中學化學示範： 葉肉消蝕術的化學示範與探究實驗設計 吉佛慈 國立臺灣師範大學附屬高級中學 focusjyi@gmail.com n  前言 「十二年國民基本教育課程綱要國民中小學暨普通型高級中等學校—自然科學領域課程綱要」著重學習跨學科與跨領域整合概念，其中國中新增的校訂課程（即彈性學習課程）包含跨領域統整性主題╱專題╱議題的課程、社團活動、技藝課程等；而高中新增的「自然科學探究與實作」課程，也明訂須由自然科教師進行跨學科協同教學，兩個學習階段均重視學生探究能力的培養，以及強調跨學科和跨領域概念整合的重要性。 108新課綱有提到主題「物質的結構與功能（C）」和副主題「物質的分離與鑑定（Ca）」，以及相關的學習內容「CCa-Ⅴc-1混合物的分離過程與純化方法：蒸餾、萃取、色層分析、硬水軟化及海水純化等」。「葉肉消蝕術」的內涵除了符合上述自然科學領綱的化學科學習內容之外，也符合自然科學領綱生物科的學習內容「BDb-Va-9 植物體的組成層次」及「BGb-Vc-5 演化證據對生物分類系統演變之影響」。此外，進行消除葉肉後的葉脈染色和裝飾品製作也符合高中藝術領域的學習內容「美E-V-2 繪畫性、立體性、複合性媒材與表現技法」。 為了解開學生對食譜式實驗所受的禁錮，同時消除超前學習者對部定課程已提早掌握之優勢，本活動是以不同於部定化學課程內容的「葉肉消蝕術」為主題，在八年級彈性課程的第一週，採取POEC（Prediction, Observation, Explanation, and Comparison）教學策略，藉以檢視學生的先備知識和概念基礎；接著第二週開始讓學生自訂探究主題並設計研究步驟，最後再進行實驗、收集資料、並分析結果等。 n  過去的實驗與示範實驗的構想 一、過去的實驗設計 葉脈書籤是部分國中生物教師曾經帶領學生進行課程的延伸實驗，由於材料和設備需求簡單，只要提醒學生挑選合適的葉片、注意強鹼試劑的危險性、使用加熱裝置並加強防護設備等實驗安全，通常可在一到兩節課的時間內完成步驟引導和操作、成品製作（如圖一）、乾燥及美化。   圖一：傳統上在實驗室以強鹼製成的葉脈書籤 在網路上(御品賞健康莊園的臉書、想享學網頁)有人使用肥皂或洗滌鹼（碳酸鈉，Sodium carbonate，俗名蘇打）取代燒鹼（氫氧化鈉，Sodium hydroxide）的製作方法，以遠離強鹼的威脅，並提升實驗的安全性。然而受限於加熱時間較長，較不適合於課堂上當作延伸活動，也較少讓學生進行驗證。 二、本次示範實驗的設計構想 本示範實驗係扮演一學期探究與實作活動的前導實驗，可以是國中階段專題探究課程的第一節課活動，也可以是高中階段探究與實作的初期體驗活動。教師可預先準備或讓學生到校園自由拾取想做成葉脈書籤的葉片，在上課中進行整學期課程說明、實驗準則要求和評量方式說明的同時，就將各組學生蒐集到的葉片加入原先配製濃度（5 %）正加熱中的燒鹼溶液共煮。接著，教師運用POEC流程進行教學，如圖二所示。在預測（P）階段：學生預測加入葉片到混合溶液共煮將會發生什麼變化現象；在觀察（O）階段：挑選適當的葉片以水龍頭的水流除去葉肉，以實物投影機同步呈現給學生觀察，徵求兩名自願示範的學生，各組任意挑選一片預備的葉片設法進行葉肉分離操作。最好能凸顯出不同葉片去除葉肉的難易程度和效果不同的結果。在解釋（E）階段：學生嘗試解釋實驗的結果；最後在比較（O）階段：小組討論並比較比較原先預測（P）與觀察（O）之間的現象與前後解釋（E）的異同處。  圖二：POEC教學策略應用（邱美虹等人，2005） n  藥品和器材 大燒杯（1000 mL） 1個、氫氧化鈉（NaOH）30.0 g、漂白水（含NaClO） 20 mL、肥皂 1塊、蒸餾水 適量、各類葉片（包含桂花葉、馬拉巴栗葉及其他校園常見葉片） 數片、舊牙刷 數枝、鑷子 1支、玻璃棒 1個、護目鏡 1個、手套 1雙、淺水盤 數個、加熱攪拌器 1台、報紙或吸水紙 數張。 n  示範前的測試 一、  葉片與燒鹼溶液共熱 1. 秤取30.0 […]