2015亞洲化學教育國際研討會：高中師生海報發表和與會心得分享（上） 劉曉倩 國立彰化高級中學教育部高中化學學科中心torrina01092002@yahoo.com.tw n  前言 蟻人（Ant-man）是一位出現在漫威漫畫中的超級英雄，原名亨利「漢克」皮姆，又稱皮姆博士。皮姆博士是一個天才級科學家，擁有生物化學博士學位。他的研究包含量子物理、人工智慧、機器人工學等領域。皮姆博士的主要能力來自他創造的微形原子—皮姆粒子（Pym Particles），皮姆粒子可以改變原子之間的距離，進而讓物體的尺寸發生變化，其具體運作原理則和科斯莫斯空間（Kosmos Dimension）有關。接觸該微形原子後，可以隨意改變自身大小，並且他所接觸到的物體也能改變大小，而且還能擁有正常體型的體能和力量。東京學藝大學Masahiro Kamata（鎌田正裕）教授善於將課堂上大型教具縮小成可以隨身攜帶的環保微型教具，除了可以使實驗藥品及實驗器材減量外，可攜式的便利性更是教育工作者努力的目標。筆者對教授善於利用手邊容易取得的生活材料，製作可攜式的微型電化學教具，十分推崇，所以才鼓起勇氣參加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），希望可以吸取教授的專業知識，補強自己在教具製作及電學原理知識的不足。 蟻人雖是夢想，但Kamata教授不僅具有深厚的化學專業，在電化學領域的設計實作實驗更是擅長，彷彿具有魔法一般，稱為「現代版蟻人」也不為過。此次東京行的目的，除了訓練自己可以以英文發表海報外，透過NICE的舉辦，使得日本、韓國、香港及臺灣等地個別的文化傳統與歷史環境發展出的化學教育經驗，透過各國教師的共同探討與文化交流，汲取各國發展化學課程的經驗，提昇臺灣化學教育的水準。 n  與會緣起 五月下旬，第六屆亞洲化學教育國際研討會即展開師生徵稿活動，研討主題分為七大部分：跨學科化學願景、教學對話分析與教學策略、日常生活中的化學、微型實驗、各國化學教科書的呈現、學生對化學的概念及學習態度、多媒體教材在課堂上的應用及各國優秀科展作品觀摩與分享，筆者對於自己要參加哪個主題發表感到困惑，腦海裡迴響的是這幾年自己在指導學生科展作品中是否有較合適且符合環保的議題，因為是初試水溫，所以主題也不宜太過複雜，否則在英文海報及展示時，面對來自日本各地的老師在內容講解上，恐怕會遇到很多困難。 決定好發表主題後，即與教育部高中化學學科中心的雅雯聯繫，上網完成所有的報名手續，直到報名完成，獲得大會寄來的確認信，內心還是充滿難以置信，畢竟「興奮」與「害怕」往往只是一線之隔，如何面對接踵而來的挑戰，有條不紊的完成，同時藉此給自己機會，重新認識自己，找到未來努力的目標，相信回學校後，藉由與同仁分享，對未來的教學會有更多層面的助益。 n  大學教授大會專題演講 誠如大會一開始Kamata教授所言，亞洲化學教育研討會的目的，著重在亞洲從事教育者的面對面溝通，化學教材和教法分享，啟發學生潛能並從事更深入的科展活動。所以除了目前正在從事教學的老師外，此會議與其他國際會議不同點在於，研究生和一般高中生也可參與討論！此次會議有來自三個國家的高中生，可以參與老師的教學工作坊實作及討論，提出自己的看法及交換意見，使所設計教具更實用且更切合教學現場。 本屆研討會主講人之一，德國柏林自由大學（Freie Universität Berlin）化學暨生化研究所（Institute for Chemistry and Biochemistry）的Claus Bolte博士（見圖一）主講，科學教育的目的，是以提升學生科學研究能力為主，我們必須在腦海裡有一個藍圖，學生、老師、科學教育者及科學家其實是一個合作團體，學生經由對周圍環境的探索產生學習領域的興趣後，必須有老師及研究機構一起指導，如此才能提升科學力！歐洲國家教育很重視這樣有些類似股東的研究模式，相信亞洲國家在教育上也可以漸漸改變以升學為導向的教學模式，建立持續及專業的學習模組。   圖一：Claus Bolte博士演講實況（左）和Claus Bolte博士與筆者分享教學模式（右） Bolte教授以自己所建立的「生質能源」學習模組為例，將一群日本與德國學生分組學習，透過教師有目的式地引導，激發學生主動學習的目標及研究方向，而這種學習方式的改變，才能在學生心裡種下學習種子，成功萌芽後，對於日後科學能力的爆發，更是無可限量的。 與會中，令我印象最深刻的演講，當然還是來自臺灣清華大學傅麗玉教授（見圖二）所提及的「數位化學習科學」，充滿活力的傅教授提及自己已是「祖母級」，看到自己的小孫女才八個月大，就會偷玩媽媽的筆電，還將Email刪除，可見網路世界對小孩的吸引力是非常大的，數位科技時代不僅影響我們的生活及溝通方式，也對我們在科學方面的學習有很大幫助。傅教授在1997年即開始在原住民部落從事科學教育工作，原住民在社會上多是勞工階級，所以孩子受科學教育的機會很少，而且他們多半有自己的文化背景及生活方式，我們若是以傳統學習科學的方式教導他們，其實是有困難的，傅教授曾一度想放棄，但自己那種不服輸及堅持，促使自己咬緊牙關苦撐下去，第一部以原住民為主題的『飛鼠部落』3D卡通，終於正式登上原民台呈現給全國觀眾。此系列影片獲得行政院國科會補助，並與國際影展級的導演及製片合作組成計畫團隊，包括部落耆老與族人、音樂家、動畫師、科學家、科學教師等超過100人，費時5年完成，可說是傅教授等人的嘔心瀝血之作。   圖二：傅麗玉教授演講實況（左）和Kamata教授與傅教授合影（右） 本片每一集都有一個主題，每一集都會針對該主題以科學的角度探討該主題背後所存在的科學常識與原理，觀眾可藉由活潑的3D動畫，很輕鬆的融入原住民族生動及寫實的山林生活，內容跳脫以往生硬的教學媒體形式，以樸實的部落生活實貌編劇，透過一對小兄妹Tintin、Lawa以及好友Tola一起遨遊山水之間，再藉由長輩的殷勤教誨，逐一學習部落長輩們所傳承下來的傳統知識，用活潑的方式呈現傳統智慧與科學的對話。 傅教授流暢的英文表達及精彩的內容，獲得如雷掌聲，「再探飛鼠部落」榮獲102年度廣播電視金鐘獎動畫節目獎，這不僅是傅教授的榮耀，更是臺灣化學教育的可貴之處，臺灣化學教育重視每個城鎮角落的學習成效，同時希望透過教育，讓偏遠地區孩子們對自己的土地有情感，對自然有感覺，對自己的族民有感情，祖靈驕傲與尊榮得以傳承。 n  高中學生大會專題發表 演講終曲安排來自三個國家的高中生代表演說，韓國學生代表提及使用4%膠原蛋白溶液在不同溫度下形成固體，並事先在固體上方插入吸管緩慢加入AgNO3水溶液，研究產生Liesegang ring的現象；臺灣學生代表有兩位，潘建彰同學（新北市立錦和中學），提及目前最夯的天氣瓶發現及製作，此外也藉此提醒學生對實驗研究時控制變因和操縱變因是影響實驗結果很重要的因素；另一位廖心妍同學（國立大甲高中）提到，臺灣教育在化學教具的用心，而且自己也從化學教具製作中獲得很多學習的樂趣，心妍展示自己花了無數個夜晚完成的大型巴克球，同時也與師生分享巨型巴克球製作時所遇到的難題及團隊互助帶給自己在學習上的快樂與滿足，學習建立化學模組可以培養熱情、專注力及耐心，鼓勵大家，放手一博，肯定會有收穫！ 茨城縣立水戸第一高等學校（Mito Dai-Ichi High School）日本高校學生代表，發表科展研究主題「Maillard反應」，探討食物中胺基酸在常溫或加熱下產生一系列複雜的反應，發現反應過程中會產生大分子擬黑素外，還會產生成千種不同氣味的分子，包含酮、醛及雜環或合物，這些物質為食物提供宜人可口的風味及誘人的色澤。研究中主要是針對葡萄糖及胺基酸官能基上的氮原子在不同溫度反應下，對Maillard反應的速率常數的影響，提供給大家在食品加工、食品保存及香精發展等重要參考資料。 n  […]

2015亞洲化學教育國際研討會： 高中師生海報發表和與會心得分享（下） 劉曉倩 國立彰化高級中學 教育部高中化學學科中心 torrina01092002@yahoo.com.tw 〔承《高中師生海報發表和與會心得分享（上）》〕 n  歡樂與交流並重的晚宴 傍晚晚宴一開始，Kamata教授（見圖四左）的研究生著正式日本和服引領大家進入晚宴場（Tokyo Bay Arike Washington Hotel），現場約十來張小圓桌，每張桌子最多只能站六至七人（見圖四右），這是日本晚宴常見的交流方式，希望貴賓將隨身物品放置在宴會廳兩側座椅，輕鬆自在地享受歐式自助餐，並在小圓桌旁站著交流，避免大家坐在固定的座位而少了互動機會。晚宴一旁還有專業調酒師為大家服務，一位日本教授極力推薦鹿兒島清酒，他說風味獨特絕無僅有，滴滴入魂的吟釀，執著而近乎癡狂。也許是酒精濃度作祟，舞台也跟著熱絡起來，日本學生演唱傳統曲調，德國Claus Bolte教授演唱從自己家鄉老奶奶流傳至今的德國民謠，以聲音為特色，沒有伴奏，粗獷雄厚，音階不複雜，彷彿可以跟著跳舞起來。   圖四：廖旭茂老師、Yasunao Kuriyama教授、Kamata教授、邱美虹教授及宋元惟（臺灣師大到日本學藝大學的交換碩士生）晚會合影（左，由左至右），和高中化學學科中心夥伴晚宴合影（右） 來自臺灣的高中生（見圖五）當然也不遑讓，以演歌方式展現臺灣歌曲「追、追、追」，當心妍開始唱「千江水 千江月 千里帆 千重山 千里江山 我最水」時，旁邊的兩位男生也跟著伴舞，一時之間，現場氣氛沸騰！ 圖五：臺灣學生與韓國學生（左一和左四）合影 最後傅麗玉教授上台演唱臺灣原住民歌曲： Pintalaman, kinholan ta He~in~na~lu~uan~ hay~ya~o~o~ Hin~ho~hi~yan~ Law~kah ta kwa~ra m~t~sway ta La~xi ta pa~yu~ngi i~ta kwa~ra~ Yu~tas ya~ki ya~ba yaya La~xi ta pa~yu~ngi, tayal lalu ta pin~ta~la~man, kin~ho~lan ta […]

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。 […]