臺灣化學教育
Chemistry Education in TaiwanBlog Archives
第二十八期 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 本期專刊主要是報導IUPAC化學教育委員會在澳洲雪梨舉辦國際化學教育研討會(International Conference on Chemistry Education, ICCE)出席學者與教師的心得。這兩年一次的化學教育年會常會吸引世界各地對化學教學、課程、評量、實驗感興趣的研究人員或教師來共襄盛舉。由於長期投入化學教育的工作者總會在這雙年度大會分享自己的研究或教學成果，使得參與的人就如同一個大家庭一般，每次見面都有說不完的話、與分享不完的教學心得，有人拿了實驗設計向友人口沫橫飛的敘述自己的創作，有人在工作坊上與崇拜已久的同好相識心中無比激動，有人對研究與教學找到知己而建立新的研究團隊，舊雨新知的互動，讓人對這一社群有相當高的期待與認同感，也因為如此，我過去十多年間持續參加ICCE的理由。 常態性文章有邱美虹和曾茂仁以建模探究的方式進行化學電池單元的設計，並結合自然科學探究與實作的學習表現指標，使改良後的教學活動內容更能服膺新課綱的精神，該計裁並經實證研究證明有其正面的效益；廖旭茂的以雷射切割機完整開發一套電化學實驗模組；劉燕孝和廖家榮透過手機及App開發高中奈米硫粒實驗反應速率之測定的化學探究與實作課程，改善既有的實驗方式，充分利用行動裝置，除可以解決額外添購實驗器材的困擾，還可提升實驗數據測量的精準度，非常值得化學老師參考。黎渝秀利用季節性的材料製作天然柚香清潔劑，是結合生活與化學的一個實例，不僅可以提升學生好奇心，也可以寓教於樂，在即將展開多元選修課程之際，這一主題相信也會引起同學們的學習化學的興趣。劉曉倩長期投入帶領學生參加科展，此次是第三次獲選代表臺灣赴日參與日本SSH生徒科展發表會，在指導學生發、實驗設計、訓練學生發表等等，相當老到，其內容相當豐富可供有興趣向國際舞台邁進的老師參考。最後，希望你會喜歡閱讀這一期的內容!
2018國際化學教育研討會：看得到與看不到的化學 —出席國際化學教育研討會心得分享 ／ 邱美虹、周金城
Sunday , 11, November 2018 本期專題, 第28期/2018年11月 Comments Off on 2018國際化學教育研討會：看得到與看不到的化學 —出席國際化學教育研討會心得分享 ／ 邱美虹、周金城2018國際化學教育研討會：看得到與看不到的化學—出席國際化學教育研討會心得分享 邱美虹1、周金城2 1國立臺灣師範大學科學教育研究所 2國立台北教育大學自然科學系1mhchiu@ntnu.edu.tw 2cccchou62@gmail.com 本期專題是以出席國際化學教育研討會的心得分享為主，五位作者分別就理論的新思潮–系統思考進行探討，第一篇文章是邱美虹教授從系統思考的定義著手，討論系統思考的元素及其關係，進而引介大同世界的化學的新思潮，以期待對化學教育勾露出一個新的里程碑。第二篇由國立臺北教育大學周金城教授進一步在其文章中提到系統思考是高層次的思維以及其在工程領域中的運用，並提出其個人對於系統思考與STEM教育的關聯性之看法。第三篇是由宏國德霖科技大學蘇金豆教授將此次研討會的整個活動概要的介紹，讓讀者可以對大會活動有一個整體的認識。第四篇是國立臺灣師範大學附屬中學吉佛慈老師將國際化學教育委員會的會議活動，全程參與大會活動心得，以及大會結束後的自行安排的活動行程也都做一個詳細的說明，讓未來有興趣參與國際化學教育研討會的高中老師可以提早安排規劃。第五篇的臺中市大甲高中的廖旭茂老師，他已有多次參與國際化學教育研討會的經驗，此次受邀安排一個化學實驗工作坊的活動，該文描述如何在國際化學教育研討會申請舉辦一個動手做實驗工作坊，以及在國內事前的文件申請與準備，到當地實驗活動前場地勘查與準備，辦理工作坊的過程，以及和來自全世界動手做化學實驗專家的交流心得，做了詳細的介紹，這是一篇很有意義的文章。本期的專題文章共有五篇，分別由不同角度來描述2018國際化學教育研討會的參與心得，讀者可依興趣選擇感興趣的主題閱讀。
2018國際化學教育研討會:國際化學教育會議之我見—談系統思考 ／ 邱美虹
Saturday , 10, November 2018 本期專題, 第28期/2018年11月 Comments Off on 2018國際化學教育研討會:國際化學教育會議之我見—談系統思考 ／ 邱美虹2018國際化學教育研討會:國際化學教育會議之我見—談系統思考 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所*mhchiu@ntnu.edu.tw n 前言 IUPAC 每兩年舉辦一次的國際化學教育研討會，2018年7月10-14日在雪梨舉辦。身為化學會的國家代表，我先於7/9出席IUPAC 化學教育委員會(Committee on Chemistry Education, CCE)會員會議討論與報告委員會各項事務，我因為執行一項11個科學組織合作的科學家性別差異的計畫案，遂於會中作進度報告。然後再於7/10 上午出席IUPAC國際計畫–化學教育中的系統思考(Systems Thinking in Chemistry Education, 簡稱STICE)的討論會議，下午再續開CCE會議的第二階段討論會議，並出席開幕式和第一場專題演講。會議期間除出席上述會議外，並出席大會各項專題演講、海報展示、分組報告等等活動。 圖1. 參與IUPAC 系統思考(Systems Thinking)計畫小組討論 此次共有來自30個國家268位與會者，其中人數最多的當然是澳洲計有97位，其次是美國39位、日本是13位、紐西蘭12位、加拿大和英國各10位，臺灣則是有7位出席(其中3位教授4位中學教師)。 大會主題報告共有四場，來自德國基爾大學(Kiel University, IPN)的IlkaParchmann是個非常傑出的化學教育學者，目前擔任該校學術與師培副校長的工作。她的報告圍繞在大學教育教學與人才培育上，與之前她在中學化學教育研究上的報告比較不同。但主軸仍是以化學中巨微觀概念的建立為主。其次，Peter Mahaffy and Stephen Matlin報告系統思考(Systems Thinking)。該計畫由IUPAC經費補助一群來自世界各國的教授共同探討如何在大學和中學化學教學中發展學生系統思考的能力。此議題雖非新概念，在其他領域早有人涉獵，但是在化學界卻是由Stephen Matlin 在Nature發表一篇重要文獻後才在IUPAC內引起注意。此次在大會中報告，主要是期待在化學教育界引起重視。而這兩位學者也在大會中安排數場相關議題的論壇，我有幸參與其中<系統思考與化學教育之學與教>一組而對與系統思考有關的多重表徵、複雜系統、非線性關係、交互作用等議題進行報告(Ho, et al., 2018)。本文後續會對此主題再加以說明。再者，專題演講還有加拿大的新秀有機化學教授Alison Flynn 針對大學有機課程的設計進行翻轉教學，雖然上課學生人數甚多，但在教學時Flynn盡量讓學生分成小組討論，並讓教師和學生產生更多的對話，使學習可以更加主動與引起興趣。最後，MarietjiePotgieter以南非在大學有限的資源下，如何利用網路將實驗能力建立起來做為演講的重點。每場演講都很精彩，也呈現嶄新的思考方式與教學策略，對推動化學教育工作很有啟發性。 n 系統思考的定義 系統思考在1987年時由Barry Richmond提出，他認為思考是一種動態的，透過動態思考(dynamic Thinking)可以追蹤自己對特定議題或挑戰產生一個隨時間而改變的表現路徑。而這種動態思考並非與生俱來的。Arnold 和 Wade (2015)在回顧許多學者對於系統思考的定義後曾指出，系統思考就是一種系統(system thinking can be viewed as a system)，換言之，系統思考就是思考關於系統的系統(system of […]
2018國際化學教育研討會:系統思考與化學教育 —2018國際化學教育研討會的大會演講啟發 ／ 周金城
Friday , 9, November 2018 本期專題, 第28期/2018年11月 Comments Off on 2018國際化學教育研討會:系統思考與化學教育 —2018國際化學教育研討會的大會演講啟發 ／ 周金城2018國際化學教育研討會:系統思考與化學教育—由專題演講的啟發 周金城 台北教育大學自然科學教育學系 ccchou62@tea.ntue.edu.tw n 科學教育中的系統思考 Mahaffy, Peter G.教授受大會邀請演講，演講主題是”見樹又見林:科學教育中的系統思考(Seeing The Forest while in trees: Systems Thinking in Science Education”，在科學教育中的系統思考議題，是我過去比較少關注的主題，藉由這次的專題演講，提高了我對此主題的瞭解。Mahaffy教授指出「現今的STEM教育在許多學科都被關注與發展，但是在化學領域與其他領域並沒有將系統思考融入於教學之中。系統思考是一種具有價值的工具，能幫助學生理解所研究的主題以及所獲得的知識，如何和周遭世界產生關聯。研究如何有效利用系統思考在可視化的複雜中去發現簡單性。通過系統思考來重新定位化學教育，可以幫助學習者由片段的化學反應與過程知識轉變為該領域的全面性理解。系統思考可以提供學生導引，幫助他們了解STEM教育與多樣的新興全球挑戰的相關性，包含永續性、替代能源、地球限度、聯合國永續發展的目標。IUPAC計畫得到國際化學科學發展組織(International Organization for Chemical Sciences in Development)支持，發展將系統性思考融入普通化學的學習目標與策略。」 n 化學領域中的系統思考 搜尋相關文獻找到化學教育與系統思考有關文獻，Tumy (2016)研究針對共41位的大三與大四的學生進行有關酸鹼概念的半結構訪談，發現學生對於酸的強度解釋與預測，大多使用單一因素來考慮，而非考慮所有影響酸強度的所有因素(如鍵的極性、鍵的強度、氫離子解離度、酸的強度、共軛鹼的穩定度等)，因此應該促進學生的系統思考與認識論上的論證對話，以幫助學生進行有意義的化學學習。系統性思維強調整體不僅只是部分之合。化學是運用系統思考學科之一，例如元素組合成化合物，化合物的性質與元素性質就是截然不同的。當化學系統的反應機制與系統元素能適當的呈現，就可以促進系統思考。 n 工程領域中的系統思考 在工程領域中系統思考也是被強調的，Hill-Cunningham, Mott, and Hunt (2018)指出工程設計過程(Engineering Design Process,EDP)引導對問題的創造性解決方案，能幫助教師了解如何應用EDP創造設計一堂課程，學生經由應用他們所學習過的科學與數學概念來解決現實世界的問題。促進學生理解的EDP重要成果之一是幫助學生系統思考，讓多元觀點與元素能概念化用以解決問題。系統性思考是能夠識別各部分，然後理解各部分如何整合工作以構成整體。 表一 EDP步驟、定義與範例說明(Hill-Cunningham, Mott, and Hunt , 2018) EDP步驟 定義 範例 改進 產品的某一個方面有問題 隨身杯上的飲水孔，會讓咖啡滴出來到地板上。 提問 […]
2018國際化學教育研討會:化學知識饗宴：雪梨ICCE 2018紀實 ／ 吉佛慈
Wednesday , 7, November 2018 本期專題, 第28期/2018年11月 Comments Off on 2018國際化學教育研討會:化學知識饗宴：雪梨ICCE 2018紀實 ／ 吉佛慈2018國際化學教育研討會:化學知識饗宴：雪梨ICCE2018紀實 吉佛慈 國立臺灣師範大學附屬高級中學focusjyi@gmail.com 前言 對化學教師而言，IUPAC只是個在教授有機物命名單元時會提到的專有名詞；對過去的我而言，IUPAC只是個揭開渾屯迷霧、給定依循標準而將符號與命名統一的國際組織。身為第一線的中學化學教師，畢生工作就是致力於中學化學教育，但卻少有機會也少有時間參加化學教育研討會，更遑論出國參加國際化學教育研討會了。 若非親眼所見，若非親身參與，大概無法得知各國化學教育推動者投入多少時間與心力、積極貢獻個人專業與學術研究人力，委員會代表們宛如親人般融洽合作，也宛如戰友般彼此惕勵，全然將全球化學教育的推展與落實視為己任。過去我們往往在媒體驚爆食安、油安等化學相關議題之後，才會被問到︰你們學化學的人會不會因為太了解而造成甚麼都不敢吃、不敢碰?當初是甚麼情況下讓你們誤入化學領域﹖又是何來的勇氣選擇念化學系? 其實，生活中處處是化學，能讓學生對生活周遭事物產生興趣，進而吸引其探索微觀世界的奧秘與究竟，一直是我們身為化學教育工作者的小小確幸。以下將依序由IUPAC之重新認識、翩翩蝴蝶之台灣代表、Pop-up之樂在參與、Workshop之助理團隊、化學教具之創新點子、化學先鋒之國際網絡、歌劇之都的藝術美學、自然景觀之絕美體驗等八個面向，分享此次有幸參與第二十五屆IUPAC國際化學教育年會(ICCE2018)之所見所聞，期盼能讓不克出席的教育界先進們，也能一窺此國際研討會的概略樣貌。 IUPAC之重新認識 IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)是國際純化學和應用化學聯合會的英文簡稱，是一個代表各國化學家的國際聯盟。身為高中老師，對IUPAC的熟悉莫過於其制定有機物命名法則。而在研究IUPAC的組織及定位之後，才了解IUPAC是ISU(International Science Council，國際科學與社會科學聯盟)的成員之一，也就是IUPAC隸屬於世界最大的非政府組織及國際學術組織之一的ISU之下；而IUPAC之下則設有十一個委員會，化學教育委員會(Committee on Chemistry Education，簡稱CCE)便是其中之一，主要任務是負責配合世界各國教育發展來協調IUPAC的化學研究項目。 今年CCE會議是在7月9-10日於雪梨召開，個人非常榮幸得以觀察員身分參與會議，得知目前進行的研究專案包含STICE(Systems Thinking in Chemistry Education)、PTC(PeriodicTable Challenge)、CTI(The Chemistry Teacher International)、ICSU Gender Gap Project 等，會中由各專案負責委員依序報告研究項目執行現況，並由其他委員提供專業回饋及建議，此深度互動及高效率不禁令人感佩其對各專案研究所付出的心力與人力。 圖一：CCE主席報告 圖二：CCE會議專注投入 圖三：CCE會議分組討論 翩翩蝴蝶之台灣代表 記得在CCE會議開始之前，會場充滿熱切的招呼聲、驚嘆聲與歡笑聲，明明代表們都來自不同國家，卻宛如閨蜜好友般擁抱高聲問候，令我深深感受到這群各國推選的化學翹楚們的低姿態與高親和力，而互動席間的我們臺灣代表，因著長髮末端繫有獨特的髮飾而成為委員們視覺上的焦點，是委員們口中的翩翩蝴蝶。 IUPAC(國際純化學和應用化學聯合會)CCE(教育委員會)臺灣代表是由臺灣化學教育先進組成的「中國化學會」理監事大會中選舉產生的。依據2017年第四次理監事會議公布的IUPAC各層級選舉與2018~2019國家代表之結果，由臺灣師範大學邱美虹教授獲選續任IUPAC最高執行委員會常務委員(Member of Bureau and Member of Executive Committee)以及當選教育委員會(CCE)國家代表。 在7/10-14的研討會期中，臺灣代表邱教授除了在幾個場次有精彩的論文發表外，同時利用空檔帶領我們幾位來自臺灣的教育夥伴共同拜訪澳洲雪梨大學STEM教師培訓的負責人Judy Anderson教授(Director of the STEM […]