綠色化學:多元選修課程與綠色化學小論文設計 周芳妃1、詹莉芬2、蕭琬莉 臺北市立第一女子高級中學 ffchou@gapps.fg.tp.edu.tw1 lfchan@gapps.fg.tp.edu.tw2 簡介 北一女中從民國99年課綱開始,就開設特色課程高一選修課程,化學科當時就開始投入選修課程的設計。多年來以探究實作的方式發展了很多種不同的教案,並發展出多元形式的成果發表活動融入各種活動。隨著2014年教育部第一屆全國綠色化學創意競賽的設立,北一女化學科就將啟發學生發展科學創造力與指導學生進行綠色化學小論文設計融合成全新的高一選修課程,並從2016年(105學年度)開始推出「綠色化學百寶變與創意小論文設計」的高一跨班選修課程。每班30人的一學期課程,本課程一年四班共收了120位高一選修課學生,此一年人數超過本校高一全校選修學生人數的八分之一。推出之後,這門課程廣受本校學生青睞,幾乎班班第一志願滿班。2018年(107學年度)教育部擴大辦理綠色化學創意競賽活動,本校在該學期的兩個高一選修班級60位學生中,以1~2人為一組進行小論文設計活動,總共有20多件創意設計書完成報名參賽,後來共有5件入圍全國複賽,而且最後兩件榮獲全國佳作。 由於這一年北一女學生參賽入圍複賽的作品多達5件,因此本校也榮獲教育部頒發的第一屆綠色化學創意競賽學校獎,化學科全體老師們出席受獎(圖1)。 「綠色化學百寶變與創意小論文設計」這門課程也提供課程英文名稱:Diverse gallery of green-chemistry experiments & creative essay design,用以印製於學生成績單上。一學期每周2小時的選修課程涵蓋:認識科學活動、綠色化學創意小論文設計活動、基礎實驗操作與常用分析方法、認識化學反應類型、學習歷程檔案製作與成果發表、自評與互評活動等。 本文將先介紹綠色化學的多元選修課程內容,說明教師如何在多元選修課程中引導同學進行綠色化學創意論文的設計,再分享數件榮獲全國獎項的作品的教師指導心得。本次期盼透過北一女化學科邁入108課綱多元選修課程分享,萌發更多同好願意將綠色化學融入課程,教師們也彼此切磋,從校園中培育綠色化學小尖兵,透過參加教育部辦理綠色化學創意競賽的平台,使綠色化學教育更加普遍,達到綠色化學永續經營的目標。 圖1、107學年度北一女化學科高一多元選修學生全力投入教育部綠色化學創意競賽活動 簡介多元選修課程–綠色化學百寶變與創意小論文設計 一、教學內容與進度 表一是108年度第二學期北一女中化學科高一多元選修課程教學進度表,簡介如下: (一)認識科學活動 開學第一週老師先安排小型實作活動(練習劃火柴)、學生自我介紹與幹部選拔,達成跨班分組和相見歡活動,接著介紹「教育部綠色化學教育網」,也介紹數件歷屆創意競賽得獎作品。 (二)綠色化學創意小論文設計活動 本活動的課程編碼為1-1到1-5(表一),以環保署化學局出版品為綠色化學十二原則課本(圖2)。有三週使用電腦課程,借學校電腦教室或電腦推車(圖3)。另兩週是校外教學,前往台北市太原路逛街,認識鄰近社區資源,幫助學生認識實驗預算估價。使用電腦課程的教學原則如下: 1.課程1-1:先請學生從「教育部綠色化學教育網」閱讀競賽簡章,模仿填寫報名表。接著分組討論找題目,老師可依據學生們的討論提供關鍵字。NABC法則(Need, Approach, Benefits, Competition)是一套科學產品分析法,也適合用為撰寫實驗簡介的訓練方式。各組簡介格式需列出NABC法則,在課堂中完成並繳交150~200字的創意小論文簡介。 2.課程1-2:老師介紹文獻探討方法,請各小組配合自己小組主題找出三個相關資料網址與參考圖案,上台分組分享,並在課堂中完成並繳交簡介與參考資料。 3.課程1-3:老師請各小組考量「人、事、地、物、時間、預算」原則,各小組配合自己小組主題,擬出可行性的研究方法設計,上台分組分享,並在課堂中完成並繳交創意設計書。 表一:108學年度第2學期北一女中化學科高一多元選修課程教學進度表 週次 月 日 「綠色化學百寶變與創意小論文設計」課程內容 備註 一 2 24 準備週 二 3 2 認識科學活動;相見歡與分組選幹部 介紹全國活動 三 3 9 […]
武陵高中多元選修課程模組:彩色化學篇 張明娟 國立武陵高級中學 教育部高中化學學科中心 bcat1764@gmail.com 前言 天下雜誌2010年調查1:國中生最不喜歡的科學學科是「數學」,高中生則最不喜歡「化學」,近四成學生「都沒做過」科學實驗,顯示台灣科學教育實作太少。身為化學教師的我,一直引以為戒;然而化學是一門實驗科學,做中學學中做,因應新課綱發展多元選修課中,因為是放在高一試跑的一門選修課,如何讓學生有興趣,且老師在原有的課程中不會有太大的負擔,實驗原理以簡單國中曾經學過的出發,重點放在實驗技能的訓練,引發學生學習興趣;然而高一學生化學背景較少,在國中階段大多從未做過實驗,筆者調查過學生中,8成以上都是黑板實驗,因此這門選修課除了實作外,評量部分該如何進行也是這門課的重點。學生大多喜歡以競賽的方式獲得成就感,因此筆者從學科中心的化學闖關中-競賽評分標準中,發展出屬於這門選修課的評分方式(佔70%),再加上學習單的完成(30%)。此選修課一學期2學分,選修人數上限24人,便於分組,以三次段考為區分,有三個課程模組,筆者發展的課程模組主要是以彩色化學為主題,藉由顏色繽紛引發學生興趣,分別是「彩色化學之我最精密」與「彩色化學之我最準確」。 課程模組一:「彩色化學之我最精密」 2012 年由化學學科中心辦理的高中生「化學創意實驗闖關比賽」2中,其初賽題目(二):我最精密。原實驗說明如下:參與者自行配製不同密度的食鹽水並自行添加不同顏色(水彩),將不同顏色的食鹽水倒入量筒中,利用食鹽水密度不同,使溶液分層,每個分層至少需 1.5 公分,顏色分層須清楚。筆者在帶學生參與比賽過程中,發現學生必須使用較大量的廣告顏料或水彩,而造成汙染(因顏料內含重金屬)。為了符合綠色化學精神,此課程模組把紫色高麗菜作為顏色的來源,並導入酸鹼指示劑的概念。這個模組操作時間為3週共6節課,其內容分別敘述如下: 第一週: 分組:先花約20分鐘分組,因為選修的學生來自各班,可以將鄰近班級的學生分成同一組,讓彼此方便於課後討論聯絡,選出組長並留下各組組長的聯絡方式,便於老師通知學生。再花約30分鐘介紹進實驗室的安全流程,因為學生來源是高一,大多未進過實驗室,利用這段時間介紹實驗室注意事項與實驗室安全守則,也把實驗室環境介紹,器材的擺設位置,接下來說明此次實驗會使用到的實驗器材及使用方式(圖1)。 圖1:實際上課使用的PPT 第二節課給學生實驗流程,讓學生分組討論後自行拿取實驗器材與實驗藥品,公共藥品區放置0.2 M氫氧化鈉2 L、0.2 M鹽酸2 L溶液與一顆紫色高麗菜,其實驗流程如下: 實驗流程 1. 自製酸鹼指示劑(紫色高麗菜汁) 將紫色高麗菜約50克剪碎後以熱蒸餾水50 mL浸泡約5分鐘,過濾後冷卻至室溫備用。 2. 酸鹼稀釋 使用安全吸球與吸量管吸取10mL的0.2 M鹽酸或氫氧化鈉水溶液置於100 mL容量瓶中,加蒸餾水稀釋至標線處,即為0.02 M鹽酸或氫氧化鈉水溶液。 3. 指示劑變色範圍 (1) 在1號試管內加入5 mL的0.2 M鹽酸水溶液與5 mL紫色高麗菜汁溶液 (2) 在2號試管內加入5 mL的0.02 M鹽酸水溶液與5 mL紫色高麗菜汁溶液 (3) 在3號試管內加入5 mL的蒸餾水與5mL紫色高麗菜汁溶液 (4) 在4號試管內加入5 mL的0.02 M氫氧化鈉水溶液與5 mL紫色高麗菜汁溶液 (5) 在5號試管內加入5 […]