、目標期望 由於普化實驗的不可或缺性，我們期望以普化實驗作為教育載具，達到以下學習目標:激發並保持學生對科學的興趣和動力，培養學生科學推理能力、倫理涵養、創造性思維、解決問題能力、實踐能力、自律能力、和團隊合作能力，並加深學生對科學本質、工作執行程序之複雜性和不確定性、以及科學探究而非只是單純科學知識或理論恪守的理解。 二、實施方法 綜合上述期望目標，在實驗室操作執行方面，除了提供學生既定且制式課本資訊內容作為課程依據外，也會在課程進行過程中增添一些腦力激盪要素。同時我們也相當重視學生在實驗教室外的訓練，包含課前預備和課後反思。 （一）課前預報撰寫 學生進行實驗課程課前的準備工作是非常的重要。在進入實驗室前，學生就必須先了解當日要進行實驗的主題、目的、原理、使用藥品的物化性和安全性、使用的儀器設備、以及實驗步驟，如此方得以實驗操作過程安全且實驗平順完成，也才能在實驗進行中同時思考並領悟那些事件項次是觀察重點。撰寫預報就是一個達到這些目標的策略方法。至於預報如何撰寫，除了依循課本內容外，我們有一些附加準則。 1.     在普化實驗授課型態上會依環境與學生需求分組，可為單人操作方式與多人同組操作方式。由於後者著重團體合作，因此在預報撰寫前，同組組員必須先開小組會議討論即將進行的實驗內容，尤其是實驗過程的步驟與分工，並於預報中註明會議日期、時間、地點和每一位組員簽名。 2.     實驗目的和原理在盡量搜尋相關資料後，以自己認知與理解的內容表達陳述，並列參考資料出處。 3.     詳述當次所有使用藥品之物性與化性(例如，顏色、外觀、熔點、沸點、溶解度、穩定性、反應性…等等)，以及毒性與危害性，並且需畫出化學結構，也要列出參考資料來源。 4.     儀器設備圖示化，並結合實驗步驟。 5.     […]

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程: 高醫醫化系普化實驗室之設計與化學實驗之整合 李建宏1＊,林淑芬,陳慧芬2＊ 高雄醫學大學醫藥暨應用化學系 1 chli@kmu.edu.tw; 2 hfchen@kmu.edu.tw   n  前言 近十五年本學系在實驗課程中的教學變革相當大。原先的課程設計在大一上、下學期為普化實驗課程，著重在基礎實驗技能的養成以及思考能力的建構；大二上學期為分析實驗課程，目的在暸解分析實驗的基礎和古典分析方法應用，大二下學期則為有機化學實驗課程，提升學生在有機實驗操作技能以及有機合成的實驗知識。但因為學生在加入教師實驗室進行專題研究時，實驗技能普遍不足，且對於實驗的思維模式過於單調，觀察能力不足導致記錄及報告的撰寫也未能詳盡。為改善學生學習狀況，本系有感於專題研究的重要性，規劃化學系學生在畢業之前對於策劃研究、執行實驗有通盤性的認識和訓練；十年前即開始整併實驗目標是打破各科實驗藩籬，將其重組。雖然成效顯著，但本系近年進行必修課程改革，將大一普通化學由原本二學期6學分降低為一學期4學分，專業必修科目（有機化學、分析化學、儀器分析、無機化學、量子化學、物理化學、生物化學、醫藥品合成化學）提前一學期修習，讓學生有更多的時間進入實驗專題或實習領域。為配合現在學生學習型態的改變以及課程設計的變化，107學年度起，由本學系前主任許智能教授和實驗課程授課教師進行第二次調整實驗課程內容，為使實驗課程與必修學科之間有更好的鏈結，並且強化實驗內容的完整性。將原本普化實驗刪減濃縮後，並結合分析化學的檢驗、定量概念，整併入化學實驗一，重整過後的實驗內容配合新制大一學生普通化學的進度；大一下的普化實驗課程調整為分析及有機基礎實驗技能設計，將基礎分析實驗與有機純化技巧訓練規劃為化學實驗二；並於大二規劃更多樣的有機實驗課程，讓學生能在大二上先做完有機基礎實驗知能及技能的學習後，大二下再增加更多應用以及連續性的實驗挑戰，所以化學實驗三、四除強化各樣有機純化技巧與光譜鑑定操作之外，亦包含有機化學各種反應與多步驟合成反應介紹（如圖1），重整過後的實驗內容亦配合學生必修科目有機化學與分析化學的進度，加深學生在學理認知與操作技能的連結。 圖１：本學系改革後實驗課程設計 n  實驗課程簡介 一、大一普化實驗整合分析及有機基礎實驗 　　在化學系中，最重要的課程莫過於實驗課程。實驗過程除了能夠幫助學生建構科學的知識外，透過實驗中的觀察更能夠連結理論，進而理解科學原理。雖然實驗課程對化學系學生的養成及訓練十分重要，然而目前的實驗課程方式仍停留在傳統的設計。課程中一般給定大部分的實驗參數，學生照表操課在規定的時間內完成固定的操作，收集類似的結果。如此設計主要在技藝的傳承，而非訓練邏輯思考及改正實驗中發現的錯誤。本學系在每年的教學工作中總是不斷地在調整實驗課程內容，希望能夠引起學生的學習興趣，規劃能夠發動學生主動去探究的實驗課程。進一步讓學生藉由這個教材的設計，重拾對化學的好奇心，也希望化學系學生能了解到實驗的重點是發現、改善及創新，為未來學業發展及生涯規劃建立基礎。在本學系中，實驗課程的規劃是循序漸進，大一上為基礎實驗技能及觀察訓練，大一下為分析及有機操作技能訓練，到大二整學年的有機技能訓練，目的在希望學生能連結學習到的技能及知識應用在進階的實驗課程及教師實驗室的專題研究上。 在多年教學的過程中，發現實驗課程內容若能較貼近生活主題，學生的專注力相對提高，以及對於課程的反饋回應較熱烈。例如本學系在大一下學期阿斯匹靈的製備實驗中帶入了銅錯合物的製備：生物體內存有一些微量金屬，這些微量金屬與體內生物分子結合形成錯合物，在生物代謝和醫藥上扮演著舉足輕重的角色。過去科學家已經發現(Abuhijleh, 2011)阿斯匹靈與 Cu2+ 會產生螯合錯合物 (chelating complex) （如圖2），而此銅錯合物能強化阿斯匹靈作為非類固醇抗發炎藥物 (NSAID) 的療效，阿斯匹靈銅錯合物能以治療類風濕關節炎，同時更有做為治療血栓性疾病的潛力。因此研究阿斯匹靈與金屬配位形成的錯合物之結構與反應亦成為極具前瞻性的議題。此外本實驗設計讓同學來牛刀小試，學習以自製的阿斯匹靈作為配位基，與醋酸銅反應形成阿斯匹靈銅錯合物，因酯官能基配位能力不高，因此所得之結構有可能是單核錯合物 Cu(asp)2，亦有可能是雙核錯合物Cu2(asp)4(asp = aspirinate, 阿斯匹靈陰離子)。反應式如下: 圖2：阿斯匹靈銅錯合物 二、大二有機化學實驗與分析化學實驗的整合 本系亦將大二傳統會進行的有機化學實驗和分析化學實驗進行整合成為化學實驗三與四。而傳統的有機化學實驗大致可分為下列流程表進行(如圖3上): 預報撰寫，進行實驗，和實驗報告撰寫的流程進行。藉由本系的實驗課整合，我們也進行了一系列的調整(如圖3下)，首先加入運用線上軟體IRS互動系統回饋的方式在實驗課前進行實驗原理的測驗，促進學生預習且加深印象的效果。而實驗的設計上也配合有機化學正課課程的進度搭配達到學以致用和實作驗證理論的效用。另一方面，我們也鼓勵學生除了以書寫紀錄實驗的觀察現象也搭配影片的製作加深學生對實驗過程的印象。除此之外，我們更運用本校在藥物合成上的儀器資源優勢，讓學生實際操作核磁共振光譜儀和紅外線光譜儀，並進行結構鑑定解析。而為了驗證所學，在每學期實驗課程的期末進行實作測驗：第一學期是跑台期末考，讓每位學生在不同關卡分別能對有機實驗中不同的基礎實驗技巧和相關原理能做檢核也藉此再次強化其相關概念; 而第二學期則是進行未知混合物分離與鑑定的期末考(Feist, 2004)，讓每位學生能藉由一年的實驗課程後，經由所學的觀念後先對未知混合物的物性進行分析後並找尋適當的分離方式，再由實驗的分離將混合物進行純化，最後藉由光譜鑑定與相關知識進行結構的解析。這一連串的檢核在訓練學生於未來碰到未知問題時分析思考，運用所學知識分析，和藉由儀器解析到解決問題的相關能力。由這樣的實驗整合期許培養學生遇到問題思考、分析和整合的能力。 圖3. 傳統有機分析實驗和本系整合實驗流程圖 三、化學實驗室規劃與設計     除了實驗課程的重整與優化外，本校亦投入資源設立新實驗室（如圖4上）。學生實驗室為化學系學生接觸專業化學實驗工作的初場域。除經驗及技能的學習外，在實驗室中首重的是安全。本校基於希望學生第一次進入實驗室時即建立相關的安全知識，認識實驗室安全守則。本系學生實驗室考量現今實驗室安全需求，規劃乾式廢氣處理設備，整合旋轉濃縮儀及循環冷卻水系統、天平區、烘箱及落地型排煙櫃等進行統一規劃，使學生實驗動線更為順暢。     其中更增加設置落地型的排煙櫃（如圖4下）將供大量溶劑配置、矽粉轉移等等實驗操作使用。設置具抽氣功能之溶劑櫃，降低溶劑/廢液存放之蒸汽揮發等氣味逸散，並避免火災。另設之藥品準備室，亦配置具排氣功能之藥品櫃放置藥品。特別設立特別實驗教學實驗室，放置常見分析儀器(如UV-VIS)。寄望此設計能帶給學生貼近真實研究實驗室的工作經驗，養成正確的工作態度及習慣。                  圖4：（上）實驗室平面配置圖，（下）落地型排煙櫃照片與示意圖 (引自三雄科技股份有限公司網站)   n  結語 在化學系中，最重要的課程莫過於實驗課程。實驗過程除了能夠幫助學生建構科學的知識外，透過實驗中的觀察更能夠連結理論，進而理解科學原理。本學系過去15年兩階段方式革新實驗內容，實驗課程的規劃是循序漸進，大一上為基礎實驗技能及觀察訓練，大一下為分析及有機操作技能訓練，到大二整學年的有機技能訓練，目的在希望學生能連結學習到的技能及知識應用在進階的實驗課程，更了解化學合成的流程，並探索系所教師的各種研究領域，除了知識技能的訓練，也希望開啟學生的視野，了解化學在各種產業的應用性與重要性，提升學生主動學習的熱情，使學生從基礎實驗室進入專題研究的過程更加順利。 n  致謝與其他說明 本文作者李建宏為高醫醫化系助理教授，陳慧芬為高醫醫化系副教授。感謝林淑芬中級技佐提供實驗室規畫設計圖與內容，完善豐富本文。 n  […]

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程: 中原大學化學系普通化學實驗室之規劃與特色 莊敬、陳志德 中原大學化學系 gjchuang@cycu.edu.tw   n  前言 一、系所歷史沿革 本系創立於民國44年，經68年不斷努力求新，已擁有一流的師資與設備。民國63年與化工系共同成立應用化學研究所，並於民國70年獨立為化學研究所，民國72年獲教育部核准成立博士班。民國88年為因應國內社會經濟變遷，大學部兩班分組為化學組及材料化學組，並成立碩士專班。民國91年成立理學院奈米科技中心，民國95年與物理系、生物科技系與奈米科技中心合辦奈米科技跨領域學程。本系目前設有學士班、碩士班、碩士在職專班及博士班等四種班制。本系擁有化學館與理學大樓(2-5F)兩棟建築，教學與研究空間充足。實驗教學佔有最大空間，如普通化學實驗室，物理化學實驗室，有機化學實驗室，儀器分析化學實驗室與材料分析化學實驗室，足見本系對於實驗教學之重視(中原大學化學系, 2020)。 二、系所目標、特色及發展規劃 本校創校68年，致力培育國家高等教育人才，具有優良校風與學術成就。本校教育宗旨理念以全人教育與知識經濟為兩大主軸，提倡手腦並用、寬廣學養及關懷情操等三大教育目標。針對此目標所設計的課程，則強調專業、實作、通識及關懷教育等四大方向。本系之教育對象為大學部學生，碩士研究生與博士班研究生。本系為其設定之教育目標分述如下： 學士班教育目標：培養具有高尚品德與堅定化學專業知識的人才。 碩博班教育目標：培養具有專精化學專業知識與研究暨應用能力之人才。 本系持續推動學術專業與專題實作之平衡教學。專題研究課程列為必選，以奠定學生紮實的實驗基礎。教師專長領域涵蓋有機化學、無機化學、分析化學、物理化學與材料化學等。研究上包含基礎研究與產業之開發。 本系教學著重理論與實驗並重，嚴格要求基本學科訓練，以應付多變的科技產業。本系提供多樣性課程及學程，如奈米科技學程，以擴展學生視野，靈活其思考。基礎實驗力求學理與實務並重，訓練學生動手做的習慣與實事求是的精神。大二升大三暑假即要求學生進入各老師研究室，進行專題研究，培養獨立思考、主動創新與系統整合之能力。另積極辦理四加一學/碩士雙聯學位及逕讀博士學位，以鼓勵本系優秀學生提早進入研究領域。本系致力於國際學術交流，與Temple大學及日本新瀉大學合作，進行多項交換學生計畫，同時與馬來西亞拉曼大學學院(Tunku Abdul Rahman University College)理學院，互派學生進行專題研究，對拓展學生之國際視野裨益極大。 三、學士班課程規劃 本系期望能培養出品德與化學專業兼具的人才，作法為訂立兩類核心能力。一為專業核心能力的培育(professional education)，可細分為專業化學之能力、組織統整與應用能力、創新思考與研發能力及化學實務與應用能力等四種，主要由本系負責達成。二為品德核心能力的培育(General Education)，可細分為責任與倫理能力、溝通協調與團體合作能力、熱忱與壓力管理能力及關懷與博愛能力等四種，主要由本校的通識課程教育及課外活動等負責達成。 n  普化實驗課程之規劃 一、課程設計 為達成本系學士班教育目標，依學士班課程規劃，普通化學實驗課程選擇與一般生活息息相關之題材。同時為反應高中端化學教育於實驗教學之匱乏，實驗教材強調基礎化學實驗操作技巧以及各類器材之使用方法，於動手學習的同時了解相關原理。其後引入化學合成與鑑定的基本技巧，培養學生實驗操作與解決問題之能力，同時強化學生獨立自主與溝通協調之能力。以奠定日後銜接有機，分析，物化與材料等實驗所需的基礎技能。 二、課程內容     實驗一至九從基礎操作方法，如玻璃器材，天秤，加熱板，重力及抽氣過濾等基礎之實驗所需技巧，慢慢引入化學鑑定，分離，檢定濃度，純化等深入之實驗流程(中原大學化學系, 2022)。另外，實驗安全教育也是普化實驗的重點之一。課程中教師將講解各項實驗之意外預防事項以及防護器具之使用方法。 實驗一: 基本操作方法 實驗二: 定組成定律 實驗三: 運用酸鹼指示劑標定標準酸鹼度 實驗四: 由茶葉中萃取咖啡因 實驗五: 利用分光光度計測定離子濃度 實驗六: 葡萄酒的蒸餾 實驗七: 維生素c含量測定 實驗八: 錯化合物的生成 實驗九: 再結晶與熔點測定 實驗前，授課教師會講解當日實驗所需之原理，執行方式，以及應注意之安全事項。實驗進行時也會不時與助教對各組同學進行協助與指導。實驗報告之內容著重於該實驗之原理與實作所遇問題之檢討。期末時會以操作考的方式檢定同學之學期成效。 n  普化實驗室之規劃 本系可使用之空間與儀器設備，相當充裕。除了獨立的三層樓化學館外，尚有理學大樓二樓至五樓之空間，並有獨立的化學系圖書室，供學生憑學生證自動進出使用。除專用實驗室、研究室、討論室及教室外，另有放置共用貴重儀器之實驗室。其中普通化學實驗室位於化學館二樓（見圖1），內有三十座獨立通風櫃（見圖2）。本系另有寬敞之儀器分析實驗室（見圖3與4），內部儀器可支援普化實驗產品之鑑定工作。每間實驗室皆設有緊急洗眼設施與急救箱，門口皆有緊急淋浴裝置。每學期定期檢驗，確保設施完善，以保障學生實驗安全。 […]

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程： 彰化師範大學普通化學實驗教學 楊水平 國立彰化師範大學化學系yangsp@cc.ncue.edu.tw   國立彰化師範大學化學系普通化學實驗室提供普通化學實驗、化學科教材教法、化學科教學實習及自然科學領域探究與實作專題等科目的教學場所。本文介紹兩方面：普通化學實驗室的儀器和設備，以及普通化學實驗的教學。 n  簡介普通化學實驗室儀器和設備 本系普通化學實驗室儀器設備分為：大型設備、小型設備、安全設備及實驗用儀器，簡介如下： 一、  大型設備 (一) 大型實驗桌8張和示範桌1張，每張實驗桌可供3-4組（1組2人）使用，如圖1所示。   圖1：實驗室有8張大型實驗桌 (二) 儲存櫃32個（在實驗室後面），作為存放儀器和中學化學實驗用儀器設備之用，如圖2所示。   圖2：實驗室有32個儲存櫃 (三) 藥品櫃1座（在實驗室後面）和1座排煙櫃，如圖3所示。固體藥品按照英文子母排序放在上層；液體藥品分為酸鹼液體、有機液體及配製溶液，固體小瓶裝放在下層。   圖3：實驗室有1座藥品櫃和1座排煙櫃 二、  小型設備 (一) 電磁加熱攪拌器27台，廠牌：Corning，型號有兩種，加熱最高溫度480°C，攪拌範圍：60～1100 rpm，如圖4所示。   圖4：實驗室有27台電磁加熱攪拌器 （圖片來源：https://rb.gy/guurdf 和 https://rb.gy/wxwca7） (二) 電子分析天平7台，精確度0.0001 g，如圖5所示。 圖5：實驗室有7台電子分析天平 (三) 烘箱3台和超音波清洗機1台，如圖6所示。   圖6：實驗室有3台烘箱和1台超音波清洗機 (四) 水流抽氣幫浦3台和離心機4台；桌上型電腦和螢幕1組和單槍投影機1台。 三、  安全設備 (一) 淋浴洗眼器（在室外靠門邊）2座、滅火器15個（6個在室內和9個在室外周邊）及緊急應變用品櫃（在室外）2座，如圖7所示。    圖7：在實驗室內外的安全設備 (二) 化學實驗用防護面具46個，安全眼鏡50個。防飛沫防霧封閉式眼鏡/護目鏡（自備）。 四、  實驗用儀器 (一) 分光光度計8台 […]

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程: 東海大學化學系普化實驗室及特色介紹 楊俊豪1、劉信宏、張仁宗、吳明珠、郭珊綺、杜澄達、賴英煌2 東海大學理學院化學系1 joie@thu.edu.tw; 2yhlai@go.thu.edu.tw ■ 前言 普通化學實驗是修習化學課程驗證理論、理解化學原理的重要過程之一。安全，符合課程需要、動線合宜的現代化普通化學實驗室是化學系的基本配備。因此，適當的化學實驗環境、人員配置及導入學習軟體是規劃實驗課程時須重視的幾個重點。感謝臺灣化學教育的邀請，藉此機會介紹本系普通化學實驗室。祈使有意瞭解東海大學理學院化學系的讀者一窺究竟．同時讓對化學教育有興趣的讀者多一分瞭解實驗室現場的情況。 ■ 化學系普化實驗現況 一、地點及空間 東海化學系大學部設立於建校之初，由1955年至今已有67屆學生。由20人的小班制逐漸擴增為化生組及化學組兩班，目前每班約45人，大學部在籍學生共371人。學士班課程安排依組別不同，由基礎逐漸加深加廣至專精弘通。系上的必修實驗課程有普通化學、普通物理、生物化學、有機化學、分析化學、物理化學及儀器分析化學等實驗。上述實驗課程除了儀器分析實驗安排於化學館儀分實驗室外，其餘皆安排於本校2005年竣工的基礎科學實驗館六樓。此樓層是化學系專屬的大學部基礎實驗空間，如圖1。 圖1：東海大學基礎科學實驗館及六樓主要走道 二、人員配置 每一門實驗課程除了普通化學授課教師外，安排有專職助教帶領實驗進行，保持高品質實驗課程的教與學，目前系上共有七位助教執行實驗教學，其中有五位助教參與普化實驗的進行。杜澄達助理教授負責一門全英文普化實驗課程。各實驗課程系上會安排碩士級研究生輔助化學實驗順利進行。此外，為落實每位學生都能瞭解實驗內涵並實際操作設備及器材，因此以一人一組規劃進行。單一普通化學實驗室最大可進行組別達60組。 三、與時俱進的課程規劃 東海大學為綜合型大學，目前有九個院．其中理學院、工學院、農學院及國際學院中的八個學系課程有安排普通化學實驗，上下學期合計開授19門，十分重要。因此，每學年投入不少資源在實驗室的軟硬體維護及提升。本系支援校內所有普通化學實驗的開授。實驗課程內容按授課教師要求及系所屬性搭配普通化學課程安排進行，以達到理論與實驗上的驗證。然而，科技快速進展，學生對實驗變化及數據的掌握能力已有質上的提升，對應之道是逐漸引入新式教學設備，讓實驗上的觀察及記錄過程資訊化，並搭配適當的軟硬體以提升學習的品質。近年系上所開授的必修實驗課程與時俱進，基於永續環境、綠色化學及銜接新世代科技，部分實驗朝達到實驗目的；瞭解原理；可觀察現象等前題下進行減量，調整藥品，更新設備等多面向執行。值得一提，自111學年度開始嘗試普化實驗專題。學生4人一組，自由組隊，由目前普化實驗課沒有列入的實驗，請學生從講義撰寫及簡報，並製做一個完整的普化實驗，實驗課最後請學生上台發表成果。讓108課綱薰陶下的學生有機會發想，並著手執行。 四、普化實驗課程的軟硬體 硬體：化學實驗室規劃符合國家法規，亦是校內外勞工安全及環境安全展示演練場域。每一實驗室進出口都有兩個，窗戶通風良好，光線充足。逃生標示清楚，滅火裝置完整。實驗室設有置物櫃，供學生放置個人物品。各實驗組別會配置完整實驗器材，放置於可上鎖的專屬櫃位。所有實驗室並配有空調，在實驗助教評估下可讓上課學生在適宜環境進行化學實驗。實驗室內有實驗進行區；天秤室；助教作業區及藥品存放區，請見圖2。安全設備有抽風及抽氣設備，淋浴室、緊急沖淋洗眼器設備、護目鏡、滅火器、濃煙逃生袋及緊急安全器材櫃等。加熱設備全面採用加熱板。安全設備定期維護檢修及更新。此外，廢棄物品、廢液、廢棄化學品按法定回收種類區分及收集。圖3為上述各區域相片集。    圖2：實驗區、天平室及助教行政作業區、藥品存放區         圖3：（上）淋浴室、緊急沖淋洗眼器及滅火器；（下）濃煙逃生袋、緊急安全器材櫃及廢液暫存區 軟體：１.所有進入實驗室的教職員生須接受完整安全教育訓練，方能進入實驗室執行化學實驗。２.專屬實驗課程網頁，每一班實驗課程皆可上網查詢課程綱要，實驗內容及進度，請見圖四。３.實驗教學影片製作，本系助教製作普通化學實驗教學影片並對外開放搜尋。普通化學實驗內容隨時可進行的有42個，現行課程常安排的30個實驗已拍攝完成，如表一。４.實驗報告繳交：實驗預報有傳統紙版報告繳交及上網檢核兩種形式交替進行，實驗結果線上登錄並批改，此部分特別感謝教育部教學實驗計畫提供補助。使教學現場學生自課堂上抄寫報告的現象明顯下降。實驗結果報告形式亦逐漸朝向無紙化方向進行。５.本校建置的iLearn系統，提供學生線上資源及執行實驗前檢核，並提供學生線上課程，降低COVID-19疫情對需動手操作實驗的影響。 隨著資訊軟體使用程度提升，學生可提前觀看實驗重點，搭配線上檢核降低學生課堂趕實驗報告的情況，以及電子檔報告繳交大幅減少紙張使用量。這些部分都是在學學生很有感的改變。目前學生表達對實驗環境能與時俱進十分贊同，但檢核試題的數目及多樣化可持續精進。實驗環境的軟硬體還有更多可進步及調整空間，有賴各方一起努力。   圖4：各教學實驗室專屬網頁及普通化學實驗室網頁 表1：東海大學普化實驗課程內容。現可執行42個實驗，其中30個有拍攝實驗影片 註1，已拍攝實驗影片並開放網路蒐尋 五、化學教育推廣場域 化學系支援大學部實驗課程外，亦積極投入舉辦科學活動及傳播科普知識。正課時間外亦提供場地及設備給經過申請通過的研習活動；大學先修課程（ＡＰ課程）；大學社會責任活動（ＵＳＲ）；寒暑假科學營等。由2014年開始執行的高中實驗教學活動已超過100場次，見圖五範例。期間與多所高中合作進行實驗教學，其中包括精誠中學、建臺中學、彰化女中、台南二中、大甲高中、嶺東高中等等全國北中南各地公私立學校。更有來自馬來西亞的寬柔中學，到東海化學系的實驗室進行科學教育實驗活動。在既有的軟硬體資源下，發揮最大的功效，服務最多有興趣於科學的群組。不少化學系學生在過程中參與科學教育實驗活動，除了正式課程上的學習，也在不同類型的科學實驗教學活動中受益。   圖5：2022年中山高中實驗教學活動及樂齡科普實驗。 ■ 化學系普化實驗特色 最後透過條列的方式，羅列東海大學化學系普通化學實驗室的幾個特點: 1.     實驗設備新穎，實驗環境符合法規。 2.     專業實驗助教，優良的教學品質。 3.     資訊軟體使用程度與日俱增，實驗預報、結報及實驗數據數位化。 4.     拍攝實驗影片，學生易掌握實驗重要環節。 5.     落實化學藥品減量、減廢理念。 6.     化學教育推廣重要場域。 7.     學生可參與普化實驗專題。 ■ 結語 東海大學化學系擔負每學年普通化學實驗課程的正常開授，期許進入實驗室的學生可在規劃良好，符合法規、安全及適宜的環境下學習。在專業實驗助教帶領及研究生的協助下，修課學生可以獲得良好的學習資源。學校每學年投入資源提升實驗室的軟硬體，促使教學實驗現場持續進步，以保持學習內容符合時代需求。能力所及本系亦樂意提供環境及師資協助推廣科普。 […]

大學普通化學實驗室規劃與實驗課程: 國立屏東大學應用化學系之普化實驗室規劃 鍾旭銘 國立屏東大學應用化學系 shiuanmin@mail.nptu.edu.tw n  前言     國立屏東大學於103年8月1日由國立屏東教育大學與國立屏東商業技術學院合併成立，同年本系由化學生物系更名為應用化學系；因此，國立屏東大學應用化學系今年剛邁入第九年，亦為全國最年輕的化學系，在前三任系主任歷經系所更名、課程重新規劃、師資聘任、教學實驗設備添購與實驗教室改建等工作，目前已經完成軟硬體初步的修改與增建工作。 n  普通化學實驗課程規劃 普通化學實驗課程是化學系的第一門實驗課程，從高中進入大學就讀的化學新鮮人，在高中時期大部分的學生皆未經過實驗課程訓練，普化實驗課程需肩負實驗室安全、實驗基礎操作與實驗器材設備介紹等規劃。在實驗課程內容規劃上，包含有機化學的酯化反應–人工香味製備、皂化反應–清潔劑製備、從茶葉中萃取咖啡因與乙醯化反應–阿斯匹靈製備；分析化學的酸鹼指示劑及pH值測試、酸鹼滴定、分光光度計在定量分析上應用與氧化還原滴定–維生素C含量測定；物理化學的樂沙特列原理實驗、色彩震盪反應與碘鐘實驗；無機實驗的廢鋁鐵罐製備鋁明礬與草酸鉀錯化物的製備；生物化學的醣類結構與檢驗、蛋白質的變性及檢驗與牛奶成分分析；上述實驗的規劃，讓大一學生初步認識化學系大二與大三主要必修課程，可以更快適應專業化學相關課程；國立屏東大學是由高教、技職與師培合流的大學，普化實驗課程亦規劃針對國小教師培育之課程，如：熱冰實驗、葉脈書籤（見圖1）、化學花園、天氣瓶製作與濾紙色層分析等實驗課程；另外，實驗亦規劃了抗菌潔手露、防曬隔離霜、紫雲膏（見圖2）與萬金油等產品製作課程，讓學生了解如何運用乳化反應、萃取技術與藥劑調配等化學觀念結合至生活用品中。普通化學實驗課程是一門須動手操作課程，需藉由實驗動手操作、數據量測記錄與細心觀察結果，來印證與了解教科書上化學原理的入門課程，所以本課程涵蓋各類需求考量下完成規劃。 課程規劃目的   1. 藉由操作器材與儀器，熟練基本操作技巧，並驗證普通化學的重要現象及理論。   2. 培養學生良好的科學態度及素養，熟練及統整科學過程技能，培養科學探究的能力。   3. 提高學習化學之興趣，並能獲得日常生活中此方面之知識、應用於日常生活中，及日後從事此相關行業時所需之基本知能。   上學期普化實驗課程規劃   課程名稱   課程內容概述   實驗安全與衛生規定說明   課堂說明實驗室安全衛生規定並演練緊急灑水設備、洗眼器與滅火器等。   實驗器材使用與化學藥品說明   介紹普化實驗中需使用的實驗器材，與化學藥品以及其危險性。   基本實驗操作說明與演示   介紹藥品取用秤重、安全吸球與移液吸管、抽氣過濾、滴定管使用以及藥品配製等基本操作說明與演練。   抗菌潔手乳實驗   介紹三乙醇胺對高分子膠之作用，進行75%酒精與精油抗菌之效果。   勒沙特勒原理實驗   在一個平衡的反應中，藉由改變濃度、壓力與溫度等影響平衡的因素，改變平衡狀態後，讓反應重新達到平衡。   酸鹼鹽與指示劑實驗   認識酸鹼性與pH值的關係，學習使用吸量管配製不同濃度的酸鹼標準溶液，觀察各種指示劑在不同酸鹼度時的顏色變化，並嘗試由紫色高麗菜萃取液自製酸鹼指示劑。   鹼的腐蝕–葉脈書籤製作   […]

「丈量人類世」書外篇 (Beyond the Book of “Anthropocene”) 陳竹亭 臺灣大學化學系名譽教授 jtchen@ntu.edu.tw 2022九月，我寫給社會大眾閱讀的科普處女作《丈量人類世》（圖1）終於付梓出版。出乎意外的是十月首刷1300本已經售罄。邱美虹教授希望我分享一下出書的動機和心境，因而有此書外篇。寫書的動機已經在自序中有所交待，本文主要是將全書的核心信息彙整，並且談談書本出版後的一些起心動念。 n  關於「人類世」 2013年第一次讀到關於「人類世」(Anthropocene)(Crutzen, 2002)的概念時，就覺得頗能與我在臺灣大學開授的通識課：「自然、環境與永續文明」(陳竹亭，2013)的旨意契合呼應。荷蘭環境化學家克魯岑(P. Crutsen)在2000年倡議當今的世代可以棄全新世(Holocene)，而代之以人類世。雖然至今，人類世仍然是一個地質學界懸而未決的地質新世代，但是人類文明對地球及整個自然界的影響已經快速地成為人文、社會和自然科學歡迎且認同的觀點─人類文明已經足以影響甚至改變這顆及至目前我們僅知獨一無二、充滿生命的太陽系第三顆藍色行星的生存環境，從大氣、地質直到海洋。 圖1 《丈量人類世》2022，商周出版 n  科學世界觀 除了人類世的嶄新概念，本書副標：從宇宙大霹靂到人類文明的科學世界觀—開宗明義地說明了這本書的主要目的之一，希望向大眾介紹科學世界觀的形成，以及在這個世代是否具備科學世界觀可能的影響。世界觀是每個人集合自己的知識和信念，而萃取出對世界的「整全觀點」(wholistic viewpoint)。個體與集體正是智人生命兩個面向的人性特徵。書中有兩句話：個人的世界觀會決定自己的人生觀；大眾的世界觀會決定社會集體的智慧！ 要具備科學世界觀可以從認識「宇宙大霹靂理論」(Big-Bang theory for the origin of the space-time)和「生命演化論」(Evolution theory for origin of the species)為起點。換句話說，依據今天的科學知識，時空的源起是大霹靂，生命的遞衍有賴演化。這兩個理論雖然都仍有未盡完備之處，但是都建立在科學的邏輯思考方式與實證的基礎上。此外，這兩個理論還提供了探究後續科學發展的發想問題之源頭，不僅深具啟發性，並且能獲得新知識。譬如近代宇宙學(modern cosmology)和分子生物學(molecular biology)就是各自站在「宇宙大霹靂」和「生命演化論」思維上所產生的新興學門。新舊知識的系統思考彼此呼應且毫無違和矛盾之處。 n  時間軸線 時間軸線的概念則提供了另一種世界觀的思維。20世紀天文物理根據大霹靂、宇宙膨脹論以及宇宙微波背景輻射，提供了人類精準地估算出我們所身處的宇宙壽命為138億年。19世紀英國出了兩位不世出的科學家，萊伊爾在他的《地質學原理》中提出了漫長的「地質時間」概念，達爾文則據此提出了「物種源起」的生命演化概念。放射化學與地質學告訴了我們太陽系和地球的年紀約為50 ~ 46億年。考古學則讓我們知道地球的生命約有35億年的光陰。 要建立這種遠超過我們人生經驗的時間感，以24 小時的時鐘框架可以看出自然界生命的遞衍(圖2)，甚至歷經了五次的生命大滅絕。直到24小時最後的兩分鐘，也就是地球的700-800萬年前，以兩腳站立的猿人終於踏上了大自然生命演化的舞台。   圖2 24小時框架下地球的生命演化(取自陳竹亭，2022，p141) 最早的人屬要算是200萬年前的巧人(homo hablis)，人類考古學根據挖出的化石建立了人類樹，經歷了超過100萬年的直立人(homo erectus erectus)的演化，在距今約60-50萬年內有了海德堡人(homo heidelbergensis)和尼安德塔人(homo neanderthal- ensis)，約30萬年內現代智人(homo sapiens)終於出現。 […]