第四十三期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授國際純粹化學與應用化學聯合會（IUPAC）執行委員會常務委員中國化學會（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 臺灣曾歷經2003年SARS疫情，當年慘痛的經驗，使得國人培養出具有戴口罩和常洗手的習慣，因此自新冠疫情於2019年底爆發後，國人皆能配合政府的政策及時回應這橫掃全球的疫情，因而有了一年多穩定且正常的生活，讓世界各國視為模範生。然嚴峻的疫情並未就此繞過臺灣，5月15日起雙北市升級為三級警戒，全國在5月19日亦隨之升級，嚴陣以待面對疫情未見趨緩的狀況。而雙北市更於5月17日宣布高中以下停課至5月28日，緊接著教育部也在5月18日宣布全國各級學校及公私立幼兒園停課，甚至於6月7日公布全國三級警戒到6月28日而停課延長至7月2日，長達一個多月的停課，網路瘋傳線上資源（如教學影片和各種活動），讓人目不暇給，甚至連上課鐘聲音檔都出現了。過去安逸中未求提前部署購買疫苗和快篩劑，居安未能思危，如今面對疫情升溫，學校教育隨之起了史無前例的變化，教師和學生在瞬間要面對所謂的「停課不停學」的新生活，兵荒馬亂是可想而知，不得不說是一項大挑戰。 大部分教師過去沒有線上教學的經驗，在沒有演練的狀況下學生就離開學校，是否教師有足夠的教學資源與支持來做遠距教學、學生是否有電腦網路、家中孩童是否有足夠可分配的電腦可以使用等等都來不及確認就全面迎戰「停課不停學」的政策。雖是如此，卻見教師們馬上捲起袖子學習網路授課平台的功能、同事間相互交流彼此支援、積極尋找線上方便包盡快上手、網路分享教學影片和如何有效的讓學生參與上課的教學活動的訊息，每位老師都卯足勁拿出看家本領，希望讓教學盡快正常化，以免耽誤學生學習。這時我們看到的是一線教師們的能量真是不容小覷，從自製上課投影片、每日上課當線上主播、設計適合家中做的活動、教導學生線上傳送作業等等，都在短時間內幾乎全部到位，唯獨比較難做到的就是實驗活動。實驗講求動手做，然一旦改成線上教學，原預計要做的各種實驗不得不停止，探究與實作的課程也無法在校進行實驗數據的收集和分析，沒了實驗沒了探究，頓時科學課程彷彿失去了它的靈魂，不再透過實驗的摸索去認識探究的精神。慶幸的是，還有一些教學平台提供各類與實驗相關的影片或是活動，可以讓教師彈性運用。遠距教學不是新鮮事，但很少應用到高中以下各級學校，一旦需要時還須有配套措施；政府的網路教學資源不是沒有在做，但是遇到全國上線使用就面臨頻寬不夠當機的問題，不經一事不長一智，此次的新冠疫情凸顯遠距教學的困境，也點出未來可以努力的方向，期待遠距教學和教師專業成長可以相輔相成，在科技世代改變教學已是刻不容緩的事，新興科技已無法置身於教育之外，如何更有效的以洪荒之力來建立優質的學習環境，就端看主事者的智慧了。 本期專刊特別邀請國立台北教育大學何慧瑩教授擔任，該專刊有八篇文章，從學理（陳惠玉特聘教授的「神秘且有趣的軟性光子晶體：藍相液晶」和盧秀琴教授的「治療燒燙傷的魚皮敷料」）到應用（李昆展教授與羅珮瑛「奈米碳材料的官能化及應用性」）、從教學（陳月雲博士與盧秀琴教授的「從奈米碳黑探討蓮葉效應的概念改變教學」）到課程設計（如何慧瑩教授等人的文章:「融入式奈米課程之設計方式」、「壁虎效應—高中奈米課程之教具設計」、「蓮葉效應—國中奈米課程與教具設計」與「光子晶體—高中奈米課程設計」）。這些奈米學理和跨學科的課程設計和教學的探討，對國高中理化教學有直接或間接的助益。我們對哈利波特的隱形衣感到好奇，又何嘗不是一個引起學生學習動機的起點，然後再引進奈米的概念，生活處處是科學，奈米的角色亦不容忽視!     本期的常態性文章有兩篇，一篇是大甲高中廖旭茂老師的「利用壓力感測器調查雙氧水的催化分解」，以科技協助數據採集與分析，讓學生可以著重在數據結果的解釋與變因的探討。另一篇是台北市三民國小葉之愛老師的「國小二年級雙語生活課程─彈跳泡泡」，這是一個結合學科內容與語言學習的雙語課程，也是本期刊第一篇以雙語自然課程為主的文章，對未來小學自然課程將以雙語進行教學有具體的參考價值。 最後，本刊從這一期開始將改成季刊，出刊月為三月、六月、九月與十二月，寒暑假不出刊，歡迎舊雨新知多多投稿，分享教學策略、課程設計、評量方式、尖端科技等，使本園地能推陳出新，服務更廣大的群眾與第一線教師，也使化學教育得以在穩定中成長與茁壯。  

第四十二期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授 國際純粹化學與應用化學聯合會（IUPAC）執行委員會常務委員 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 近年來，全球對於在科學–科技–工程–數學(STEM)人才流失以及女性在STEM相關領域(STEM-Plus，除前述四領域外，還可包含設計、醫學等等)的議題，持續表現高度關心。亞太經濟合作（Asia-Pacific Economic Cooperation, APEC）的各經濟體對於具備科學素養能力之人力亦顯需求日漸迫切；但來自APEC經濟體系教育系統的人力產出不僅不足，甚至還在減少（UNESCO Institute of Statistics，2015）。基於認知到此一需求，在智利（2004年）、秘魯（2008年）和韓國（2012年）的亞太經合組織教育部長級會議上，聚焦於科學教育之計畫已被列為優先考量，而除了STEM-Plus教育的重要性受到關注之外，女性在STEM-Plus領域的發展以及參與率也愈發受到世界的矚目，包括澳洲提出推動女性在STEM領域發展的策略以及由聯合國提出，每年舉辦慶祝活動的「國際女性科學日」等，都彰顯女性在STEM-Plus領域的影響力已日漸上升；因此，如何改善女性學習環境並促使他們成為STEM-Plus相關產業的一大助力便成為各經濟體的重要新挑戰。 為了回應此議題並促進臺灣和亞太地區之STEM-Plus教育交流，及探索亞太地區女性在STEM-Plus領域發展的情況，我受教育部國際及兩岸教育司邀請在2019年智利之APEC年會中提案辦理亞太地區STEM-Plus for Women and Girls 工作坊，並成功獲得APEC經濟體與人力資源發展工作小組支持與贊助得以辦理該項活動。原預計在2020年5月執行此計畫，但受到COVID-19疫情的影響，遂延期至2021年3月25-26日舉辦線上與實體並存的會議，除有專題講者的演講之外，也包含了APEC經濟體代表報告以及專家小組論壇。 開幕致詞的貴賓有APEC 人力資源發展工作小組主席Dong Sun PARK教授以及教育發展分組協調人王燕教授、教育部國際及兩岸教育司司長李彥儀博士和國立台灣師範大學校長吳正己教授為大會致詞。此次共計邀請六位大會專題演講者分別來自韓國、澳洲、美國、愛爾蘭、新加坡和臺灣、八位經濟體代表分別來自俄羅斯、越南、馬來西亞、菲律賓、智利、墨西哥、美國、祕魯等報告各經濟體在STEM教育上的政策和措施，以及一場專家論壇(阿根廷、日本和兩位國內學者擔任講員)。 長久以來男女在學校和STEM職場上的差異在許多國家皆可見，這已經不是新聞，但仍持續發生則是問題。以韓國為例，受高等教育的STEM女性並不在少數，在職場上卻佔低比例，這些女性都到哪裡去了呢? 在馬來西亞這樣的現象卻是相反的，女性在各方面其實都佔優勢的。又如祕魯教育部代表提及強化師資評鑑系統，以提供女學生更友善的學習環境是他們努力的重點。智利代表則指出若將女性勞動力納入，可望增加20%的生產力。而美國代表也指出STEM相關領域中以男性主導的狀況也是存在的，要改變大家對STEM的刻板印象、建立女性楷模與減少對STEM的學習焦慮等議題都是目前在進行的方向。阿根廷教授則是提到大學教授在STEM領域中女性升等為教授者寡，很難為女學生找到可學習的對象等等。從報告中不難發現，各國的文化價值觀左右社會和家長對女性在STEM-Plus中的表現，若想從一個成功的案例移植到另一個國家，文化差異與價值觀是不得不思考的問題。臺灣相較而言是幸運的，在學校裡男女大都有均等的學習機會，而在職場上也都有發揮所長的機會。如何維持這樣的優勢，使人才培育能在更具多樣性(diversity)、平等性(equality)和包容性(inclusion)、的環境中穩定發展，才是大挑戰。 綜上所述，性別差距仍存在於許多國家，許多努力和方案都仍持續在發生，但對於家長、師長和社會對女性的刻板印象、女性低估自己的能力與長處、缺乏自信、缺乏女性楷模(學習的對象)、缺少支持女性在工作場域中的需求與尊重等等，還需要有智慧和行動力的結合與支持，才可望向前邁進小小的一步。最後以居禮夫人的一句話來結尾甫剛結束的STEM-Plus會議， I was taught that the way of progress is neither swift nor easy.~ Marie Curie 本期專題「高中自然科學探究與實作」是由新北高中鍾曉蘭老師負責，其中包括鍾曉蘭的領頭羊一文以及另外三篇探討探究與實作課程的文章。第一篇是國立臺灣師範大學附屬中學洪逸文老師分享提問的技巧與產生可探究的問題應如何設計。第二篇是四位中學老師(鍾曉蘭、鐘建坪、謝東霖和許舜婷)合作開發的「咖啡牛奶的探究與實作課程」，內容完整豐富，可以立即應用在探究與實作的課程中。第三篇是桃園武陵高中張明娟老師與吳德彭老師設計的「全球氣候變遷」共備、實施、評量等經驗分享。第四篇則是中山女高蘇芳儀、許哲瑜、曹雅萍三位老師的食物探究課程共備、模組開發、實施與修正、學生成果等等進行經驗分享。高中科學探究與實作的課程已進入第二年的實施階段，各校教師都卯足全力發揮潛能設計具各校特色的課程、進行實施與評量、並根據實施回饋與成效加以精緻化教學模組與評量內容，令人嘖嘖稱讚。若果能以如此研究的精神開發、實踐、反思、修正教學內容，相信必能翻轉學校科學教育的。 本期刊另外還有兩篇常態性文章，一篇是大甲高中陳許玉鈴和廖旭茂兩位老師再訪肉桂實驗，延伸上一期廖旭茂老師的化學篇，本期文章從黴菌菌種培養的實驗技能的培養到探究殺菌的學理，是個具本土特色可以直接應用在探究與實作的課程。另一篇是張耕碩老師以學思達教育理念–「以學習者為中心」的教學法來設計常見的水的電解實驗，提供教師用以啟發學生思考的教學法。 參考文獻 UNESCO Institute of Statistics (2015). Women in Science, UIS […]

第四十一期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授 國際純粹化學與應用化學聯合會（IUPAC）執行委員會常務委員 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 自從聯合國在2015年12月宣布2月11日為國際婦女與女孩科學日後，每年到了二月世界各地都有慶祝活動，以表達對婦女和女孩得以平等的機會投入科學–科技–工程–數學(STEM)領域的工作和學習的重視。聯合國也曾在永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)中的第四項和第五項中指出教育和性別平等的重要。因此藉著這個特別的日子，除要彰顯女性在科學領域的貢獻和重要性外，也應該透過各種管道強調STEM領域中多樣性和包容性，並鼓勵女性發揮她們的才能和創造力，積極參與科學與科技並貢獻個人的智能於社會中。 國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)第一次辦理全球女性化學家早餐(Global Women’s Breakfast, GWB)是在2011年為慶祝聯合國宣告的化學年(International Year of Chemistry, IYC)，全世界從太陽第一個升起的國家–紐西蘭開始上線，然後由東向西如接力賽般地展開令人難忘的GWB。記得當年化學會吳嘉麗教授共襄盛舉也辦了一場連線早餐會報，我幫忙借了敝校科教中心的場地作為會議地點和宣傳工作，會議開始先與澳洲GWB創辦人Mary Garson教授連線，再與新加坡女性科學家連線，就這樣以網路與其他國家的女性科學家互動，特別感動，不似今日因COVID-19疫情影響，線上會議已是常態，在當時可是一項創舉令人難忘，且佩服發起人澳洲女化學家Mary Garson教授的創意啊。之後2019因慶祝國際化學元素週期表年，又再啟動這項連結全世界女性科學家的活動，反應熱烈，2020持續辦理，盼能透過這活動引起全球各地對女性科學教育的重視與關心，尤其是開發中國家女性人力資源的開發更為重要。今年(2021年)因為考慮到東方華人慶祝農曆年(2月12日)的習俗，特別將全球女性早餐(Global Women’s Breakfast)活動提前到2月9日舉行，希望能有更多人共襄盛舉。雖然慶祝活動僅為一日，但是其辦理的精神乃是喚起各國對女性人才培育的重視，與創造友善工作和學習的環境，希望在社會觀感或政府及組織中的政策，對職場和學校的女性可以更具包容性與多樣性。 根據聯合國教科文組織在一本2015年出版的「邁向2030科學報告」(UNESCO, 2015)中指出，女性科學研究員僅占全球總人數不到30%，大學女性教師人數較少；同時，獲得高級職稱的女性人數也較少，對女性研究人員不利的環境使她們很難發表具有高影響力的論文或是嶄露頭角，這些都反映出科學領域中存在明顯的性別差距。雖然另一份研究報告顯示雖然發表化學論文的女性作者比例穩定上升，尤其是在應用領域和合作領域中則發現較多女性的貢獻，然而在數學和理論物理的指標性期刊中論文的比例，仍停滯不前，維持在10%左右(Guillopé&Roy, 2020)。受COVID-19疫情影響，也影響職場女性的工作，根據研究報告顯示，女性投稿學術論文的篇數也呈現下降的情形(Kibbe, 2020)。為提升國家競爭力女性人才的培育以及友善的研究環境都需要更多關注與努力。逢此國際女性和女孩科學日，希望決策者、教師、家長等都能更加鼓勵與強化對女性從事STEM教育和工作的支持與肯定。 本期專題由彰化師範大學科學教育研究所段曉林教授規劃「國中自然科學探究與實作」專題，其中包括段教授的領頭羊一文，介紹12年國民基本教育中探究與實作的意義與價值，另外四篇文章皆以介紹如何設計探究與實作的課程與教學活動為主，如賴志忠老師的設計是從教科書內容進行轉化，對教師而言容易融入課程中；吳月鈴、陳佩琪和吳宛如老師設計的雙氧水和紅蘿蔔反應製氧的實驗讓學生探究溫度、濃度和化學反應速率的關係，實驗雖然是學生熟悉的，但深化學科內容的討論，延伸學習；鄭志鵬老師從科學史的角度談國中的燃燒概念，再帶入探究活動，可以加強學生對科學本質的認識；最後是林芬如老師和段曉林教授的油脂反應探究活動，以5E環為教學方法並介紹評量方法；以上各篇所呈現的教案皆可立即在學校內使用或轉化，提供有興趣研發與實施探究教學的化學教師參考。至於一般性文章有古建國教授的從閱讀沈括《夢溪筆談》中的解州鹽池與陵州鹽池介紹岩鹽，到以連結數學和科技等設計酒精自動噴灑器，可視為跨領域教材設計。黃琴扉教授團隊指導的由科技力讓學生進行提高比色法的客觀性的探究活動，文章緊扣12年國教中自然科探究與實作的指標：「觀察現象」、「規劃與研究」、「論證與建模」以及「表達與分享」，使教學流程符合期待。廖旭茂老師和陳許玉鈴老師的臺灣土肉桂的探究活動設計，作者從起心動念的到親至屏東請益，再編製成探究課程，一如以往，創意十足，生活處處是化學。文末對教學提問的建議，從問What到How逐步引導，落實探究與實作的精神與做法。第四篇是陳美智老師以口罩實驗來探討預防空汙的問題，該文呈現教學中學生的實驗表現以及評量的規準，並將學習表現分出等級，對於教學與評量的方向有具體的助益。最後，第五篇是林沛瑩老師利用海藻酸鈉加氯化鈣變成有色溶液的海藻酸鈉晶球，作為酸鹼指示劑的設計，乃是在延伸國小自然科水溶液單元的實驗。作者收集學生的回饋一來可以瞭解教學成效，二來可以做為改進教學的參考，這種行動研究的方式可以提供教師們參考。 參考文獻 Guillopé, C., &Roy, M-F. (2020, Eds).A Global Approach to the Gender Gap in Mathematical, Computing and Natural Sciences: How to Measure It, How to Reduce […]

第四十期 主編的話   邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授國際純粹化學與應用化學聯盟（IUPAC）執行委員會常務委員中國化學會（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   最近因辦理「元素週期表環島之旅」活動，有幸到各借展學校去參訪和演講，讓我有機會對都市型的學校和偏遠學校有進一步的認識，最讓我感動的是遇見一群熱心推廣科學的教師，從決定借展到訓練志工學生解說展品、設計與元素相關的實驗和Google問題表單、尋找相關書籍、網路元素資訊與影片，到布展和正式展出，都需要在教學之餘額外撥出時間和精力來策展，但是教師們大都表示在這過程中與同事一起努力的經驗很值得回憶，同時，看到孩子們對展品的好奇與讚賞，這一切付出似乎就都值得了。 但是，在這些拜訪中我也發現學校實驗教學的落實，還是與理想有一段距離的，尤其是越偏遠的學校，這樣的問題似乎就越加嚴重。實驗教學未能正常化，原因有很多，有的可能是因教學內容太多，時間不夠，犧牲學生做實驗的機會，以便趕上進度，忘了自己當初起心動念唸科學，就是對實驗的著迷。實驗是科學的核心，上課所教的許多內容都是從實驗的結果而來的，教學不重過程只重結果，如何培養學生思考、設計實驗、收集和分析資料，以及推理論證和建立模型的探究能力呢? 有的是沒有實驗室負責管理的人員或是教師，在沉重的教學已無法負荷的情況下，實驗活動的進行就不會是優先的考量。或者有的是沒有足夠的經費採購設備和藥品，於是僅拿粉筆上課述說實驗的結果以乾實驗的教學處理。個人認為這一波教改的側重點就是探究與實作，不論哪個階段都應積極改變學校自然科學的教學文化，回歸科學實驗是科學教學的靈魂，讓學生能經歷科學探究的歷程，嘗試瞭解科學家如何進行問題解決、如何跳脫既有的思維框架、如何根據證據進行推論和建立模型和科學理論。若是時間不夠，是否應先思考是否教太多了?若是沒有足夠的人力準備實驗器材和藥品，教育主管單位是否應該正視這個問題，提出解決的辦法? 若是經費不足，學校是否應該在經費調度上多考量科學基礎教育的資源分布?政府是否應重新評估科學與科技是國家競爭力之所，而多給予應有的發展空間與經費? 實驗如此重要，除學生親自操作外，若因特殊原因，教師演示實驗也是一個可以採取的策略。本期的專題為〈化學示範起始探究與實作〉，主要是延續第37期的專題〈中學化學示範〉以示範實驗為主，特約主編楊水平教授寫了一篇完整介紹各篇內容的文章，在此不贅述。基本上，七篇文章多為可以直接適用在學校課堂中，雖是示範實驗，但重點應是著重在引導學生進行有意義的觀察與紀錄，並瞭解探究問題與從觀察現象到推理與論證。示範實驗常受限於授課時間的不足、或是實驗的危險性，使得學生無法親自進行實驗，但雖是如此，也不至於影響學生的學習，示範實驗可以解決一些現場教學的問題，只要教師妥善設計，適時引導與提問，學生亦可從中受惠並得到啟發與靈感。 本期的常態性文章還有翁群評、吳國良和周建儒的「自然科學探究與實作試題初探」，文中說明設計符合課程綱要的試題所需考量的架構，並舉實例加以闡述，可供教師參考。廖旭茂的「微型電熱式蒸餾器的設計與製作」，目的在取代傳統式的玻璃裝置，降低成本、減少玻璃易碎的問題，但又不影響實驗結果，符合綠色化學的目標，值得教師參考。教師們心動後要能行動，期待學生因此而有更多做實驗的機會。鄭志鵬的「大氣壓力實驗與建模課程」，利用新興科技Arduino儀器測量大氣壓力以及以Algodoo模擬粒子碰撞的模型設計課程，讓學生透過數據、模擬與模型進行影響壓力大小因素的思考與論證，教學歷程的活動設計提供師生互動以及啟發學生創意與推理思考，符合自然領域課綱的內容，可提供教師參考。

第三十八期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授 國際純粹化學與應用化學聯盟（IUPAC）執行委員會常務委員 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          108國民基本教育課程綱要即將在2019年8月正式實施，學校教育除了課程內容要符合新課綱的要求外，還必須著重以素養導向為主的教學和評量，凡事起頭難，首要之事便是要釐清何謂「素養導向」的教育。根據2014年公布的「十二年國民基本教育課程綱要總綱」中揭示，「核心素養」是指一個人為了適應現在生活及面對未來挑戰，所應具備的知識、能力與態度。核心素養強調學習不局限於學科知識及技能，而應關注學習與生活的結合(教育部國民及學前教育署，無日期)。由前述定義可以得知，單單知識的獲得已不再是學習的核心價值，而是習得的知識與技能可以如何用在問題解決和生活情境應用上，以及發展一種能面對未來瞬息萬變的科技世代之應變能力。經濟合作暨發展組織（The Organisation for Economic Co-operation and Development， OECD）在2015年以評量科學素養為主後，未來在2025年將再次評鑑世界各國學生所發展的科學素養水平，其評量重點除科學外，還有一項對外語的評量。同時，也將評量學生在數位世界中對新興科技的學習能力，亦即自律（self-regulated）學習數位工具的能力（OECD，無日期）。在此原則下，OECD增加兩項新的能力以及拓展兩項之前就已涵蓋的能力，前者是使用科學知識做判斷和採取行動，並能使用機率性的思考(probabilistic thinking)，來進行決策的制定，因為科學議題中是會牽涉機率與風險。而擴充的能力是指科學探究的評鑑與設計，以及科學性的解釋資料和證據(OECD, 2020)。從在地的課程綱要到國際評比的素養期待，可以看出自主性學習與生活連結的目標是相互呼應。俗話說:「給他魚吃，不如教他釣魚的方法」，若學校教育能將教學的重點從知識的灌輸到知識與技能的應用，引領學生發展個人適應環境所需的能力，進而創造提升生活品質之法，即使科技始於人性，不斷影響人類的生活，學生也能適應與調整良好，這也是素養導向與成就導向的教學與評量不同之處。 教育改革的挑戰–素養導向的課程已在發生了，這些變化讓現場教師忙得焦頭爛額，在顧及學科內容外，還必須兼顧學生的學習表現是否能發展出具素養的內涵，這一切不僅是要在教學上有大幅度的調整外，也要能反映在評量的內容和形式上。傳統總結性評量著重於知識的記憶與理解，已不足以滿足新世代課程的要求與社會的期待。故本期特別邀請大考中心吳國良研究員擔任「素養導向的評量」專題客座主編，吳客座主編長期致力於大考中心的業務，相當精熟命題方向與重點，近年並致力於素養試題的研發，此次由吳主編邀請數位專家學者針對該議題進行解析，除針對育四篇專題提出個人總結性的觀點外，其中還包括楊吉水教授精闢的解說與分析，將大學入學中心邀請其命題的經驗，現身說法提出卓見，文中以科學性文章或創新研究結果為主幹去發展適合高中生程度的評量試題為例，不僅可以檢測學生在高中所發展的科學閱讀和解題能力外，也可以透過評量讓學生習得新知識、新研究法、與科學推理論證的過程。其次是焦傳金教授的素養題開發實例經驗分享，焦教授以清大教授們的研究出發來研發素養導向的試題，並與高中教師合作，由上（學理）而下（實踐），再由下（實踐）而上（學理），雖從學理出發，但也能更接地氣。而技職教育在這一波教育改革中也未被邊緣化，葉瀞月副研究員根據技術型高級中學課程綱要強調「核心素養」出發，論及新的評量試題提供技職學校在未來規畫課程與評量時，應從提升學生閱讀能力，到利用題目中的線索進行抽絲剝繭進而達到解題的目的作為教學的重點。最後，田鎧豪研究員以國中教育會考的情境式考題為例，說明如何從核心素養的學習內容和學習表現來設計素養導向的試題。若指標明確，設計出的評量試題較能有效的檢測出學生的能力，此部分可提供教師參考。 此次課程改革讓整個教育系統動起來，將科學活動的真正內涵與學校科學教育更密切的結合，回歸到科學教學的本質上，另人興奮，也令人相當期待。而考試領導教學至今仍是王道，那為何不在評量上多與教育理念結合並落實呢？所以如何教，如何考，都是學問，尚待有智慧的人來開創新局面。 最後，本期常態性文章有鄭志鵬老師以三本教科書中既有的內容進行評析並提出可以精煉其內容的取向，以更符合12年國民基本教育總綱中所著重的探究精神。教科書內容是固定的，因材施教，調整教科書內容，且讓教法可以是更多元，此文可以激發教師們就手邊的教學素材設計更多探究與實作的活動。另一篇文章是繼2019年國際化學週期表年後，本人開始將展品在全臺不同地區的學校進行元素週期表的移展活動，廖旭茂老師針對其搭配展品而辦理的元素相關實驗活動進行分享，讓學生可以對化學元素有更深入的認識，值得參考。 參考文獻 教育部國民及學前教育署(無日期)。108課綱資訊網。網址https://12basic.edu.tw/12about-3-1.php查詢日期：2020年7月30日。 OECD(no date)。https://www.oecd.org/查詢日期：2020年7月30日。 OECD (2020).PISA 2024 Strategic Vision and Direction for Science, March.下載於https://www.oecd.org/pisa/publications/pisa-2024-assessment-analytical-framework-science-strategic-vision-proposal.htm，2020年7月30日。

第三十七期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授 國際純粹化學與應用化學聯盟（IUPAC）執行委員會常務委員 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）理事長（2016-2017） mhchiu@gapps.ntnu.edu.tw 十二年國民基本教育自然領域課程綱要中強調自然科學的學習，應以學科核心概念、跨學科之間的概念的獲得與應用，以及探究與實作能力的提升為目標。而其中探究取向的教學並提供學生發現問題、設計實驗、資料收集與分析的動手做實驗的新課程，更是此次課程綱要的重要一環。為培養學生探究與實作能力，學校如雨後春筍般的蓬勃發展課程，為自然課程帶來新的學習氛圍。然而受限於有限的教學時間、實驗資源的匱乏、準備時間之不足或是實驗的危險性等等，有時實驗活動無法由學生親自操作時，示範實驗便是一個非常有效的教學策略，可以讓學生透過預測、觀察、解釋、比較、推論的高層次思考活動，了解科學現象發生的原理。若是教師再搭配適當的提問與追問，示範實驗可以發展與強化學生創造想像與高層次思維以及探究之能力。 本期特別邀請彰化師範大學化學系也是本期刊前副主編楊水平教授擔任專刊特約主編，由其規劃《中學化學示範》並邀請多位作者針對示範教學進行示範實驗教材與延伸探究教材設計。其中，北一女中化學科周芳妃老師等長期致力於推動校園中的綠色化學，此次介紹有關硫酸銅與其他三種試劑反應的示範實驗和實作活動，出現銅離子與亞銅離子錯合物混合後的顏色變化與產物的不同，此活動可透過提問和追問讓學生進行比較，並以實驗結果進行推論。國立臺灣師範大學附屬高級中學吉佛慈老師的「葉肉消蝕術」，活動以葉片和燒鹼溶液、肥皂水、漂白水共熱，以統整地科、生物和化學的學習為主，並延伸為與工程和科技結合，符合12年國民教育中學科間橫向連結的學習目標。新北市立光復高級中學李俊穎老師的15分鐘的演示自製簡易蒸餾裝置，雖然是簡易實驗，但製作過程中對操作技能的要求也不馬虎。我曾於2011年去衣索比亞辦理化學教師工作坊，當時就有幾位老師展示蒸餾裝置，在資源有限的條件下，窮則變，變則通，創意無限，自製出令人驚艷的蒸餾裝置，令人佩服。國立交通大學應用化學系張佳智教授等的高分子塑型的教師示範後仍提供學生實作，知行合一，其中玻璃態的概念也拓展讀者對溫度是影響分子運動的主要原因有進一步的理解。彭郁惠和楊水平教授等人的濾紙色層分析從示範教學、影片觀賞、教室活動、到評量單的設計和廢棄物的處理，可以發現示範教學的多元性，是個有趣且完整的教材。蔡欣展老師和楊水平教授等人針對熟悉的氯化亞鈷的可逆反應和化學平衡，進行示範實驗的設計，以創造歧異事件為示範的起點，透過介紹面向、演示面向及結論面向的過程深入探討濃度和溫度對可逆反應和化學平衡的影響，跳脫既有且熟悉的實驗，讓中學的學習可以螺旋式和學生為中心的學習瞭解化學平衡的移動和勒沙特列原理。施麗姍和楊水平教授等人的氣體三大定律一文，利用家用物品和廢棄物設計簡易的定性示範實驗，以符合十二年國教自然科學領剛高中學習階段的學習內容說明提到「理想氣體三大定律：波以耳定律、查理定律及亞佛加厥定律，不涉及複雜計算。」，提供給高中化學科教師教學的參考。 此外，常態性文章包括國立臺北教育大學周金城教授的鋁元素的兩個趣味實驗，鋁是地殼含量中排序第三的元素，僅次於氧與矽。其所設計的實驗以簡單的材料–備長炭，組裝成讓小馬達風扇運轉的電池。長期投入化學實驗研發的大甲高中廖旭茂老師延續前一期的內容以智慧型手機結合App來偵測並紀錄不同條件下，溶液顏色變化時RGB色碼值的變化，取代市售昂貴的分光光度計，兼具定性觀察、紀錄與定量的分析，適合進行彈性課程、多元選修或必修化學單元活動。陳映辛老師、林亭佑、江承翰與時下新冠病毒的社會性科學議題結合，介紹常用消毒液，從實用的角度比較漂白水、乾洗手、次氯酸等的效用異同，並評析各種溶液的優缺點和適用的條件，在實作過程中，學生可以更加瞭解在這段疫情期間化學知識的認識可以提升對自我健康的維護。彰化高中劉曉倩老師以社會性科學議題-COVID-19為主題進行市售漂白水及次氯酸水的酸鹼度測定及有效氯濃度之比較，帶領學生自製次氯酸水製作機，並進行實驗比對自製的與市售的次氯酸水之差異性。該文與陳映辛等皆以當前重要的社會性科學議題出發，引介生活化學的運用，引起學習動機，進而能理解生活中的化學，適當的評量將更可以彰顯教學的成效。臺北市立龍山國中鄭志鵬老師老師利用Arduino裝置測定反應速率，並討論該裝置的優缺點。自創課風潮雲起，國內以Arduino來設計課程者多為物理背景的教師，較少有化學老師投入此領域，鄭老師一文對有意投入Arduino運用在化學教學上，不無是個鼓勵。

第三十六期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授 國際純粹化學與應用化學聯盟（IUPAC）執行委員會常務委員 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 自從2019年底新冠肺炎（COVID-19）爆發以來，到2020年3月底已累積將近66萬例確診、疫情橫跨五大洲，超過177國/地區，確診中有3萬多例死亡，其對全球經濟和社會的影響甚鉅（疾管局，2020年3月30日）。冠狀病毒是透過表面突起的棘狀蛋白與人體細胞表面的ACE-2結合後引發嚴重特殊傳染性病毒，傳播力甚強。日前更在冰島發現有患者身上同時存在兩種新冠肺炎病毒，第二種是新冠病毒的變異種，使得社會更加動盪不安。由於疫苗從研發到生產，其安全性和療效皆需要經過動物實驗和人體臨床試驗證明有效後，獲得世界衛生組織和各國衛生管理單位的許可後，方能普及使用。因此，在短時間內是無法上市，解決目前疫情快速擴散的狀況。 在疫情尚未穩定且疫苗尚未研發完成之時，世界各國皆一再重申加強個人衛生習慣之重要性，常洗手並使用肥皂、避免以手觸摸臉部、打噴嚏時以手巾處理，若無手巾則用衣袖遮口鼻等。除此之外，社會大眾宜減少出入公共場所，若需進出公共場所，宜戴口罩。同時使用含75%的酒精消毒，藉此保護自己和家人免於受到感染。 今年是個不平靜的一年，從年初至今，新冠病毒的確診病例人數不斷上升，各級學校都以戒慎的心情嚴陣以待，大學某些課程開始採用遠距教學、大中小學則皆檢測入校的學生額溫以確保所有人的健康安全。在這不平靜的時期，也是展現人們大愛的機會，在波蘭與德國邊界因為要檢測司機駕駛的體溫，蔓延37公里的車隊，使得駕駛人無法順利獲得休息與進食，但卻有一群深具愛心的波蘭人自動自發的在高速公路上提供可以立即食用的餐點，讓長途跋涉等待檢測額溫的司機得以暫為充飢。非常時期看到非常的人性景象，自動自發，令人佩服！期待疫情可以盡早減緩，讀者們平安健康。 本期特別邀請長期投入化學實驗研發的大甲高中廖旭茂老師擔任專題綠色化學的特約主編。綠色化學是個不得不走的一條路，但是願意為綠色化學持續開發教材並落實在學校課程中，則需要有熱誠願意投入時間和精力的熱血教師。此次，廖老師邀請參加高中職「綠色化學（減毒減量）創意競賽」的七位參賽得獎的指導老師，分享得獎作品與指導心得，將Know-how分享給本刊讀者。作者群有竹南高中林麗悅老師的『「灰灰乎」必有餘地』讓學生利用回收廢棄的粉筆與粉筆灰，製作對人、環境無害的土壤栽培介質；高雄高工洪鼎惟老師指導李品和呂柏融所作的「天然環保強力清潔劑」；政大附中姚月雲老師指導的「漂白水–醇類的老化殺手」；北一女中周芳妃老師等化學科團隊共同撰寫的「多元選修課程與綠色化學小論文設計」；在無界塾服務的洪敬明老師和中崙高中徐碩志老師撰寫的「植物色素分離與鑑定」；台南一中的劉獻文老師指導的『倒「洗」相「螢」–螢光棒毒性降低之研究』，利用廉價的Arduino結合照度計等感測器，取代螢光光譜儀；台南女中陳俊佑老師指導的「新式TDESs之研發並應用於戰略金屬回收」。篇篇精彩創意十足，讀者可以慢慢閱讀，品嘗設計者的巧思。由文章的豐富內容可看出特約主編的用心。 此外，常態性文章包括有鄭志鵬老師的元素卡牌，讓學生得以站在十九世紀化學家的角度去閱讀元素資料，並藉由卡牌了解德培萊納與門得列夫的觀點，學習如何在紊亂的資料嘗試對元素進行分類整理、找出規律性與週期性，此設計曾參加去年（2019年）國際週期表年之教具設計競賽獲獎。温媺純教授和陳秀荷的《烘培咖啡》化學教育桌遊，也是一個寓教於樂的設計，藉由一系列化學變化，如焦糖化反應和梅納反應等，瞭解咖啡豆顏色改變和氣態物質的產生，以及其與能量的關係。彰化高中劉曉倩老師分享參加兩岸化學教學同題異構的經驗，文中對於兩岸教師教學理念與特色做了詳細的說明與比較，可供教師參考。其個人在現場精彩的教學觀課活動，也令大陸教師刮目相看，給予高度肯定與讚賞。

第三十五期 主編的話   邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所特聘教授 國際純粹化學與應用化學聯盟（IUPAC）執行委員會常務委員 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 根據國際學生能力評估計劃(Programme for International Student Assessment，簡稱PISA)資料顯示，芬蘭15歲學生屬於高成就但低科學學習興趣群，而美國則是科學表現不佳，有鑒於此及相關因素，在美國科學基金會(National Science Foundation, NSF)和芬蘭科學院(Academy of Finland)共同支持下，美國密西根州立大學與芬蘭赫爾辛基大學進行以專題導向學習(Project-based Learning, PBL)為主的跨國研究，由四位國際知名學者做為期近七年的跨界合作(Barbara Schneider, Joseph Krajcik, Jari Lavonen, 和Katariina Salmela-Aro)。在歷經七年持續性的投入與交流後，2020年1月20日在芬蘭科學院進行成果報告並發表該團隊剛出版的新書:Learning Science: The value of Crafting Engagement in Science Environments。芬蘭面對學生在PISA科學學習興趣上的表現不如預期而積極推動PBL融入學校教育，以提升學生科學學習的參與度(engagement)。在推動PBL的過程中，在教師專業成長上也有啟發性的收穫。這是一項成功的跨國研究計畫，美國則在Krajcik教授的積極推廣之下，除在芝加哥市有數十所中學教師和學生參與外，加州也與密西根州立大學合作全面性的推廣PBL，希望能藉此改變教師教學信念與行動，並提升學生學習成效與科學興趣。 我有幸受邀在此會議上報告我和周金城教授長期合作的一系列人臉辨識系統在科學學習上的研究發現—面對反直覺的科學實驗單有驚訝表情並不意味著學習發生。反之，驚訝表情之後的負向表情對概念學習是有正面指標性的意義。報告中特別指出，如何在課程上設計引起學生深度學習的教學活動，以及正負面情緒表現帶給教師在教學上的意義是值得反思的議題。這報告引起現場科學教育家、心理學家、神經科學家、社會學家熱烈的討論與提問。感謝赫爾辛基大學和科學院的邀請，使我有機會對來自科學院、教育部、各大學、教師領導團體代表等報告，分享研究成果。 在這參訪期間，赫爾辛基大學Lavonen教授帶我到該校的附屬中學參觀一位中學化學教師的教學，在短短的75分鐘，我看到該名教師視「能力的培養比學科內容更為重要」的有意義的教學。Lavonen教授即時點出:芬蘭Less to teach, more to learn的教學理念。舉個例子來說，在一堂七年級的化學課中，該堂課的內容是談元素命名和實驗安全，上課前老師以電腦提問，並要學生先自我評估學習狀況(形成性評量)，老師立即在手機上觀看學生作答情形，並給予立即的回饋。然後從元素的命名開始，教師認為學生要認識40-50個元素符號，哇!這也太多了吧?我們國中生才學20個，高中生背30個，不是說Less is more嗎?!，原來他其實是要學生去了解硫為何是S,而下一個元素Selenium不能用S而用Se，還有其他元素命名的方法，學生透過資料查詢、比較到下結論，並了解元素命名的方式不是唯一的(能力取向)。至於化學藥品的安全問題，甚是有趣，一般教學大概很快就介紹各種安全符號的意義(以認知為主)，但Ari老師則從給學生化學藥品(如硝酸銀)出發，然後要學生去查表找出它的化學安全符號(以應用為主)。然後進行一個中學常見的實驗—氨水加鹽酸產生氯化銨的實驗，教師要求學生查這三個化學藥品的性質與安全性(即符號有哪些，代表的意義分別是什麼?)。學生透過討論並上網或從課本中查詢資料、作紀錄。老師最後和學生討論安全符號的意義與用途，並提到芬蘭有名的糖果Salmiakki裡面就是含有氯化銨，並讓大家嚐嚐看它的味道，學生顯現出高度的好奇心與參與感。整個過程老師教學的確很少，但拋出許多問題，學生必須要專注思考，進行探究，才能回答老師口頭或是從手機拋過來的問題。Less to teach, more to learn ! 以能力導向為主(Competence-based approach) 的教學在這一堂課充分顯現出來。從師生互動的關係看來，這樣的教學已是一個常態性的教學。教學相長，優質的教學不僅可以改變學生學習的態度與興趣，同時也可以提供教師在實踐面上的落實教學理念與反思教學的意義，這些都值得同樣在PISA表現中15歲學生屬於高學習成就但低學習興趣的我們借鏡的。 […]