武陵高中跨科選修課程：科學生活家 張明娟1,2, *、李嘉芳1、張美慧1 1國立武陵高級中學2教育部高中化學學科中心*bcat0428@yahoo.com.tw n 緣起 為因應教育部107課綱，武陵高中開設〈跨科選修的課程：科學生活家〉，此課程的開設源自104年10月1、2日的「健康與護理學科中心、家政學科中心暨化學學科中心」辦理的策略聯盟研習；在這次的研習中三個學科中心的種子教師一同激盪出開設跨領域的課程，在當時的研習中發現：家政與化學有相當多的適合協同教學之處，例如：在食品部分，家政科著重於做出美味的佳餚，但是在食品安全檢驗方面，其化學原理就可由化學科補其不足。在研習後，筆者與本校的家政種子教師李嘉芳老師便研擬開設跨科合作課程，我們將這個想法在武陵高中的五育五感教師社群分享，在這個跨科的教師社群中國文科張美慧老師也願意與我們共同開發跨科課程，於是〈科學生活家〉的跨科選修課程就誕生了！ n  合作開設跨科課程 我們以三次段考作為分界，研發出三大主題的課程：手工豆腐、手工肥皂、食用油的應用與檢驗。在這時，本校課程發展委員會早已將全年度的課程開設完畢，無法在104學年度下學期開設這門選修課程，恰好筆者擔任科學班主任，可以將這門課在科學班一年級的專題研究課程時間抽出兩次作為嘗試開設此跨科課程，而班級人數30人也剛好符合我們的需求，就這樣開始了我們的跨科課程〈科學生活家〉的合作開設。 以下介紹家政科、化學科及國文科的「手工豆腐」和「手工肥皂」課程規劃和實施情形： 一、手工豆腐 (一) 家政科方面 先由家政科李嘉芳老師直接帶學生到烹飪教室，進行手工豆腐的製作，其需要器材、製作流程及上課PPT分述如下： A.      需要器材 以一組為單位：托盤 1個、湯鍋（3L） 1個、湯勺 1支、漏勺 1支、量杯 1個、量匙1支、料理秤 1台、木製豆腐模具 1個、豆腐紗布巾 1片、溫度計  1支，如圖一所示。 圖一：手工板豆腐所需器材 B.        製作流程 1.        2000 mL濃豆漿放入鍋中，煮至大滾。 2.        大滾後，降溫至85℃，倒入鹽鹵水（5g鹽鹵+100 mL冷水）。 3.        攪拌後，靜置10分鐘。 4.        撈起豆花到製作豆腐的模型中。 5.        加壓，完成豆腐的製作。 C.       上課PPT 家政科李嘉芳老師上課使用的PPT，如圖二所示。         圖二：家政科老師上課使用的PPT (二) 化學科方面 A.        在豆腐的製作原理方面 膠體溶液（豆漿）加入少許電解質或插入兩電極並通電，則膠質粒子所帶的電荷，立即被電性相反的離子或電荷中和而凝聚析出，例如：加石膏（CaSO4）於豆漿中，則其中的蛋白質即凝聚成豆腐。 B.         […]

飲食文化與化學：烹飪科學資訊介紹（上） 李  暉 國立東華大學課程設計與潛能開發學系國立東華大學科學教育中心leehuei@mail.ndhu.edu.tw `關於食物本身的化學成分與結構，和烹煮過程中所產生的化學變化，一直是喜好美食的化學家想深入瞭解的知識。這些知識固然和大學中的食品科技相關系所關係密切，但國內學者從美食的角度加以探討的，似乎仍十分有限。因此媒體中一些美食知識，或美食家所談論之內容原理，多係譯自國外書籍或媒體報導。事實上，烹飪雖是居家生活小事，卻隱含許多高深科學。例如經由教科書人人都可得知肉類的主要成分是蛋白質，加熱後會產生變性（denaturation）反應，但如何烹調才能保持鮮嫩多汁？這其中除了調味尚牽涉包括肉品種類、部位、爐具、鍋具、火力、時間、程序……等諸多變項，簡單的問題卻牽涉複雜的研究，而結果往往亦非簡單的基礎科學即可解釋。 在網路資訊尚未普及之前，相關知識不僅有限，在傳播上亦甚少見。近年來拜網際網路之賜，許多訊息透過Google大神蒐尋獲之甚易，但訊息雖多，像烹飪原理這樣既學術又生活化的知識，看似簡單實則繁複，又要能提供數據、深入淺出，為大眾所理解的文字呈現，的確不易亦不多見。另一方面，由於經濟能力提昇，溫飽之餘追求精緻，在國外逐漸發展成為登堂入室之學問，哈佛大學甚至有系列線上課程供人修習，相關書籍如雨後春筍紛紛出籠。 本人忝為《臺灣化學教育》「飲食文化與化學」專題主編，所知有限，尚未認識有以美食與化學為研究主題之化學先進。而對此主題有興趣，且博覽群書歸納比較，甚而將之實踐於生活之中者，不乏其人。但若將這些知識為文公開發表，目的雖是推廣分享於同好，但終因非原始研究者，似有未妥，故僅敢為文介紹個人所知之相關資訊，以餉同好。 以下資訊分三方面介紹：翻譯書籍、科普網站及線上課程。翻譯書籍介紹九本書包含兩本分子廚藝的書籍，科普網站介紹泛科學二十篇短文，線上課程介紹二門英文課程。 n  翻譯書籍 一、《料理的科學》The Science of Good Cooking 圖一：《料理的科學》一書的封面 《料理的科學》一書（見圖一）的原作者是The Editors at America’s Test Kitchen & Guy Crosby，2012出版；翻譯者為陳維真、張簡守展，臺北市：大寫出版社於2015年出版。此書是目前最新且最完整的一本烹飪科學的書籍。它不是一人一時之作，而是美國實驗廚房（America’s Test Kitchen）團隊（隨時都有三、四十位實驗廚師、編輯、食物科學家、試吃人員和廚具專家在此工作），投入20年探索料理基本原理的成果。在前30頁除了先介紹前言之外，從整體上討論測量、時間與溫度、冷熱、工具與食材，以及感官的科學；在主體部份分為肉類、奶蛋、蔬菜、辛香料、烘焙等五大區塊，以50個觀念（concepts）分別介紹烹飪中的科學。每個觀念以簡單的陳述開始，繼而詳述其中的科學原理。最具特色的是接著進行實際實驗或測試，包括過程與結果（常附有數據），然後附上一些相關的食譜（多達412個），並安插適當的基本知識和實用科學知識。所附之圖表與相片清晰易懂，是研究料理科學不可或缺的一本書。著名的科普網站泛科學（PanSci，http://pansci.asia/）就曾收錄轉載其中三篇（糖會改變質地和甜度，http://pansci.asia/archives/87237；麩胺酸和核苷酸可增添料理風味，http://pansci.asia/archives/87216；爆香能有效提升香料風味，http://pansci.asia/archives/87195），讀者不妨選擇試閱。 其實光是看這本書的介紹詞就夠吸引人的：「以基本科學解釋食譜背後的原理，你對料理將更豁然開朗。」、「本書不只解釋烹飪時的科學原理，也如實呈現團隊人員對於實驗廚房中獨一無二的科學實驗。其中有些好玩，有些創新—為什麼要做出有口感的布朗尼時，麵糊只能〝切拌〞不能攪動？為什麼想做出最美味的漢堡排一定得自己絞肉？為什麼以高溫烘焙疏菜前最好用鋁箔紙包覆？」，何不訂購一本慢慢品味。 二、《食物與廚藝》On Food and Cooking: The Science and Lore of the Kitchen   圖二：《食物與廚藝》一書三冊的封面 《食物與廚藝》一書（見圖二）的原作者是McGee, H.，New York: Scribner於2004出版；翻譯者為邱文寶、林慧珍、蔡承志，新北市：大家出版社於2009年出版。本書可謂廚房科學的聖經，自1984第一版問市以來所向披靡，《時代》雜誌評譽為「全球大廚，沒有人敢不拿這本書！」；中文版內頁介紹更貼切的語詞，故引用如下：「1984，本書於美國出版，在廚藝界投下一枚震撼彈；2004，增修了將近600頁內容，獲得世界級大廚一致推薦；2008，作者榮登《時代》雜誌百大影響人物；改寫了全球廚房，催生開創性的〝分子料理〞與〝化學廚房〞；獲得讚譽：〝凡張口吃東西的人，都用得上本書！〞；歷經1/4世紀，無書能出其右，連《時代》雜誌亦譽為〝小鉅著〞。」。在《料理的科學》一書尚未出版前，一直是筆者最重要的參考資料。 本書中文版分為三冊盒裝（可單獨購買），第一冊為原著1~4章，中文副名為「奶、蛋、肉、魚」；第二冊為原著5~9章，中文副名為「蔬、果、香料、穀物」；第三冊為原著10~15章，中文副名為「麵食、醬料、甜點、飲料」。記得中譯本剛出版時竟然賣到缺貨，還是請住高雄的朋友代購才搶到一套，近兩年再刷後才又重回市面，如今網路上還能免費下載到英文版的pdf檔。 作者在內容上，不僅分門別類的介紹了許多食物與烹飪的物理及化學原理，其它如烹調器具、食物儲存環境；甚至咖啡研磨與沖泡之技巧皆有論述；對於人類飲食習慣（終於有些〝文化〞討論）和歷史，亦有述及；而對於食材的介紹，諸如：物種、成分、特性、用途、地緣……等，更是詳盡。許多書頁的註腳，常附有與主題相關之趣事、軼聞與小訣竅。就因為如此著名，網路上評論與推薦文甚多，於此不再贅述。 值得一提的是，作者繼此鉅著之後，又在2012年出版了Keys to Good Cooking: A Guide to Making […]

飲食文化與化學：烹飪科學資訊介紹（下） 李  暉 國立東華大學課程設計與潛能開發學系國立東華大學科學教育中心leehuei@mail.ndhu.edu.tw 〔承《飲食文化與化學：烹飪科學資訊介紹（上）》〕 n  翻譯書籍 五、《鮮味的秘密：大腦與舌尖聯合探索神秘第五味》Umami: Unlocking the secrets of the fifth taste 圖五：《廚藝解構聖經》一書的封面 《鮮味的秘密：大腦與舌尖聯合探索神秘第五味》一書（見圖五）的原作者是Ole G. Mouritsen & Klavs Styrbaek，於2014出版；翻譯者為羅亞琪，臺北市：城邦文化事業於2015年出版。鮮味是中國自古以來烹飪追求的目的之一，但卻是被日本化學家池田菊苗在1908年找到「鮮味」的科學答案，而本書的書名Umami就是來自日文的鮮味。關於本書的介紹，《泛科學》已有極佳之專文（http://pansci.asia/archives/80302），此處不再贅述。 六、《味覺獵人：舌尖上的科學與美食癡迷症指南》Taste What You’re Missing: The Passionate Eater’s Guide to Why Good Food Tastes Good 圖六：《味覺獵人》一書的封面 《味覺獵人：舌尖上的科學與美食癡迷症指南》一書（見圖六）的原作者是Barb Stuckey，於2012出版；翻譯者為莊靖，臺北市：漫遊者文化出版社於2014年出版。這是一本教你如何品嘗美食的書，有趣的是作者並非美食家亦非名廚老饕，而是食品開發公司的研發專家，負責的是行銷、食品趨勢追蹤和消費者研究。或許基於工作經驗，她融合了簡明易懂豐富深入的資訊、個人的趣事，和精湛的文筆，從說明五官知覺到基礎味覺，以及風味的細微差異，簡單的說，就是教你如何嘗出美食何以吸引老饕，重新體會「味道」這個常用詞彙的意義。甚至教導我們味覺以外的感覺如何影響味覺，這當中包含有「嗅覺」、「觸覺」、「視覺」以及最容易被忽略的「聽覺」，有趣吧！ 七、《烹：人類如何透過烹飪轉化自然，自然又如何藉由烹飪轉化人類》Cooked: A Natural History of Transformation 《烹：人類如何透過烹飪轉化自然，自然又如何藉由烹飪轉化人類》一書的原作者是Michael Pollan，於2013出版；翻譯者為韓良憶，新北市：大家出版社於2014年出版。本期專刊主題為「飲食文化與化學」，在領頭文章中已說明「飲食」與「飲食文化」有所差異，而本書所討論的正是烹飪與烹飪文化。或許作者原始目的是呼籲家庭烹飪的重要性，只不過從文化議題討論如何烹飪入手會更吸引人。全書主要部分分為四章，每一章分別探討一種將自然變為文化的轉化術—烹飪，並分別對應到火、水、風（空氣）、土這四大元素。因此本書不像其它本章所介紹討論烹飪科學之書，它並未直接談論烹飪科學，卻一直企圖以這四大元素將古往今來，不論東方西方的廚房事，都納入這些解釋。無論是否合適，不可否認作者在這方面頗為努力，甚而有時還能引經據典（例如引用《呂氏春秋》中，伊尹之言「鼎中之變，精妙微纖，口弗能言。」）。 作者每章只說一件事，例如在「風」這一章只討論烤麵包，在72頁的篇幅中從麵包、麵粉、麵糰、發酵、烘焙等內容，藉著自己製作麵包的過程，以蓬鬆的麵包對比穀物粥，來說明如將空氣導入食物中。完全不像一種知識的教導，而是和朋友聊天說故事，因此讀來格外輕鬆。 八、《認識分子廚藝：顛覆傳統美食體驗的料理革命》Traité élémentaire de cuisine 九、《創新前衛的分子料理》Petit Précis de […]

跨學科科學課程設計— 「淡水河左岸」專題研究課程 鍾曉蘭 新北市立新北高級中學 教育部高中化學學科中心 chshirley2007@yahoo.com.tw n  前言 高中新課程99綱實施以後，越來越多的學校積極想要發展學校本位的課程，以突顯各校的特色，吸引更多的優秀學生進入學校。筆者結合學校所引以為傲的學校所在地－淡水河左岸（三重蘆洲交界地區、重陽橋附近，鄰近五股溼地），自然環境豐富而具多樣性生態，設計出以淡水河自然資源為主題的專題研究課程，統整跨學科（化學、地科、生物）所涵蓋與水資源與生態相關的概念、科學過程技能與活動，並考慮學生的特質，以學校每週二節的空白課程，以發現及探究式的教學方式，並部分融入多元智慧的教與學的觀點，帶領並鼓勵學生們以小組合作的學習方法去觀察、檢視、瞭解與分析環繞他們的自然環境，讓學生們應用已有的知識背景，進行一系列的試驗、探索和尋求問題解決的方法，期望提升學生對科學探索的興趣與科學技能，在小組互動學習中培養科學態度與正確的社會態度與價值觀，並進一步整合所學習到的科學概念與科學過程技能，規劃出解決當今社會環保議題中水污染的防治方法。 n  課程設計的理念 （一）   課程目標 根據需求評估後，訂定出四大課程目標，詳述如下： 1.        從活動中，瞭解學校附近的自然環境—淡水河左岸與五股溼地，培養學生愛護自然資源的觀念，並應用所學，設計出解決淡水河污染的可行方案。 2.        從探索活動中，引起學生學習科學的興趣，培養學生科學過程技能。 3.        培養學生批判性思考及解決問題等能力。 4.        藉著小組合作的學習模式，發展學生正確的社會態度與價值觀。 （二）   選擇教材 配合高一學生認知發展，選取下列相關教材及活動： 1.        自基礎化學選取與水資源相關的水的特性（如物性、化性），水溶液的性質以及水污染的種類與防治等科學概念。 2.        自基礎地科中選取水循環的相關概念，探討水循環的影響，藉以探討淡水河的自然資源的影響。 3.        自基礎生物中選取水圈的概念，探討淡水河左岸生態的改變 4.        自水污染防治法規中選取水污染種類與檢測方法，探討淡水河的污染情形。 5.        設計一系列參觀與實地的調查活動、探索式實驗，讓學生藉由「做中學」以及小組合作的互動中，獲得學習經驗，幫助學生瞭解淡水河左岸的變遷、生態變化及水污染對自然環境的影響，有助於發展學生的思考技巧、社會態度及提升學習興趣，亦有助於學生獲得資訊，將學習經驗應用於淡水河水污染的問題解決。 （三）   組織教材 以淡水河左岸的自然資源為主題，統整相關科學概念、科學過程技能、科學方法、科學現象等，以培養學生解決日常生活問題的能力、正確的科學態度與社會價值觀為訴求，課程架構如圖1所示。 圖1：課程架構 活動設計則納入多元智慧的教與學的觀點，以多元的方式設計並呈現教材與活動，如圖2所示。 圖2：將多元智慧觀點納入課程的活動設計 （四）    課程活動內容說明 第一週的二小時為預備週，說明本學期課程的主要活動內容，以及小組分組情形及任務分配，學習評量方式等事項。 1.        單元一：淡水河巡禮以四小時進行，認識淡水河左岸、探討淡水河左岸的變遷的活動各兩小時。 (1)     認識淡水河左岸：帶領同學乘坐遊船，從大稻程的小碼頭出發，從船上欣賞淡水河兩岸的風光，記錄並比較所觀察的兩岸自然景觀有何異同，進一步瞭解學校所在地－淡水河左岸自然環境與自然資源的特色。在行程中特別介紹學校附近的淡水河左岸原本是垃圾掩埋場，為學校帶來惡臭及河岸附近的髒亂。後來進行垃圾掩埋場搬遷後，近年來景觀變化非常大，空氣中的惡臭味與環境衛生、整潔及景觀問題改善不少。請同學思考並自省以下的問題：人們在河岸設置垃圾掩埋場帶給淡水河什麼影響？垃圾掩埋場搬遷後對自然環境真的沒有後續影響嗎？ (2)     探討淡水河左岸的變遷：請同學們事先蒐集淡水河左岸的相關資料（可以遊船之旅實地拍攝的相片、個人的心情、想法、素描等；訪問親友對淡水河的回憶、老舊的淡水河相片、相關書籍及網站等資料），以簡報的方式來介紹淡水河左岸的歷史與自然環境的變遷，並配合相關淡水河的歌曲、風景畫、小故事等，比較與表現出淡水河左岸今昔的異同，並請同學思考並自省以下的問題：人們的活動帶給淡水河左岸什麼影響？學生在活動後，繳交一份報告，對上述所提出的問題，根據自己的觀察，蒐集的資料、同組的討論後，提出自我反思後的想法並附上活動中所蒐集的圖片、相片等。 2.        單元二：探究五股溼地，分為六個小活動，總計以十二小時進行。 (1)     風華再現—五股溼地簡介（2 hrs）：利用五股溼樂園網站，http://share.tpc.edu.tw/wetland/。之”人文生態”內容進行五股濕地的人文、生態介紹（用PowerPoint介紹） […]