化學探究教學：家政教室裡的化學探究—饅頭大賽 鐘建坪1, *、何建中2, * 1, 2新北市立錦和高級中學國中部1, *hexaphyrins@yahoo.com.tw; 2, *cch1221@yahoo.com.tw n  前言 探究是擷取科學家進行科學研究的思索歷程，透過觀察、假說、反思與提出證據作為觀點陳述的基礎，讓學習者能夠構思問題、界定問題以及能夠利用已知的概念架構而提出有可能解決方案（教育部，2003、2015；National Research Council, 2000）。一般而言，學校的探究教學活動主要以課堂實驗的改良為主，經由增加變因的探討強化學生進行探究的能力養成。然而，強調課本實驗為主的修正模式仍與學生生活經驗相去甚遠，限制學生的學習遷移的效果，因此強化學生生活周遭情境中探究能力與思考智能的養成是可行的操作模式。 廚房是現代一般家庭生活料理食物的必備場所，而菜餚的料理過程更是牽涉生物、物理與化學等學科概念。例如：一道簡單的炒空心菜，過程中需要清洗減少汙泥與農藥殘留，透過炒鍋傳導的熱量讓細胞壁破裂軟化，並且加入調味料增加味覺的口感。廚師完成一份料理需要考量的因素非常多樣，才能推出因地制宜且因人而異的客製化內容，因此料理的多樣性正是貼近生活情境的探究學習活動之一。有鑑於此，本文嘗試將探究的意涵納入廚房的料理活動，讓九年級參與寒假學藝活動的學生，經由自己動手操作與反思的過程，逐步找出饅頭製成條件與口感的關係，進而完成一份理想而好吃的饅頭。 n  實施流程與步驟 一、材料項目 主要材料包含麵粉、酵母粉與糖。一般市售麵粉區分高筋、中筋與低筋麵粉，高筋麵粉是用於麵包、披薩等，低筋麵粉作為甜點與蛋糕使用，而中筋麵粉才是作為小籠包與饅頭的原料。酵母的功用在發酵之後產生二氧化碳可以作為天然的膨鬆劑，並使麵筋擴展而有嚼勁。糖作為酵母發酵的物質之一，並提供味覺甜度。 二、先前試驗 本文作者先前引領學生進行的探究活動多屬於由學科知識切入的實驗研究，在廚房環境中完成饅頭製作的探究活動尚屬第一次。因此，在課堂實際讓學生操作之前，自己即先至超商購買麵粉與酵母粉等材料，並試作二次特定條件下的饅頭口感，以確認自己能夠獨自從揉麵粉、發酵至蒸熟時間，並且控制在1.5小時內完成時，才算放下心中教學前緊張的心情。 三、正式操作 饅頭製作的探究活動分為三天，每天2節課，共6堂課時間。 （一）第一天∕依據學生討論並設定的條件製作饅頭 課堂一開始先讓學生填寫課前問卷（見附件一），題目除了涵蓋製作饅頭的巨觀影響變因之外，亦嘗試讓學生連結微觀酵母的發酵機制等。待學生完成課前問卷之後，即發放學習單（見附件二），並開始說明三天的教學活動任務，接著分組進行饅頭試做。教學場所是在家政教室進行，各組依據學生自己設定的條件進行饅頭製作。過程中教師的角色即引導學生思考想要探索的變因，例如：麵粉與水比例、揉麵團力道、發酵時間等，並讓學生實際操作。如圖一所示，剛開始學生對於饅頭製作的流程都是陌生的，因此在麵粉與水比例的拿捏上就費了一段時間。雖然每位同學都非常緊張，並深怕做出不能吃的饅頭，但卻又興致勃勃想要看見變因測試的結果。當然第一次的嘗試可能在外觀與口感與實際的販售的饅頭有所差距，但可作為第二天改進的基礎。     圖一：第一天學生實際操作的過程與成品 （二）第二天∕依據學生反思並修改的變因製作饅頭 第二天課堂一開始，各組學生必須反思第一天饅頭製作的過程與成果，以評估第二天小組將會如何改進。此時學生小組討論並思索如何進行變因條件的修正，以得到心目中理想的饅頭（見圖2）。接下來實際操作中，學生對於麵團與水比例的拿捏已經能夠較快掌握，因此各組成員開始強調酵母是否充足、甜度是否適當以及發酵時間的多寡等因素，並且使用家政教室可觸及的工具。最後成品部分已經能夠掌握饅頭的外觀與口感（見圖2）。     圖二：第二天學生實際操作的過程與成品 （三）第三天依據學生反思並找出最佳比例製作饅頭並比賽 課堂一開始與第二天相同地讓同學報告第二天的成果與改進之道，並說明將會以何種比例做為評比作品的依據。第三天時，各組學生已經熟練基本操作流程，迅速地完成麵團，各自作出屬於自己的饅頭形狀（見圖3），並將數據整理（見圖4）。最後，各組需要完成自己與作為評審審查的饅頭。各組的饅頭經由三位評審老師試吃作為小組評比成績。經由三位老師評比與試吃結果反映，雖然只有短短3天的嘗試，但已有部分小組學生已經能夠掌握相似於外面商家販賣的外觀與口感。     圖三：第三天學生實際操作的過程與成品   圖四：學生三天實際數據的範例 n  學生表現與回饋 雖然只有短暫三天共6堂課的實際操作，學生能夠熟悉製作饅頭的基本操作過程，而這些過程並沒有出現在學習單上面，而是學生們憑藉著想像、蒐尋家政教室可用的器具以及授課教師的引導下完成。學生的表現方面以變因探索、微觀化學發酵反應以及心得進行說明。 一、影響製作饅頭的變因 前測時，幾乎所有學生皆強調影響饅頭製作的因素有蒸煮的時間、溫度與發酵，其餘尚有揉麵團的力道以及師傅的技術等。後測時，學生在變因項目上多能針對實際操作過程影響的因子做出說明，例如：麵粉與水的量、製作饅頭順序、酵母發酵時間、加入糖的比例以及蒸煮時間等。 (1)前測時 S1：製作饅頭的人的做法、時間、溫度。 S2：蒸煮的時間、發酵的時間、蒸好後不能直接拿出來，要看蒸煮食的熟度，不然會扁掉或黏在鍋子（蒸籠）上，就失敗了。 (2)後測時 S1：水量、糖、酵母、麵粉的多寡、製作的順序、發酵的時間、揉麵團的力道、溫度。 S2：蒸煮時間、食材的量要拿捏、溫度以及發酵時間。 二、酵母發酵的微觀化學反應 國三學生在無預警前測的測試下，幾乎都能知道製作饅頭的科學原理是經由酵母發酵作用產生二氧化碳的結果，然而若要讓學生實際寫出化學反應式，則多數空白無法寫出，亦可能學生不清楚題意是否需要寫出化學反應式。在後測時，經由學習單的說明、實際操作流程以及教師原理機制的解釋，除了知悉酵母發酵之外，學生尚能寫出酵母發酵的反應式。此處舉兩位學生為例。 (1)前測 […]