第二十四期 主編的話 邱美虹 國立臺灣師範大學科學教育研究所教授 國際純粹化學與應用化學聯盟（IUPAC）執行委員會常務委員 中國化學會（臺灣）教育委員會主任委員 mhchiu@ntnu.edu.tw 今年二月有個機會隨教育部國際合作司到巴布亞新幾內亞去開亞洲–太平洋經濟合作會議(簡稱亞太經和會議: Asia-Pacific Economic Cooperation,縮寫為APEC)中人力資源發展工作小組暨教育發展分組年會(HRDWG-EDNET)。這是本人第一次參加這種屬於各(國)經濟體的組織高階會議，會議中各(國)經濟體對於人才培育、新興科技、STEM(Science, Technology, Engineering, Mathematics, 簡稱STEM)教育的關心與挹注都令人印象深刻。尤其是針對教育策略的工作有三大目標，分別為1.提升競爭力(Enhancing Competencies)、2.加速創新腳步(Accelerate Innovation)、3.增加就業(Increase Employability)，更是點出未來在國際間要能有一席地位，教育的重要性是不容小覷的。我不禁自問，我們的教育與行政體系是否做好這樣的準備呢? 隨著科技不斷的發展，學生在學校的學習內容也隨著新興科技的腳步而產生質與量的改變，同時也由於平台的開發，使得教師在教學資源上的使用更加便利與多元。本期專題為〈軟體與平台在中小學化學教學上的應用〉，由國立台北教育大學周金城教授擔任本期專題主編。周教授對於科技在科學教學上的運用相當的關注，也長期使用不同的軟體與平台進行化學教學與評量。此次在他的邀請下共有大中小學教師五篇論著，論述與分享在實際教學中運用軟體與平台進行教學與評量的經驗，同時也引介研究單位新研發的工具提供資料收集與分析之用，未來在12年國教中，將增加<多元選修課程>以及<科學探究與實作課程>，相信這些平台與軟體皆可以作為未來教學上很好的資源。 在常態性文章部分，有施建輝老師針對非含氧酸的物質其酸性強度判斷的教學做深入的探討，同時對教學提出具體建議。施老師從同一週期與同一族的非含氧酸中孤電子對所帶電荷以及離子半徑大小來判斷與氫離子結合能力的大小，進而判斷物質酸(鹼)性強度順序。劉曉倩老師則是以黑豆汁和薑黃染布談天然媒染劑在生活中的應用。最後是劉佳綾老師針對國小特殊障礙學生設計以蝶豆花進行溶液酸鹼度測試的安全實驗，發現有趣的科學實驗可以提升特殊障礙學生的學習專注度，國小特殊障礙學生的科學學習是較少人關注的，希望能藉此文引發大家思考。

軟體與平台在中小學化學教學上的應用 周金城 台北教育大學自然科學教育學系教授 ccchou62@tea.ntue.edu.tw   數位科技的軟硬體發展越來越快，能夠應用在教學上的資源越來越多。學科專家結合軟體工程師，將許多有效的教學軟體與平台開發出來。幾年前聽一位設計課程地圖系統的教授演講提到，一個好的教學平台設計，是要將複雜的教學理論放進平台之中，讓一個不懂複雜教育理論的教師跟著平台的操作，也可以設計出符合複雜教育理論的教學。這句話一直在腦中迴盪至今，我們在使用各種便利的軟體時，不也就是軟體設計者將複雜的事務，透過軟體與平台設計將工作的步驟簡化了，讓我們可以輕鬆地完成符合規範的工作。以下我們介紹一系列可以將複雜的學習理論簡化的軟體與平台，讓教師可以達到事半功倍的教學效果。 n  本期專題文章介紹 本期的專題是《軟體與平台在化學教學上的應用》，共有五篇專文。以下將逐一介紹。 第一篇是鐘建坪老師的《質性與量化的視覺化建模工具—SageModeler簡介》，建模是近年來科學教育中很熱門的議題，但有具體與完整的建模工具並不多見，由美國密西根州立大學為主開發的SageModeler建模軟體，可以讓使用者利用來建質化與量化的操縱變因與應變變因之間的連結，是一個操作簡單且有用的軟體，而且由國立彰化師大科學教育研究所李文瑜教授團隊完成介面中文化，讓中小學生使用上更加的便利。文中還針對理想氣體方程式的學習舉例說明設計方式，讓讀者可以能具體的了解設計方法。 第二篇是陳子聖老師的《透過製作均一教育平台學習資源以提升國中生酸鹼反應概念》，陳老師長期投入於協助均一教育平台錄製線上學習課程，並說明如何透過翻轉學習與混成學習方式，如何讓教室來利用此平台的資源進行教學，亦讓學生利用此平台的資源進行學習。均一教育平台的網路資源，經由良好的教學模式搭配下，可以提升學生的學習成效。文中也針對均一教育平台學習資源如何幫助國中生學習酸鹼反應概念進行案例說明。 第三篇是林禹伶老師的《用Yenka軟體輔助教學及實作評量—以五年級上學期南一版第三單元空氣與燃燒為例》，林老師藉由Yenka軟體設計一系列國小空氣與燃燒單元的實驗活動，讓學生在沒有危險的虛擬實驗室進行實驗操作，並觀察反應現象。之後再藉由Yenka軟體，來設計實作評量試題。實際實驗搭配虛擬實驗室，有助學生提高對科學過程技能的瞭解。 第四篇是邱麗綺老師的《利用逗豆芽遊戲平台提高學生學習參與度—以自然與生活科技五年級下學期水溶液的性質單元為例》，邱老師利用台北教育大學自然科學教育學系盧玉玲教授所開發的逗豆芽平台，放入試題讓學生利用平板進行測驗遊戲。一般的紙筆測驗對學生而言都是有壓力的，但是透過遊戲式平台的設計，讓測驗變得有趣了。學生在遊戲的過程，為了得高分，認真作答記下試題答案，甚至不想下課了。遊戲的小道具增加了運氣的成分，讓成績表現不是很好的學生，也有贏的機會，也大大提升了參與補救教學學生的學習動機。 第五篇是由筆者所寫的《Plickers即時反饋系統在國小臨床教學實務分享–以國小三年級自然與生活科技奇妙的水實驗活動為例》，筆者由106學年度起執行教育部「106 學年度教學實務課程教師至高級中等以下學校進行教學或研究活動計畫」，到小學的教學現場進行臨床教學，將Plickers即時反饋系統融入國小的教學活動中，發現這個軟體在國小各年級使用上都沒有問題，而且學生大多數都喜歡使用這個軟體，但有些教學使用上的注意事項，在文中有特別說明。文中也有針對國小奇妙的水實驗活動，進行教學範例說明。   n   結語 不同於針對單一主題的教學設計軟體與平台，本專題是介紹通用性的軟體與平台，也就是教師可以利用這個平台工具來設計許多專屬於自己的教學材料。逗豆芽與Plickers是針對評量方面的軟體與平台結合的設計，均一教育平台是針對數位影音學習資源整合的平台設計，Yenka軟體是針對科學實驗設計出實驗現象觀察與數據整合的軟體，SageModeler平台是針對建立質化與量化模型的建模操作工具。每一個軟體與平台都會有其優點與限制，教師們可以嘗試多加利用後，針對自己有的手邊資源與教學上的學生需求，來設計出自己專屬的教學材料。

如何引導特教學童實作化學實驗–以變色的蝶豆花為例 劉佳綾 新北市三重區永福國小 國立臺北教育大學自然科學教育學系碩士在職專班 nadialiu1123@hotmail.com 壹、 前言 科學學習的方式與過程，應以學生對科學的好奇心以及主動求知的意願為出發，引導從先備知識出發，實作經驗與探索，使學生保有科學核心知識與探究實作的能力。十二年國民基本教育自然科學領域核心素養的內涵包含：（一）提供學生探究學習、問題解決的機會並養成相關知能的「探究能力」；（二）協助學生了解科學知識產生方式和養成應用科學思考與探究習慣的「科學的態度與本質」；（三）引導學生學習科學知識的「核心概念」。 筆者為輔導老師的角色，面對學習障礙與輕度智能障礙的學童，教學與輔導的過程首要目標即為了解兩位在學習上的限制，並能讀懂孩子的心理需求。學習上的限制包含兩位對於注音符號與拼音仍落後於同學齡學童，識字量亦不及同儕，故一般課堂中的講述式學習對兩位特教學童而言是較有挑戰性且容易打擊自信心，無法滿足Maslow的自尊需求層次。 本實驗的教學過程中，透過簡短影片欣賞，讓孩子口述操作的步驟，教師簡單說明流程後，讓孩子嘗試重述過程，最後進行實作實驗。筆者認為本實驗操作過程屬於安全性高，較無危險性，可連結孩子的生活經驗，舉例：學習障礙學童曾提及：「學校附近有一家飲料好厲害！可以有好幾種顏色耶！」。本次操作學習過程技能中的觀察與傳達與實驗等技能。最後，附加效益則是在教學輔導過程中建立良好師生關係，創造孩子的成功經驗，進而提升自信心。     生活中處處充滿著化學，而目前科技媒體的便利性，教學習慣以數位媒材輔助，甚至有取代實作經驗的學習機會，特技生的學習更是偏重於國語與數學的補救，生活中的科學經驗較少被探討。本次實驗選擇蝶豆花的原因如下：食材為孩子的生活經驗，且為孩子喜好的素材，以學生的經驗為出發，而色彩變化鮮明且易觀察的蝶豆花是可食用且安全性高，透過實際的操作與觀察，發現相關科學知識，理解科學就是生活中的一部分。 貳、蝶豆花簡介      蝶豆（學名：Clitoria ternatea），又稱為藍豆，是豆科蝶豆屬植物。中文名叫蝶豆花，藍蝶花，藍蝴蝶、蝴羊豆、豆碧等別名。原產於中南美洲，分布地區包含熱帶亞洲的爪哇、印度、斯里蘭卡等地。是一種典型的熱帶蔓藤植物，生態環境是開闊向陽的草生地；灌木叢乃至裸露地間，日照越充足，生長情形越良好。 一、        蝶豆花的價值 (1)               營養價值:     具有豐富的維生素A、C、E，可提升免疫力與減少膠原蛋白流失，同時亦可抗憂鬱與抗壓力，具有鎮靜與緩和情緒等保健功能。 (2)               藥用價值     根與種子可以治療慢性氣管炎、利尿、減緩便秘，可作為緩瀉劑與利尿劑。蝶豆花的花青素可以改善夜盲症與近視，護眼效果佳，亦可預防白內障與青光眼。 (3)               經濟價值     中南美洲與東南亞等地國家，善用蝶豆花的天然色素來製作糕點與調製成茶飲作為迎賓茶飲與接待賓客的飲料。泰國市集中看到的藍色甜點，大多是用蝶豆花色素提煉而成。 (4)               副作用     豐富的花青素容易造成凝血效果不佳，建議孕婦盡量避免食用，另外，若於生理期的女性與平時經血量大的女性，也建議避免食用。大量過度使用可能造成嗜睡、拉肚子或精神沮喪等。 參、實驗原理 一、       蝶豆花在酸鹼值的顏色變化     蝶豆花溶於水的花青素成分讓蝶豆花本身溶液呈現藍紫色。其因浸泡時間越久，溶出的花青素越多，顏色會越深。藍色的花青素還會隨酸鹼度不同，呈現出不同顏色，花青素在鹼性環境中會呈現藍色、中性呈現紫色、酸性則呈現紅色。 二、       顏色漸層       溶液中會有顏色分層是因物質其密度不同與溶液濃度的概念。就密度原理而言，物體於溶液中的浮力就是排開的液體重量，故溶液中的含糖量提升時，密度亦會有所改變，密度較大的（溶質濃度高）物質會往下沉；而密度較小的（溶質濃度低）會浮在密度大的上方。       做溶液分層的時建議加入冰塊。水結冰後體積膨脹，分子間間距增大，相同質量的水其結冰時的體積大於溶液狀態。同理，相同體積的冰和水，水的質量較大，則分子較多。水的密度為1；冰的密度則是 0.8。換言之，相同體積水和冰，以冰塊放置於溶液中其液體容易上浮，溶液的分層效果更加。 肆、實驗學習目標       一、學生能透過觀看影片、教師的口語引導，了解實驗的操作過程。 二、學生能透過石蕊試紙檢測溶液酸鹼性。 三、學生能利用蝶豆花製作分層溶液。 伍、課前準備–材料與器材 一、溶液     名稱 數量 […]