思源科學創意大賽Plus從頭說起 陳金楓1、施建輝1, 2, * 1國立新竹科學園區實驗高級中學 2教育部高中化學學科中心 *schemistry0120@gmail.com n  設計理念 站在教學的崗位上，長久以來，覺得我們的學子能言善道、滿腹經綸，然而真正面對問題時，卻又是手足無措、眼高手低。拜當今有線電視的無遠弗屆、無所不播，一次偶然的墮落中，欣賞「回到未來」的片首，「博士」設計輕巧的連動裝置，趣味橫生，極具教學價值；頓時引發靈感，如果讓我們的學生，也去設計一些簡單的連動裝置，將過去所學過的一大堆理論、一長串反應式，化為實際的行動，不但能「做中學」，也能「學中做」；於是將這種新的嘗試，放入我們合開的課程「理化統合」當中，並取名為「理化統合之虎膽妙算」。 此課程設計的理念是鼓勵學生動手、動腦做自主性學習與反芻，將過去灌輸的「知識」與囫圇吞棗的「資料」消化並融入活動設計裡，以趣味性的方法來引發學習的興趣。活動展開後，情況出乎意料；從開始製作的巧思、專注到成品的展示，我們看到了學生不可侷限的潛力；互動式的學習，也讓老師們深刻體認，教育不是單向性的灌輸，教學可以有更大的彈性，把時間還給學生做自主性的學習、留下空間給學生更多的機會，或許對某些主動學習的學生會有更大的收穫。 這項活動的進行，受到學生與同仁們的肯定與支持。2002年「思源科技教育基金會」，極力推廣科技教育與創意活動，巧逢其時，藉由施建輝老師的引介，以「虎膽妙算」當作雛形，集合許多高中老師討論，決議推廣為全國性的創意競賽，在眾人集思廣益之下，修改部分辦法，並加入一些新的活力元素，發展成最早的「思源科技創意大賽」—用骨牌連接八個科學關卡，物理和化學各四個關卡。 n  學生手稿—「虎膽妙算」 「虎膽妙算」的關卡內容需至少出現課程名稱「理化統合」或「金輝凍蒜」，學生設計的手稿如圖1所示。此一課程於1999年實施，適逢年底舉辦總統大選，因此有「金輝凍蒜」課程名稱。 圖1：「理化統合之虎膽妙算」的學生設計手稿 n  關卡設計與說明 關卡 原理屬性 關  卡  設  計  與  說  明 啟動 – 於軌道上端放置一顆鋼珠，開始展示時，鋼珠沿軌道向下滑動。 1 物理 鋼珠撞到懸吊在竹筷上複擺的第一顆鋼珠，複擺上的鋼珠開始擺動，並藉著竹筷將能量傳遞至複擺的第二顆鋼珠，當第二顆鋼珠的振幅夠大時，將撞倒放在前面的骨牌，呈現第3關的設計。 2 化學 啟動前，電池屬於短路狀況，下方電解槽尚未通電，啟動後，滾下的鋼珠撞開交叉的迴紋針，上方變成斷路，下方則成為通路。由於以銅片做為陽極的電極，開始進行電解後，陽極的電解槽將生成銅離子，使原本無色的氯化鈉溶液呈綠色，出現課程名稱之一：「理」字。 3 骨牌設計 複擺的第二顆鋼珠撞倒骨牌後，倒下的骨牌出現課程名稱之一：「化」字。此關使用的骨牌全部放在課桌上，當課桌上四個角落的骨牌掉出課桌後，將啟動5、6、7、8等四個關卡。 4 物理 啟動用的鋼珠沿軌道繼續向下滾，於中段紙盒中撞到另一鋼珠，原有一顆鋼珠前進到第4關，另一顆鋼珠進入第9關。第4關原有通電，其電磁鐵具有磁性而吸住鋼珠，鋼珠撞開鱷魚夾後變成斷路，電磁鐵失去磁性，鋼珠掉下，進入第10關。 5 化學 來自關卡3的骨牌掉下課桌時，拉動加熱板的加熱開關，加熱板開始加熱，置於其上以稀硫酸繪製的圖案，因硫酸受熱導致紙張脫水，出現黑色的黑桃ACE（撲克牌）。 6 化學 來自關卡3的骨牌掉下課桌時，拉動滴定管的活拴使滴定管內裝有的氫氧化鈉溶液流出，置於其下以酚酞指示劑繪製的圖案，因遇到鹼性溶液而變色，出現紅色的紅桃ACE（撲克牌）。 7 化學 來自關卡3的骨牌掉下課桌時，拉動滴定管的活拴使滴定管內裝有的鹽酸流出，置於其下的燒杯裝有紫色高麗菜汁，並以黑紙剪成紅鑽ACE（撲克牌）圖案貼在燒杯外側底部，杯內紫色高麗菜汁因遇到酸性溶液由紫色變成紅色，經燈光照射，燒杯下方的紙張出現紅色的紅鑽ACE。 8 化學 來自關卡3的骨牌掉下課桌時，拉動滴定管的活拴使滴定管內裝有的碘液流出，置於其下以澱粉液繪製的圖案，因遇到碘液而變色，出現黑色的黑梅ACE（撲克牌）。 特別說明 […]