飲食文化與化學：創意生活趣味化學—高職化工科科普社團實作課程模組 錢偉鈞*、林柏佑、黃文彥、蘇建彰 朝陽科技大學應用化學系*wjchien@cyut.edu.tw n  緣起 多元化自由選擇的社團活動是學校的幸福圖像的重要項目之一，校園多元化發展，著重以學生為中心的發展模式，成為當前教育改革的趨勢。各級校園中學生社團扮演著讓教學得以多元延伸的功能。學生社團是依學生志趣、能力所組成的團隊，在學校負責督導下，基於共同的理想與理念，透過活動的規畫與參與，擴大生活領域、增廣見聞、豐富學習的內涵與強化學習的效果，促使學生培養多元的興趣與能力[1]。透過社團的活動功能，協助學生在生活中善用學習資源，培養自我探索、自我肯定、自我突破、自我了解以至於自我實現的能力是社團首要的教育目標[2]。 2008年一項針對二十所高職學校1200名學生，所進行問卷調查結果顯示：高職學生社團活動參與程度與學習成就成顯著正相關，亦即社團參與程度越高的同學，其學習成就也越高，然而學生社團類型以體育性社團最多，最少者為服務性社團及學術性社團。高中職校學術性社團的主要目標在於透過社團運作可以達到培養研究風氣，提昇專業技能，進而能藉此逐步培養未來就業優勢[3]。如何能發揮高中社團活動活潑有趣的特性，融入專業教學的議題，激勵學習興趣，在不落入正規課程的拘束與框架的同時，又能達到培育專業技能的延伸效果，是值得投助心力規劃的。 n  飲食與化學 我國是米食是文化最為精緻地區，除了作為主食外，更發展出多元且具地方特色的美食，不僅與每個人的生活緊密聯繫，也蘊釀出特有的文化內涵，特有的口感風味締造出每個人專屬的飲食經驗與飲食習慣。食品的口感風味與其中成分（例如澱粉）的性質有密切的關聯，為了追求更精緻的口感（像是〝彈牙”），促進品嚐意願（例如顏色、甜度與香味），或是需要延長保存的期限（例如有效的賞味期），通常都需藉助食品添加劑的使用，顯示美食背後與化學密不可分的關聯。 自三聚氰胺事件以來，食安議題已躍上媒體焦點，引發社會高度關注，新聞中的專業名詞，不論是添加劑的本身，或是相關的特性、毒性的介紹，乃至於檢測的方法，都彷彿上了一堂化學課，如能配合實作教學單元系統性的整合規劃，透過食品風味、外觀與口感的經驗，銜接具有創意的趣味實驗，融入以實作為主的研習性社團活動，以飲食為素材拉近化學教學與生活距離，期能進而引導健康的飲食習慣與食安觀念。 n  目的與規劃 以「創意生活，趣味化學」為主題，彙整趣味實驗單元，針對高工化工科學生化學研習社團設計實作型課程模組，結合食物口感與食安議題，從生活體驗的趣味角度，結合時事增進參與感，讓參與同學透過實務操作，在競賽與遊戲的氣氛中，寓教於樂，不落入正規課程的拘束與框架的同時，又能達到培育專業技能的延伸效果。藉此增廣化學與生活銜接的體驗，豐富學習內涵，更為未來生涯探索規劃提供思考與衝擊的機會。 設計三大主題的趣味實作課程模組，每一主題涵蓋兩項單元活動內容，每項單元活動之設計符合二小時的社團活動時間。 主題一：米的滋味 顏色密碼 單元1. 以米中所含的澱粉為主題，呈現米的口感與澱粉型態的關係，以碘與澱粉作用的呈色的差異，作為判斷澱粉型態的指標[4]。延伸至震盪反應中的碘鐘反應的變色時間之掌握，以競賽方式進行[5]。 單元2. 介紹修飾澱粉與追求〝Q彈”口感的省思，引入順–丁烯二酸不當添加的議題。 主題二：甜蜜光影 左旋右轉 單元1. 以醣類的光學特性—折射與旋光性為主題，以市場與果園中常見的折光式甜度計為應用延伸[6]。 單元2. 由變色搖瓶實驗體驗葡萄糖的還原性，並由亞甲基藍與靛藍胭脂紅的氧化還原致變色特性呈現顏色變化[7]。 主題三：毒物現形 食安把關 單元1. 以豆乾製品驗出二甲基黃為主題，探討顏色與食物的關聯，測試具有指示劑功能的二甲基黃酸鹼致變色特性[8]，並實際體驗二甲基黃的紫外光–可見光光譜的操作與光譜判讀。 單元2. 以穀物製品中的黴菌毒素為主題，介紹原本隱而不見的毒素的螢光特性，進而體驗螢光檢測器在毒素檢驗中的應用。 圖一為埔里高工化學創意社團實作模組課程之架構圖，各獨立主題之間皆有相關性相互呼應，銜接印證。醣類是澱粉的延伸，黴菌毒素以穀物食品作為取樣對象；碘鐘反應與變色搖搖瓶均屬震盪反應，設計為趣味實驗，適合作為小組競賽項目；順–丁烯二酸與二甲基黃則是為了滿足消費者口感或視覺感官所使用的非法添加劑；不同分子的光學特性，引導學員探觸分析檢驗的基本原理。 實驗器材的設計上，主題一與主題二大都由生活中隨手可取得器材或樣品進行實驗與觀察，主題三則拓展至食品安全把關領域中儀器分析的原理與檢驗流程的體驗。讓課程逐步進階，銜接生活與專業。每單元活動均設計學習單，活動成效於整體活動結束後，透過學員滿意度調查表及活動回饋單進行統計評量。 圖一：埔里高工化學創意社團實作課程模組架構圖 n  活動成果 104年11月至105年1月間，「創意生活，趣味化學」實作課程模組由朝陽科技大學應用化學系學生志工科普團隊—小種籽志工服務隊」，配合南投埔里高工化工科學生社團—「化學創意社」，於週五下午社團活動時間實施，社團成員人數為29人，共舉行六梯次活動，其中五次活動在埔里高工化工科實驗室舉行，為配合黴菌毒素檢測所需器材與設備，該次活動在朝陽科技大學應用化學系亞洲穀物中心實驗室以校外小型專題製方式舉行。本學期活動前，首先舉辦整體課程內容的綜合講解說明，強調學習重點，同時也預告活動有趣可期之處，激勵學習興趣，綜合講解授課實況如圖二所示。結合「化學創意社」活動的實作課程實施紀錄呈現於圖三。圖四呈現活動中藉由分組競賽激勵學習樂趣，同時強調同學分工互助的團隊學習的體驗，活動中同學間的討論與互動也是學習過程中重要的一環。 圖二： 「創意生活，趣味化學」實作課程綜合簡介課程的教學實況   圖三：創意生活趣味化學活動紀實：變色搖搖瓶實驗前的講解（上）；碘鐘反應小組競賽，同學聚精會神秤藥品（中）；黃麴毒素分析分組實驗（下）     圖四：「創意生活，趣味化學」實作課程透過小組競賽激勵學習興趣（左）；也強調同學透過協同合作，完成實驗的學習過程（右） 埔里高工化工科化學創意社學生參與活動後的滿意度調查結果顯示，喜歡整體活動安排的同學佔84% （非常滿意者佔32%）; 認同活動所安排的主題者佔88% （非常滿意者佔40%）；喜歡活動中所介紹的化學概念者佔88% （非常滿意者佔48%），喜歡活動中實驗操作技術的同學佔89% （非常滿意者佔46%），認為本次實驗活動有助提升自己學習化學的意願的同學佔88% （非常同意者佔52%），參與本次活動學生中有80%表示未來進大學會選擇化學/化工系為專業主修（非常同意者佔56%）。 對於本次活動的整體安排以及主題內容多數反映〝滿意”卻不到〝非常滿意”，根據回饋意見顯示，參與同學希望活動內容能夠與所學基礎銜接而不要太〝進階”，但同時也希望能增加實作的時間，特別是對儀器原理及操作的學習。顯示在社團活動設計跳脫框架的同時，多少還是受到正規課程的限束，卻也呈現出本次活動的設計對同學所帶來的衝擊所在。多數學生對於活動中的操作技術及專業概念的安排，都是給予較高的肯定，同時也表示未來有機會想接觸更多關於毒素檢測相關認識，由此可得知本次活動在拓展視野的同時，也有助於激勵學生對學習化學的意願。各單元中〝黴菌毒素檢測”是最能引起學生興趣，且最能吸引參與專注力的一項實驗，不僅讓參與同學印象深刻，在回饋單中紛紛表示未來對黴菌毒素相關主題會更想要進一步了解。由於本項活動是配合校外參訪的方式舉行，實驗之操作過程中使用到比較不熟悉的儀器與設備，程序也相對繁複，因此讓學生特別對此實驗印象深刻。而在高中階段較少機會能接觸到關於黴菌毒素方面的知識與實作，本次活動透過專業檢測實驗室的資源，讓學生近距離的認識毒素特性以並體驗檢測方法，提升參與同學對化學專業知識的理解與認識，相對也激勵了繼續學習動機。其次，讓學生印象深刻且覺得有趣的實驗為變色搖搖瓶，實驗本身的化學概念是由葡萄糖的還原性所導致的溶液顏色變化，同學對於變化明顯的實驗都感覺新奇較有興趣，也適合可以多安排以國小或國中年紀較小的同學作為展示實驗項目。 n  […]

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） […]