製作3D光雕印章 呂雲瑞 國立市立高雄女子中學教育部高中化學學科中心chem_tim@yahoo.com.tw n 影片觀賞 本實驗影片由臺灣多媒體創意教學協會協助拍攝,教育部高中化學學科中心提供。 影片網址:3D光雕,https://www.youtube.com/watch?v=u0zdTAFkhdo, YouTube. n 簡介 印章是中華文化的代表之一。舉凡結婚生子、簽辦信用卡、領取信件……等等日常生活中的事務,印章總是扮演著不可或缺的角色。印章材料的演進史中,陶瓷曾為印章最古老的 材料,後來後漸發展為金屬、植物、獸骨、石塊等材質,乃至現代的塑料、橡膠。 不過因為印鑑章的辨識不甚容易,且易於仿冒,近年來有愈來愈多廢除印鑑證明之聲浪 產生,本研究試著由光誘導性質連結到印章之製作,由自製簡易升降平台,改良光聚合製程,並結合時下流行之平板電腦及APP以製作「親筆簽名」的效果印章,便可應用於藏書章、或是落款等功能。透過光聚合技術的光敏樹脂材料也是現在3D列印技術中最夯的超級明星,可提供快速和高品質的列印。 n 藥品與器材 1. 己二醇二丙烯酸酯(1,6-hexanediol diacrylate) 2. 苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲基)氧化磷(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide) 3. 蘇丹紅一號(Sudan I) 4. 丙酮(acetone) 5. 乙醇(ethanol) 6. 蒸餾水 7. 實驗用固定夾 8. 玻璃培養皿 9. 筆記型電腦或平板電腦(設計圖案或字型) 10. DLP投影機(BENQ) 11. 平面鏡 12. 水平儀 n 實驗步驟 一、光誘導聚合反應溶液配製 1. 取98 mL的己二醇二丙烯酸酯(作為聚合物單體),2 g的苯基雙(2,4,6-三甲基苯甲基)氧化磷(當作光引發劑photo-initiator),再加入0.006 g的蘇丹紅一號(作為光吸收劑photo-absorber)。 2. 將上述三種藥品依序倒入100 […]
高一基礎化學之學習共同體教學經驗分享 呂雲瑞 高雄市立高雄女子高級中學(現任教) 臺北市立西松高高級中學(曾任教) 教育部高中化學學科中心 *chem_tim@yahoo.com.tw n 前言 「學習共同體」(Learning Community)是為了實現高品質的學習效果,日本東京大學佐藤學教授倡導的教育改革核心。他要讓傳統教學歷程中著重於教師單方面的授課,扭轉成著重學生的學習模式。唯有學生自主、高效率、充滿思考和體驗、相互討論的學習,才能把「從學習中逃走」的學生,重新回到樂意學習的行列;把過去傳授大量知識的課程,轉變為引導學生如何學習。學習共同體有個主要精神,那就是「打開教室」—讓各領域的教師們相互觀摩上課、學習優劣缺失、改善促進學生學習的方法。佐藤學認為:「即使一個公立學校老師教學非常精采,只要關上大門,孩子就被私有化,教室被私有化,學校被私有化。」從這裡就能夠知道,他期望中的學校是屬於一個團隊,不是個人單打獨鬥的突圍。教師願意開放教室觀課,活化課程並啟發學習動機與樂趣,這個過程就是佐藤學教授常提到的向上「伸展跳躍」模型。延伸這個觀念到學生身上,自然而然就會成為學生與教師間的「協同教學」:學生分組、學習力強者提攜學習力弱者,順勢就把以往教室內競爭型的學習改變成合作型的學習。 n 試行學校與學生背景 本文作者從102學年度西松高中高一化學課全面實施學習共同體模式。首先簡介先前任職學校的相關背景。臺北市立西松高級中學(西松高中),前身為台北市立西松國中,於1997年改制為西松高中,為松山區第一所改制為完全中學的學校,現為台北市教育局優質高中「校園營造」獎項決選優勝學校之一。其班級概況如表1所示: 表1:103學年度學生與班級人數 類別 普通(科)班 學生人數 高中部 33班 含英文資優和體育班各年級1班 1149 國中部 21班 478 (資料來源:西松高中網站,http://www.hssh.tp.edu.tw/releaseRedirect.do?unitID=183&pageID=3048) 學生主要來源為基北區學生,且從入學成績顯示西松高中招收的學生素質為基北區社區高中的中前段,表2為100至102學年度西松高中基本學力測驗登記分發最低錄取分數。本文作者執行「學習共同體」教學的學生來源為102學年度的高一學生。 表2:西松高中歷年登記分發分數與PR值 學年度 最低錄取分數 基測滿分值 最低PR值 平均PR值 100年度 375 412 86 87 101年度 370 412 84 85 102年度 372 412 84 85 〔統計至102學年度〕 由表2可知,102學年度西松的高一新生,入學成績分布較為常態左偏,校內教師們普遍感受學生學習動機欠佳,基本理解與運算能力須再加強。但此時大部分教師仍以精進教學為主,普遍認為要求學生自我學習,不僅耗費大量時間,學生學習效能有待評估外,多數學生也容易放棄。恰巧臺北市推行「學習共同體」的風氣正盛,教育當局也適時提出試辦政策,並薦派校長、學者、基層教師到日本、韓國、上海等地觀摩學習,如此上下交融的策略,期望能種子發芽遍地開花,帶給臺灣教育的無限希望。本文作者在學校支持並提供場地的前提下,實行102學年度西松高中全校高一基礎化學(一)的學習共同體教學模式。 面對12年國教,雖然臺灣有95%國中教師一致同意在課程和教學要改變,但是僅有17%的教師已在做改變,其中又以臺北市以及新北市皆為26%改變最大(親子天下,38期)。教師們都知道「改變」的重要,但如何變?變什麼?是集體教師的焦慮。在西松高中試行期間,許多教師對於「學習共同體」的概念是:雖然是值得學習的教學革新典範,但若全盤移植或教師認知理解不足,會不會成為活動而活動的嘉年華會,或教學進度的延誤,誤將過程當結果的學習,造成補習生意興隆的窘狀等等…。面對繁雜的問題和疑惑,與本身想要活化教學的熱情,在作者內心引起相當的衝撞和省思,因此這一年不斷的將「學習共同體」和高一基礎化學課程相互融合,試圖建構本土化可行的「學習共同體」模式。 n 坐而言不如起而行 從教育部頒訂的課程綱要指出,普通高級中學教育,除延續國民教育階段之目的外,並以提昇普通教育素質,增進身心健康,養成術德兼修之現代公民為目的。然而在升學壓力下,會有失衡的教育型態:過於重視考試科目,不斷地強調反覆記憶背誦,而較少提供學生探索、思考及解決問題的機會。為了突破學生未來的可能性,協助學生在課堂上尋找學習興趣和自信,在作者的內心中,逐漸地形成一個具體目標:幫助學生尋找適合自己的學習模式。 為了延續熱情,作者開始思索新學期該如何調整與實踐心中的理想。為了達到這個目標,首先第一步是從教室翻轉座位開始,在此感謝西松高中提供作者獨立的專科教室與桌椅器材。在開學前一週,安排教室座位(作者認為:四人一組,面向中央,男女交錯,再依照身高調整,可參考圖1)。開學後兩週內,可放慢課程進度,跟任教的班級學生們講解並示範上課規則與秩序(這是很重要的點:每位學生需要專注參與學習;老師、個人與小組學習時間皆應有其學習工作;課本文字閱讀、聆聽教師解說與觀念理解),並分享教師本身的學習歷程與自主學習的重要,此時可提出對學生較高的期許,正增強鼓勵並給予信心,架構相互信賴與尊重的師生關係。 […]
自組裝分子膜製程開發及性質研究 ──防偽標章之製作 呂雲瑞*ac、林明祥bc a台北市立西松高級中學 b新北市立林口高級中學 c教育部高中化學學科中心 *chem_tim@yahoo.com.tw n 影片觀賞 本實驗影片由教育部高中化學學科中心和台灣多媒體創意教學協會提供。 影片網址:https://www.youtube.com/watch?v=7PLoETfndrg, YouTube. n 簡介 微觸印刷原先為用於半導體產業製作,聚二甲基矽氧烷(polydimethylsilicoxane,PDMS)俗稱矽油,是經有機金屬的交叉鏈結反應(crosslinkilng reaction)固化而成的聚合物,固態的聚二甲基矽氧烷為一種矽膠,無毒、疏水性、非易燃性、且透明的惰性彈性物質。利用PDMS的性質,透過硫醇溶液的附著,讓有機碳鏈物質吸附在PDMS的凸面,使得特殊圖案在金屬表面上形成能夠長時間密合的自組裝分子膜,再依據其疏水性,於使用時以口中水氣辨識圖騰。有關PDMS的結構與交叉鏈結反應如圖1所示: 圖1:兩種不同的PMDS(聚二甲基矽氧烷)的結構式(上)和本實驗之交叉鏈結反應(下) 自組裝分子膜(self-assembly monolayer, SAM)的成膜原理是通過固、液界面間的化學吸附,在基板上形成化學鍵連接的、取向排列的、緊密的二維有序單分子層,活性分子的頭基與基板之間得化學反應使活性分子佔據基體表面上每個可鍵結的位置,並通過分子間作用力使吸附分子緊密排列。如果活性分子的尾基也具有某種反應活性,則又可繼續與別的物質反應,形成多層膜。經由加工所製造出來的印章可重複多次使用,而且表面多具有化學惰性,因此接觸轉印完後,會很容易的離開表面,就算有灰塵附於其上也很容易洗去,運用此特性,我們可以十分簡便的大量精密複製我們所需的薄膜。當墨水和基板發生反應後便形成自組裝單分子層(self-assembled monolayers, SAMs),單分子層對化學腐蝕液有阻隔作用,用蝕刻劑進行腐蝕,就在基板上得到與原蝕刻圖案完全一樣的精細圖案。有關自組裝分子膜的成膜原理,如圖2所示: 圖2:自組裝分子膜的成膜示意圖 n 藥品與器材 本實驗所需相關材料,如圖3所示。 1. 烤箱 2. 電子秤 3. 金屬器皿 4. PDMS主劑(Sylgard polymer)〈註1〉 5. PDMS固化劑〈註1〉 6. 1,6-己烷基雙硫醇(1,6-Hexanedithiol, HDT) 7. 乙醇 8. 金屬片(基板) 9. 硬幣(轉印物件) 圖3:需要的藥品與器材 n 實驗步驟 一、轉印圖章PDMS製作 1. 以10:1比例調和兩種不同的PDMS主劑及固化劑。 2. 倒入金屬容器並攪拌避免氣泡產生。 3. 放入硬幣、象棋作為模型。 4. 放入烤箱固化。 5. […]