臺灣化學教育

高中學科中心教師社群：推動教育創新的力量

臺中市高級中等學校課程發展中心教學輔導組 學科輔導團中區化學共備社群的回顧與展望

¹陳孟男、²陳映辛

¹臺中市立大甲高級中等學校；²國立竹山高級中學
¹cmnfish2@gmail.com; ²cs60006@gm.cshs.ntct.edu.tw

• 社群簡介

在新課綱上路前「核心素養」、「素養導向課程」成了熱門關鍵字，也是教師們間的共同話題，為了108學年度新課綱的實施，各學科中心陸續辦理各領域的領綱宣講，讓第一線的教師更了解新課綱。但萬事起頭難，雖然知道新課綱以「核心素養」做為課程發展之主軸，但怎麼設計具有素養導向的課程仍是一個大問號。

108學年度在臺中市高級中等學校課程發展中心教學輔導組學科輔導團的協助下，以及長期關注臺灣教育並陪伴許多教育單位的社團法人瑩光教育協會執行長藍偉瑩老師號召化學教師成立中區化學共備社群，帶領中區化學教師以自然領綱為基礎，激發學生對科學的好奇心與主動學習的意願為起點，引導其從既有經驗出發，進行主動探索、實驗操作與多元學習，同時盤點課程地圖，引導學生經歷科學家探究的歷程，發展素養導向課程，並透過社群成員經驗傳承與交流，持續精進科學素養課程教案。

目前中區化學共備社群成員有國立竹山高中陳映辛老師(化學學科中心種子教師)，台中市新民高中王琦老師，忠明高中蘇素冠老師、洪惠玲老師(現服務於惠文高中)，大甲高中陳孟男老師，后綜高中林文中老師，國立卓蘭高中朱書儀老師，國立中興高中林明祥老師，國立苑裡高中蔡佩芳老師，新竹縣六家高中洪偉哲老師及翰林出版社化學編輯周士元老師，涵蓋了都會區、海線、山區的學校，學制包括普通型高中、綜合高中及完全中學，學生程度分布廣泛，這樣多元的學校制度及學生背景讓夥伴的對話更具備豐富的視角。

• 運作模式

中區化學共備社群運作模式採實體共備，透過學科輔導團協助，初期以臺中市立大里高中為共備基地，每學期進行五~六次共備，包括一次公開觀議課，111學年度後以臺中市立忠明高中為共備基地，社群運作方向整理如下：

一、化學科學科本質樹的認知及新課綱課程設計共同語言的建立

社群初期運作由藍偉瑩老師以化學科學科本質的認知為出發點，引導夥伴建立並熟悉新課綱課程設計時的共同語言，理解素養導向課程設計的方式及脈絡，接著盤點必修化學課程地圖由各組進行課程討論與教學設計(圖1)。

圖1 社群教師參與課程培訓

二、素養導向課程設計

社群成員分組分配課程設計單元，從必修化學開始，每個學期持續完成到加深加廣選修化學Ⅰ~Ⅴ的課程，每個單元需建立一份課程設計表格及一份學習單，學期末時邀請藍偉瑩老師進行課程檢核與脈絡梳理，所有課程設計資料及相關資源放置於雲端資料夾。

三、公開觀議課實施

素養導向課程的設計需藉由課堂的落實來檢核，自109學年度起每學期辦理一次公開觀議課，進行課程設計實務操作與檢核。

四、化學學科中心資源導入與合作

由竹山高中陳映辛老師協助導入學科中心資源，邀請學科中心教師進行探究與實作課程實務分享與增能研習，增進成員探究與實作課程研發知能。另外化學科學科中心與臺中市高中學科輔導團辦理化學科全國教師研習「高中化學教材教法分享暨植物萃取法及其應用工作坊」。

• 初步成果

一、素養導向課程設計

素養導向課程及單元學習單至112學年度共計完成必修化學，選修化學Ⅰ~Ⅴ每個單元第一次課程設計，課程資料放置雲端google資料夾(圖2)。

圖2 課程設計共備資料夾

二、公開觀議課

109學年度起每學期辦理一次公開觀議課，進行課程設計實務操作與檢核，至112學年度共計完成九位教師公開觀議課，實施的課程包含必修化學與選修化學(表1與圖3)。

表1 公開觀課日期與教師

圖3 公開觀課情形

三、化學學科中心資源導入與合作

(一)化學學科中心與臺中市高中學科輔導團合作辦理研習化學科全國教師研習

化學科全國教師研習「高中化學教材教法分享暨植物萃取法及其應用工作坊」，上半場邀請臺灣師大科教所邱美虹教授分享科學素養與素養導向的化學課程及跨領域、跨科統整課程的教學，下半場由竹山高中陳映辛老師進行植物萃取法應用實作研習(圖4)。

 圖4 合作辦理研習化學科全國教師研習

(二)學科中心種子教師辦理探究與實作課程設計增能研習

由社群夥伴協助導入學科中心師資，帶領社群成員提升探究與實作課程設計知能(圖5)。

• 未來展望

一、課程落實、檢核及調整

社群成員來自臺中市、苗栗縣、南投縣等中部地區學校，有社區型高中、前幾志願的學校等，學生程度分布廣泛，共備的課程不一定符合所有學校的需求，未來社群成員以任教年級分工，將素養導向課程廣泛在課堂實施，安排學習情境進行脈絡化學習的課程，後續社群共備時由夥伴分享實際授課時的困境與優點，持續進行課程微調，並在既有的課程基礎上發展出適合不同學生程度的版本。

二、課程分享與課程資源建立

社群成員發展的素養導向課程設計及學習單經落實、檢核及調整後，課程具有一致性的品質及架構後可在合適的管道或平台分享，而課程中有許多讓學生探究的實作活動，未來將彙整這些探究活動相關的器材及材料，編製材料包索引，同時錄製成影片提供課程使用者作為教學資源，讓社群成為知識分享平台並提供教學回饋，使教師快速調整教學策略，提升教學效果。

三、持續與學科中心深化合作

因應AI及SDGs等社會及世界的新趨勢，社群教師需持續精進，期待與學科中心或大學端深化合作，辦理社群專業增能研習及教材教法精進課程，以因應科技變化快速及學習樣態及工具更多元的趨勢。

高中學科中心教師社群：推動教育創新的力量

從啟航到穩健發展的「勁竹話化」

張珮茹

新竹市立建功高級中學
cksht152@cksh.hc.edu.tw

    教師專業學習社群(Professional Learning Community，簡稱PLC)是什麼呢？它指的是一群人組成的專業學習及成長團體。曾經有位夥伴告訴我：「回想你的成長經驗，你是否曾經大聲吆喝鄰居家的弟弟妹妹一起玩？那就是一種社群！」這讓我不禁莞爾一笑，原來我小時候就已經扮演過社群領導人的角色。

那麼，這個社群的成立初衷是什麼呢？隨著新課綱推行在即，國教署期望各地方政府申請推動精進教學計畫，藉以支持教師專業學習社群的發展與新課綱的落實。因此，新竹市在108學年度也開始到各校或學科中心尋找適合當領頭羊的老師們，以組織竹竹苗區跨校共備社群為目標成立「勁竹俠客團-新竹市課程與教學輔導團」。然而，在化學社群成立之初，當我作為領頭羊初次接觸化學社群時，對於如何有效運作社群仍是矇矇懂懂而且千頭萬緒備感困難。幸運地是，輔導團裡有一位經營英文社群「Dance with Stars」(簡稱DWS)方面頗有成就的夥伴，熱情的提供許多社群運作的細節及方法，彷彿幫我打了一針強心針。此外，幾年下來因參加「瑩光教育協會」藍偉瑩老師的化學跨校共備社群，而累積的相關經驗也讓我受益匪淺，於是在108學年度「勁竹話化」-新竹市跨校化學共備社群，也就此誕生。

成立這個社群的目標，是希望能為竹苗區的化學老師們提供一個可以共學、分享互動的園地，陪伴大家一起面對新課綱以及不斷變動的教學環境。因此，我們的出發場就先召集區內的化學老師們，仔細說明成立社群的目的，並經由討論共同制定在社群內的行動原則，我們約定每月共備一次探討化學教學的相關主題，並且為社群取了一個響亮的名字「勁竹話化」，寓意著希望大家在這個社群內可以安心且盡情地分享經驗及對話，激發教學的創意與火花。

為了讓社群夥伴更清楚新課綱課程的學習內容與學習表現，我們在首場共備中邀請了化學學科中心的曹雅萍老師，帶領大家一一盤點普通高中化學的課程地圖(圖1)。隨著整個課程架構的逐步解構與清晰，我們開始著手進行各單元的課程設計。歷經近兩年的共備，第一年，我們很努力地完成了必修化學各單元的素養課程設計；第二年，在學科中心李麗偵老師的協助下，社群教師們共同進行選修化學的素養課程提問設計。然而，共備過程並不如預期地順利，特別是在繁忙的新課綱施行初期，自然科老師們的負擔大幅增加，加上對素養導向課程設計的陌生感，以及疫情的干擾需改為線上共備，參與的夥伴人數逐漸減少，這促使我們不得不重新思考如何在不增加教師負擔的前提下，讓他們可以從社群中受益。

圖1：化學學科中心曹雅萍教師分享素養導向課程設計-週期表

為了更滿足現場教師的需求，我們設計了回饋表單，詢問老師們參加社群活動的目的以及未來希望涵蓋的增能主題，並針對這些需求規劃社群活動。接下來的111至112學年度，我們積極與學科中心及大學端合作，根據教師們的增能需求，將社群共備的頻率從每月一次調整為每學期三次，活動型式包括一次實作實驗和兩次的專題知識講座或素養課程經驗分享。累積至今，我們已舉辦的社群增能活動包括：化繁為簡的演示實驗(圖2)、從探究與實作課程示例談定題與假說的驗證(圖3)、化學學科中心教師共備社群成果分享-酸鹼、鹽分地帶與科技城的雙語共學、鑑識科學在探究實作與多元選修之實踐以及聚合物的科學與創新教學分享等。

  圖2：施建輝老師分享化繁為簡的演示實驗

圖3：化學學科中心李麗偵老師分享從探究與實作課程示例談定題與假說的驗證

除了原有共備社群活動的滾動式調整規劃，我們也努力想要拓展「勁竹話化」社群的觸及率讓更多老師受益。我們藉由輔導團的入校陪伴計畫，走訪了新竹市內所有高中的自然領域，在各校的領域時間內宣傳我們的社群以及社群運作情形，讓大家認識輔導員，並邀請教師們踴躍參加社群增能活動。

經過這些努力與轉變，「勁竹話化」逐漸踏穩腳步，參加的教師及學校數量也在穩步成長。期待每位教師在每次的活動中都能感受到和大家在一起的幸福感，並將這份能量延續到自我的教學成長中。未來，「勁竹話化」將持續為竹竹苗區的化學教師們提供支持與成長的空間，透過社群的力量，讓每位夥伴能從容迎接各項挑戰與機遇。

高中學科中心教師社群：推動教育創新的力量

化學學科中心種子教師社群運作

林威志

高雄市立高雄高級中學
carrot710305@gmail.com

• 前言

十二年國民基本教育課程綱要(內文皆以新課綱表示)強調以「學生」為出發點，期望透過「核心素養」的學習，讓學生不僅具備學科的專業知識外，更期待能培養終身學習的永動性。但隨著新課綱的推動，教師的教學方式、課程設計與評量規準，也必須隨之調整，而原本現場教師在師資培訓過程中，並未接受過相關的訓練，因此如何能在有限的時間內，調整面對新課綱的衝擊。表1為新課綱中期望教師應具備教學素養與課程設計能力，現場教師不免焦慮與擔心，自己所進行的課程設計是否達標，因此對外尋求同儕或專家學者的建議更是有效方法，因此「教師專業社群」突顯出其重要性。本文說明化學學科中心，如何以教師社群方式，從教師培訓、素養課程設計到推廣過程，做一簡要的說明。

表1 新課綱中期望教師應具備教學素養與課程設計能力

化學學科中心是教育部為推動高中新課程而成立的單位(圖1)，服務對象為全國各高中職的化學教師，辦理教師專業成長研習，讓教師除了專業知能的增長外，其中一項重要工作就是種子教師的建立、素養課程設計培訓與成果推廣，未來得以融入教學現場使用，既可減輕現場教師負擔，也可達成差異化教學的目的。

圖1：113學年度學科中心架構組織圖

種子教師招募為每年3月~5月招募，新進的種子教師稱為「儲備種子教師」，會視其在該年度參與研習狀況，隔年可升級為「種子教師」。由學科中心提供種子教師參加分區共備、地區研習、種子培訓等公文，讓老師在自然科共同時間盡可能不排課，方便請假及申請差旅費用。俗語說：「見面三分情」，當老師盡可能出現後，才有維持社群運作的基本動能。

種子培訓的素養導向課程設計內容，則由研推團隊擔任課程規劃小組，事先共備規劃課程與分配講師主題(圖2)，培訓內容主要參考當年度國教署師大工作圈的重點項目(例如：重大議題、ICT或AI融入課程設計)、化學科課程地圖發展(113學年主題為：有機化學)，搭配化學主題實作(微型、減量減廢、綠色化學)，三者結合而成。

圖2：研推團隊共備照片

每年種子教師培訓皆安排在暑假期間，為期兩天一夜(詳細規劃時間如附件)，盡可能避開課務，以利老師能出席參與，先以講述法說明課程設計原理、運用工具及實際示例，老師可以實際體驗並有模仿樣本，有助於降低開發課程壓力。例如，今年主題為AI融入課程設計，就先讓老師體驗AI生成工具( ChatGPT、POE、Claude等)提供PDF檔或題幹說明，請AI生出考題、附上解析(單選、多選或非選)，並生成評分規準。老師要先會使用並體驗後，才有機會於後續課程設計中真正融入(圖3)。

圖3：AI融入課程設計說明與體驗

教師聽完課程設計原理與體驗操作後，為了避免長時間持續聽講，下半場我們皆以實作課程來進行搭配，通常是利用學科能力競賽或化奧試題改編，同時結合永續綠色化學，以減量、減廢方式進行(圖4)。實作內容設定為教師可以直接將整套實作模式帶回學校，作為實驗訓練、微課程或多元選修使用，採用此模式主要是近年來實驗課程因應探究與實作而大幅增加，教師備課整理藥品負擔龐大，若能以多孔盤取代燒杯、點滴瓶取代滴管等，則可大量降低藥品消耗；若危險性較小的實驗，也能選擇改以教室操作，降低實驗室排課困難。上面這兩點，都是目前自然科教師遭遇到最迫切的問題，若能降低現場老師的負擔，其實就是增加老師帶實驗的意願與動力，讓實驗能真正落實的操作，最大受益者還是學生。

當理論介紹與實作體驗後，課程的雛型就已經大致呈現，接著就是種子老師們的燒腦時間(圖5)，我們會事先將老師們以地區分組，並在同一主題(例如：有機化學)下提供不同次主題(例如：醇、醚、醛、酮等)，讓教師們認領以進行素養導向課程開發，並融入相關重大議題(例如：2030 OECD知識論、AI輔助課程設計)，來開發與設計未來要在學校試行的課程。以此方式分組的好處是，接下來種子教師們回到各校後，可以就近持續共備討論課程、分享經驗與持續修改與調整，同時方便彼此觀議課；又可因各校學生程度不同，來微調課程設計，達到差異化的課程設計與需求。

圖4：永續綠色化學實作與成果分享

圖5：教師依地區分組進行課程設計

第二天教師開始進行投影片製作，將昨日討論的課程設計簡要的與彼此分享交流，依照課程設計要素：主題、重要內容(概念)、重要能力、核心/關鍵問題、知識性結構與歷程性結構等要件(課程設計表格詳如附件)，與大家分享討論與修改，並藉由諮詢老師們講評，使得課程設計更臻完善，後續就可讓老師們帶回分區共備後，嘗試在學校試行並滾動調整修改，落實課程可行性，未來得以將課程發表與推廣，讓現場教師可以直接沿用並落實在教學上(圖6)。

圖6：分組發表與諮詢建議

整體而言，學科中心種子教師是由一群有共同價值信念、教育目標與願意不斷進步的教師所組成，是非常重要的教師專業團隊，也是教師持續成長和互相支持的平台，透過專業對話、經驗交流、分享資訊和彼此學習的方式，擴展專業知能，並找出符合學生學習情境的解決方法，並實踐素養教學設計。藉由每年的種子培訓課程播種後，移株至分區共備社群，進而開花出屬於各校差異化的課程設計，也是化學科每年能持續有課程產出的動力，之後我們皆會在學期末辦理分區成果發表(如圖7架構)，讓老師們在這年的成果得以分享並推廣，不但能提供現場教師完整的課程設計規劃，同時也給課程設計的教師們發光發熱的舞台，期待能有更多教師能加入學科中心種子教師或分區共備社群的行列。

圖7：化學學科中心種子培訓與課程設計流程圖

• 附錄

113學年化學學科中心種子教師培訓工作坊流程圖

高中學科中心教師社群：推動教育創新的力量

化學學科中心測評種子教師社群介紹

李麗偵

高雄市立高雄中學
leelichen@mail.kshs.kh.edu.tw

• 測評種子教師社群成立緣起

108課綱的教育願景是使學生成為具有社會適應力與應變力的終身學習者，以「核心素養」做為課程發展之主軸，強調學習不宜以學科知識及技能為限，而應關注學習與生活的結合，透過實踐力行而彰顯學習者的全人發展。因此，什麼是「素養導向教學」以及什麼是「素養導向評量」？備受各界關注，尤以瞭解「何謂素養導向的紙筆測驗試題？」，以及「應如何命題？」為最。自然領域更是因為必修的探究與實作課程，是學科能力測驗的考試內容之一，自然科教師一方面要面對精進探究於實作的教學知能以及課程設計，另一方面也要兼顧探究與實作測驗試題的開發，負擔非常的沉重，對於自然科教師人數較少的學校而言，尤為如此！

以核心素養為發展主軸的教學中，評量教師教學成效或是學生核心素養的建構，已非傳統試題可以因應。在初步探索素養導向試題，特別是正在摸索探究與實作課程的教材教法時，現場教師面臨到命題過程的不確定感，例如，這樣的試題算不算素養導向試題呢？如何檢核試題內容是否對準測驗目標呢？同時也因為這樣的試題非傳統的紙筆測驗試題，較無之前的學生作答反應可供參考，所以對學生的作答結果、試題的難度、鑑別度是較沒有把握的。另外，探究與實作、跨科整合等新型態試題的架構需有合理的情境，整合跨學科的知識，設計關鍵問題，往往解構一個文本的內容需要大量的跨科教師間的討論，以及教師的自我反思。我們希望設計出整合跨科知識，且能激發學生深層思考的問題，而這些考驗著教師的專業能力，「合作」成為這些問題的解方，對於自然科教師人數少的學校而言，校內夥伴少，向外尋求跨校的命題合作的需求也應運而生。透過跨校合作，教師們可以分享彼此的教學經驗和資源，共同探討試題設計的技巧，不同學校的教師來自不同的背景，擁有不同的教學理念和經驗，透過交流與合作，可以碰撞出新的想法，激發創新思維。

化學學科中心於107年開始，邀請自然領域教師組成測評種子教師社群，邀請時任國教院測評中心主任的任宗浩老師協助規劃一系列增能課程並授課，同時對於素養導向試題命題流程以及試題內容給予諮詢指導，針對評量概念與技術以及紙筆測驗試題命題，進行增能培力。

• 社群組成

社群成立之初，由化學學科中心邀請南區對試題發展有興趣或是對探究與實作課程較為熟悉的自然領域教師加入。因為所有的增能課程與工作坊均對外開放，陸續也有其他區域的老師參加。參與的老師中有部分是學科中心、探究於實作推動中心的種子教師或是研究教師。

• 社群增能內容

社群的運作主要是透過一系列理論課程搭配實踐，使老師重新對評量有更新且完整的認識，並實際應用於紙筆測驗試題的命題歷程中。主要分為以下幾個面向：

一、增進對素養導向評量的理解

雖然社群是以自然領域的測驗與評量為導向，但為增進對「素養」的認識，社群的增能同步從認識「科學本質」開始，延伸到認識何謂「素養導向評量」，包含素養導向評量總說、素養導向評量的實踐以至多元評量概念的建立，增進教師對評量概念以及素養評量要素的理解，並從中認識是測量評量是量化學生能力的一種工具，具有誤差（圖1）。

認識「科學本質」                                    休息時間的討論

圖1 社群夥伴的增能培訓

二、認識測驗理論以及實作

評量工具是評估學生學習成效的尺規，鑒於現場老師們對於評量的相關概念或仍有誤解，故社群成立之初即規畫一系列的理論增能活動，希望夥伴們對於測驗與評量能有更正確的認識。增能的內容包含基本統計概念、古典測驗理論 （CTT）、試題反應理論（IRT）等的認識，了解如何以測評技術進行形成性評量的分析與評估，在試題開發時，分析學生作答以更客觀的評估試題成效，作為修題參考或回饋於教學。增能內容包含：評量工具的信度與效度、點二系列相關、古典測驗理論、試題反應理論模型（單參、雙參）、IRT參數估計法（最大概似法、貝氏估計） 、學習進程與評量、OASL線上評量系統介紹等，在了解理論同時並搭配學習R語言為工具，以分析學生作答（圖2）。

增能研習內容時程規劃               增能主題之一：試題反應理論

圖2 社群夥伴針對測驗理論增能

三、命題實作

由於素養試題注重真實合理的情境以及試題脈絡的鋪陳，故我們歷年來與夥伴老師們一起嘗試以不同的素材或是命題架構進行命題練習，例如由期刊、雜誌、科普文章為參考資料進行命題，或對大考試題進行評題與改寫，藉由對試題的討論，完整試題的情境脈絡，過程中增進大家對素養試題的理解。其後也嘗試更多元的命題素材開發試題，如以科展作品為素材，討論其探究的歷程與脈絡，以及作品特色，從中轉換為試題、由教師實際進行探究實驗，從探究的歷程與所得進行命題、或從教師的課程內容、學生的探究成果命題，從中體會「問好問題」的重要性，從而回饋於探究歷程以及課程設計。

近期從AI風潮以來，我們也嘗試以AI協作命題，並整理出對AI的提問策略。AI協作在文本分析、試題情境的設計以及評量規準的設定，能更有效的幫助命題者。過程中命題者就像與另一位夥伴對話，而它可以隨時在個人反思的過程中提供協助。夥伴們經由多元的方式以及多次的命題練習與討論，增進命題知能（圖3）。

社群夥伴討論大考試題                                        經由小組的實作成果命題

命題分享與修題                           AI協作命題經驗分享

圖3 社群夥伴進行命題實作

四、試題分析實作

搭配社群的命題實作，我們也同時納入社群所學的試題分析理論與技術，擬定一套試題開發的流程（圖4），協助我們以傳統教學經驗以外的視角審視試題。一個題組的產生從決定命題素材開始，其後歷經文本資料分析、命題初稿、審題、修題、進行預試、學生作答分析（圖5）以及第二次修題等(表1)。其中，預試的進行需要夥伴老師協助尋覓方便預試的學生，走完整個流程需要半年以上的時間，而這些事務皆是教師在平日繁忙的課務之餘合作完成，對於課務繁重的自然科教師而言，並不容易！

圖4 命題流程

圖 5 試題預試分析實作之試題示例，

表 1 分析圖5之試題預試作答結果，作為修題的參考依據之一

• 社群的運作模式

一、舉辦系列增能研習

將命題流程規劃成一系列的命題工作坊，便於夥伴們請假參加，同時也希望藉由研習訊息的傳播，吸引更多有興趣的老師參加。

二、開設命題實作工作坊

針對每系列的命題工作坊設定命題主題，如大考試題改寫、科展命題、AI協作命題……等，依前述述命題流程，規劃命題進度期程，並開設為系列工作坊，統一進度，便於進行社群內討論以及預試分析。此外，工作坊也同時使教師跨科、跨校校合作命題變為可能。

三、培養社群核心夥伴，對外提供其他區域或社群命題協助

社群核心夥伴們參加完整各系列增能培訓，並具有分析學生作答的實務經驗，可以協助其他區域、學校或社群規劃並執行命題流程，協助產生定期考試卷。

• 效益與未來展望

萬事起頭難！社群成立之初，考量交通問題而多邀請南區自然科教師參加，近來陸續加入其他區域的教師，參加的教師不限於南區，而是各區皆有。社群成立的前幾年，夥伴們在學校繁重的課務之餘，犧牲假日的家庭時間，一起學習測驗理論、分析技術，並練習命題，其實是一段辛苦的歷程。關於測驗理論的增能，雖然有一定的難度，但經過這些歷程，老師們普遍對於測評的概念是更了解的，看待學生的測驗結果也能更客觀。

而社群的核心成員也能將測評社群開發試題的經驗複製到其他區域的數個社群以及學校，實際協助試題開發以及試題分析（圖6），也在研討會進行經驗分享（圖7）。

在試題開發的部分，由於產出的試題數量決定於能參加命題且走完整個流程的老師人數，試題內涵也會與老師的學科專業以及命題經驗有關，我們希望能募集自然領域各科有興趣的夥伴們，以在地小社群的方式加入測評社群，和我們一起合作，長期投入命題知能的精進，將社群的效益擴散。

社群的增能方向也將參考OECD 2030的科學素養，對科學本質進行更多深入的探討，在開發新試題之餘，也同步重新檢視過往試題，嘗試將認識論知識融入試題中，深化學生批判性思考的能力。試題經修整後，將進行預試、學生作答分析，以此建立各試題包含難度等相關資訊，將更有利於未來的運用。

圖6社群核心成員協助其他社群規劃命題流程，分析試題

圖7 於2020物理教育年會發表測評社群經驗

高中學科中心教師社群：推動教育創新的力量

從共備到共創：南區物理教師社群的協作策略與專業成長

盧政良

高雄市立高雄高級中學物理科
addielu@mail.kshs.kh.edu.tw

• 前言

專業學習社群（Professional Learning Communities, PLC）是一種集體協作的教育模式，旨在透過教師間的合作與反思，提升教學品質與學生學習成效。Eylon和Bagno（1997）指出，教師的專業成長需要長期、持續的在職培訓，短期培訓不足以帶來教學上的根本改變。通過長期的共備活動，教師可以在實踐中進行反思與合作，逐漸提升教學能力。根據Bolam等人（2005）的研究，PLC強調「共同願景」、「集體責任」與「反思實踐」三大核心理念。透過這些核心理念，PLC在學校改革與教師專業發展中扮演了至關重要的角色。Hairon和Dimmock（2012）的研究探討在亞洲文化中，階層性領導和文化背景可能對教師合作造成挑戰，但領導者的支持能幫助教師克服這些障礙，專業學習社群中的教師透過持續的合作與反思，更有效地調整教學策略，滿足學生多樣化的需求。此外，根據徐慧鈴和許育健（2019）的研究，教師專業學習社群透過合作與反思，有效提升了教師的專業發展與教學效能。根據丁一顧與江姮姬（2020）的研究，教師專業學習社群的建立能夠有效提升教學質量與學生學習成效，並且社群中持續的合作與數位化發展也對未來的教育實踐產生了深遠的影響​。

108課綱的實施帶來了臺灣教育的深層改革，其核心精神是素養導向教學，強調培養學生在真實情境中解決問題的能力。課綱的設計重視跨領域學習，旨在幫助學生應對複雜、多變的未來挑戰。這種變革要求教師不僅要精通學科知識，還要能夠融會貫通，設計出能夠促進學生思維發展的課程。素養導向教學強調「學會學習」，目的是讓學生能夠在現實生活中運用知識，解決實際問題。它要求教師能夠跨越傳統學科界限，培養學生的跨領域思維。這意味著教師不僅要在自己的學科領域內有深厚的知識基礎，還需要能夠將不同學科的知識整合起來，以創造更具挑戰性和深度的學習活動。在這樣的背景下，教師需要具備跨學科的教學能力，這對於傳統以單一學科為基礎的教學模式來說是一個重大挑戰。共備社群的建立，為教師提供了一個合作與專業發展的平臺，而這一點與全球範圍內學校管理的創新趨勢不謀而合。根據Centre for Educational Research and Innovation (CERI) (2001)的觀點，現代學校領導者面臨越來越多的壓力，需要採取創新的管理方式來應對挑戰​。這些創新管理方法，尤其是在教師專業發展中的應用，強調了學校去中心化與校本管理的需求，並鼓勵教師自發參與課程設計與教學評估。​108課綱強調的教學創新與教學多樣性，正是共備社群所致力推動的核心理念。透過教師間的協作與反思，教師可以在共備活動中分享經驗，探討如何在教學實踐中落實素養導向的理念，並根據學生的學習需求進行課程設計。為了達成這些目標，共備社群扮演了促進教師專業發展的重要角色，讓教師能夠互相學習並探索新的教學方法。教師們不僅在教學內容上進行合作，還能在評量設計和學生學習成效的檢討上互相支持，從而實現教學效能的最大化。這種「同儕共備」的模式符合108課綱的教學要求，不僅提升了教師的專業能力，還促進了學校內部及學校之間的教學合作。透過共備社群，教師們可以互相交流跨學科的教學經驗，探索素養導向教學的最佳實踐，這不僅提升了教師自身的教學效能，也對學生的學習成效產生了積極影響。

• 緣起

適逢新課綱實施的前幾年，教學現場陸續有許多關於課綱推行的研習以及工作坊，當時的氛圍其實很不錯，已經有許多老師動起來，陸續參與各種素養導向教學、探究與實作、自主學習、以及素養導向評量的各種研習與嘗試，當時在高雄的幾位物理教師夥伴（明誠中學蔡孟穆、高雄中學高執貴、鼓山高中郭俐蘭、楠梓高中劉榮華、高雄高工江淞承以及鳳山高中張國偉老師）開始自主的聚會，討論與分享教學經驗以及各自面臨的困境並共商解決的配套方案。接著我們陸續邀請了台南以及屏東的物理教師夥伴們加入，經過幾次的共備聚會之後，夥伴們討論決定成立南區物理教師社群，持續共備交流(圖1)。

圖1：物理教師自發聚會共備

• 共備前期–嘗試與定位

南區物理教師社群的目標是幫助夥伴教師們深入了解新課綱的理念，在高雄市教育局高中輔導團的經費支持下開始籌備定期的共備活動，逐步建立起一個以素養導向為核心的課程共備體系。這一階段的重點在於建立起跨校教師的聯繫，並讓參與教師彼此分享教學經驗，從中學習並提升教學能力。

在共備社群成立的初期，教師們面臨著如何在108課綱要求下調整教學方法的挑戰。在這個階段，社群的目標是為教師們提供合作的機會，讓他們能夠分享教學經驗，並互相學習。透過定期的研討會和工作坊，教師們逐漸形成了一個穩定的合作網絡。這一階段的核心在於培養教師的合作文化，讓他們能夠在社群中進行教學創新。

在共備活動的初期，我們進行了多場試驗性質的研討，邀請了不同學科的專家和資深教師進行講座，這些講座包括了從物理專業發展到素養導向評量設計的各個主題。透過這些初期的嘗試，社群逐漸確立了自身的定位，成為教師們在教學上尋求專業支持的重要平台。這些活動不僅涵蓋理論學習，還包括實際操作的教學示範和觀摩，讓教師能夠將所學應用於教室中(圖2)。

圖2：南區物理教師社群初期共備情形

• 挑戰與困境–轉型與創新

在推動社群共備的過程中，我們遇到了一些挑戰。首先，108課綱強調跨領域的學習與教學，這對教師提出了更高的要求。教師不僅需要具備本學科的深厚知識，還需要能夠將不同學科的知識整合起來，設計出有助於學生跨領域思考的課程。這對於一些習慣傳統教學模式的教師來說，是一個不小的挑戰。其次，COVID-19疫情帶來的遠距教學需求，也讓我們必須快速轉型，適應線上教學模式。這段期間，社群中的教師們學習了各種ICT能力，包括使用Google Classroom、Google Meet、因材網等線上教學平台，整合數位白板和影片製作等工具進行教學，以及運用數位評量工具如Kahoot、CCR和Google Forms來進行學生即時互動與評量。這些能力的提升不僅幫助教師更有效地進行遠距教學，還為未來的數位化教學奠定了基礎。Hairon 和 Dimmock（2012）研究指出，階層性工作結構可能成為推動教師合作的一大障礙，這也在疫情初期的遠距教學中有所體現。當遠距教學突如其來時，學校內部的快速轉型要求教師之間需要大量的合作和互相支持。然而強烈的階層性結構可能導致教師在面對新的挑戰時缺乏主動協作的動力，進而影響到遠距教學的效果。所幸透過社群內部的持續交流與合作，教師們逐漸適應了新技術的應用，並能夠有效地進行線上教學與評量。

在此同時，可能是求好心切造成社群夥伴的負擔增加，也可能是社群夥伴們長期共備的彈性疲乏，抑或是疫情過後的造成的疏離感，夥伴們參與程度開始不如預期，社群的運作出現欲振乏力的情形，身為召集人常常在共備前夕開始為出席人數的低落產生焦慮。幾位核心的夥伴開始思考如何維持社群夥伴的熱度，吸引老師們願意繼續參與社群的活動，我們開始嘗試更多元的共備規劃，安排了天文台親子參訪活動、邀請知名Youtube頻道-佑來了老師講座分享(圖3)，同時扣緊最新的時事與政策，雙語教學、生生用平板、量子電腦以及AI人工智能相關講座，並積極邀請夥伴們推薦的優質講師，同時也加強社群活動宣傳，主動邀請更多夥伴的加入，經過大家的持續合作努力之後，社群的運作漸趨穩定，夥伴們建立不錯了默契與感情，彼此都有高度的黏著與互信。

圖3：前往前鎮高中CEO天文台舉辦社群親子參訪活動

• 持續發展–傳承與歸屬感

我們的共備社群經歷了多年的合作與成長，從最初的教材分享與共同備課到逐步發展出多樣化的教學策略(相關成果見圖4)。早期的共備著重於教師之間的協作，以達成統一的教學目標和教材設計，提升教學的一致性與效率。然而，隨著我們對教學專業的深入探索，單純的共備已經無法滿足教師與學生多元的需求，因此，我們近年開始推動每個學期一次的「同課異構」的公開觀議課教學活動。

圖4：南區物理教師共備社群架設官網持續分享共備講座影音資源
https://sites.google.com/go.edu.tw/kptcp/

「同課異構」是指不同教師在教授相同課程時，根據各自的教學風格、學生需求以及班級特性，設計出具有差異化的教學方案。這樣的模式不僅保留了教師間的協作精神，還鼓勵教師發揮個人創意，因應不同的教學情境和學生背景，進行適應性的教學創新。藉由「同課異構」的推動，教師不再只局限於單一的教學設計，而是針對同樣的課題提出不同的教學方法。這樣的方式為教師提供了更多的自主權與創新空間，並且通過社群內的分享與討論，使各種教學策略得以交流與反思。

我們嘗試邀請中北部地區的夥伴共備社群推薦合適的人選，由兩位不同社群的老師進行「同課異構」，除了可促進了各社群內部更深層次的協作與討論，在準備課程時，夥伴們會提出不同的教學想法與策略，並在社群中進行交流。這樣的多元化發展讓整個社群更具創意與活力，同時也讓每位教師的聲音得以被聽見，促進了更民主、開放的共備文化。推動「同課異構」過程中，教師需要持續進行教學反思，並探索新的教學策略。這使得教師不僅是執行者，更是創造者，透過在教學中的嘗試與實踐，逐漸提升專業能力。此外，透過社群內的分享與反饋，教師能互相學習彼此的教學經驗，從而更有效地改進自己的教學實踐。「同課異構」為教學創新提供了廣闊的空間。在不同的教學情境中，教師嘗試不同的教學方法，逐步積累經驗，這有助於推動整體教學的創新與改革。這樣的教學模式也更加符合現代教育對個性化、靈活性和創新力的要求。

「同課異構」的推行，是我們共備社群這些年演進的成果之一。從過去的統一備課到現在的個性化教學，這不僅增強了教師的專業成長，也更好地理解學生的學習需求。我們的共備社群在這樣的演進過程中，實現了由合作到創新的轉變，並在教學實踐中展現出多元化的成果經過數年的運作，共備社群不僅是提升專業知識的平台，也成為許多教師情感上的依靠與支持。隨著新教師的加入，我們持續強化社群的傳承機制，讓每一位成員都能感受到社群中的歸屬感。透過定期的共備活動、公開授課與課堂討論，我們確保新進教師可以迅速融入社群，並在資深教師的引導下，提升教學專業知識和技能，形成一個永續發展的專業團隊。

• 未來展望

展望未來，南區物理教師共備社群將繼續探索更創新的教學模式，並積極引入新科技輔助教學，如AI輔助教學與雙語教學的融合。我們期望能夠進一步擴大社群的影響力，連結更多來自不同學校與地區的教師，實現更多跨學科的合作共備。隨著教育環境的快速變化，我們將持續調整與創新，為教師提供更多元的專業發展機會，期盼共備社群能夠在教育的永續發展中扮演重要角色。

• 參考文獻

丁一顧、江姮姬（2020）。臺灣教師專業學習社群實徵研究之分析與展望。臺灣教育評論月刊，16(2)，55-80。

徐慧鈴、許育健（2019）。走過教師專業社群這條路─共享、互學與反思。臺灣教育評論月刊，8(3)，9-14。

Bolam, R., Stoll, L., Greenwood, A., & Robertson, M. (2005). Creating and sustaining effective professional learning communities. Research report. London: Department for Education and Skills.

Centre for Educational Research and Innovation (CERI) (2001). New school management approaches. Paris: OECD.

Eylon, B. S., & Bagno, E. (1997). Professional development of physics teachers through long-term in-service programs: The Israeli experience. International Journal of Science Education, 19(6), 755-769.

Hairon, S., & Dimmock, C. (2012). Professional learning communities in Singapore schools: The case for hierarchical leadership culture. Journal of Educational Change, 13(1), 37-57.

高中學科中心教師社群：推動教育創新的力量

非正式的跨校教師社群－LOTO物理幫的成長軌跡

林欣達

國立中大壢中
linht286@clhs.tyc.edu.tw

• 緣起

2011年在我們還不懂什麼是社群的情況下，因為清華大學教學發展中心的「學生讀書會」計畫而開始了。當時還是碩士生的四位夥伴，趙振良、黃頌喬、劉揚安與筆者共同申請了「物理教學課程發展」的讀書會，透過各自閱讀科普書籍，互相導讀分享後進一步思考如何融入課程，期待所有成員都能漸漸對於生活中各種元素有深刻的敏感度，找到貼近學生生活面的教材進行課程開發，並且對於生活中物理原理有更不同角度的認識。並且在2012年的寒假到苗栗的苑裡高中實踐了我們開發的課程，雖然課程內容不是全然創新，但這個經驗奠定了我們未來前進方向的基礎。

• 教師甄試讀書會

我們知道如果要進入學校服務展現自己的教學理念與熱情，必定要經過教師甄試的考驗。隨著草創期的夥伴完成教育實習，我們將讀書會的重點轉向準備教師甄試。準備教師甄試的前期，我們讀書會固定每兩週聚會一次，討論教甄的考古題。在過程中大家拋出自己卡住的問題，集思廣義的尋找解決方法，讓我們讀書會夥伴的實力一次次的提升。隨著考季的來臨，我們更加緊鑼密鼓的聚會，每一週一次大家輪流練習試教，一方面增加自己上臺的經驗，另一方面夥伴們彼此激盪出創新教學的點子。

以教師甄試為主軸的讀書會到今年已經邁入第13年，讀書會的成員也從一開始只以清大師培生為主，逐漸擴展到教甄路上認識共同奮鬥的夥伴。我們自己曾經在讀書會的運作中獲得很多的助益，因此我們也想盡一點微薄之力，把擁有熱情懷抱理想的夥伴們一起拉進教學現場，從一開始我們想幫助清大學弟妹們的初衷，延伸到與想一起進入學校實現理想的夥伴們共同努力。在這段期間，我們讀書會考上正式老師的人數至今將近有三十位夥伴。爽文國中的王政忠主任說過：「一個人走的快，一群人走的遠。」從準備教甄開始，就培養夥伴關係，一群人腳踏實地的走過這一遭！

• 課程設計共備社群

隨著初期教甄讀書會的成員陸續考上正式教師，部分成員開始將重心轉移到課程的經營上。2016的夏天，其中一群夥伴參加了由時任麗山高中教務主任的藍偉瑩老師舉辦的「臺東教師共備工作坊」，正式開啟了我們課程設計共備社群的大門。

當年從暑假的共備研習回來後，參加工作坊的五位成員就組成了「駱駝戰隊」(也就是LOTO的前身)，開始了我們課程設計的工作。這個社群的成員主要是在北臺灣，分別在臺北、新北、中壢、新竹的學校，從地理位置上選擇在中壢的壢中作為聚會地點，每週三利用放學後的時間聚會一次。而另一位位在高雄的夥伴，則是使用視訊的方式參與討論。當時的五位成員同時都有任教高二課程，自然的就成為團隊共備的主題。讀書會初期我們會預先設定尚未授課的章節作為備課的主題，但是到中後期大家課程的進度開始有所差距，讀書會中討論的內容就轉變成針對夥伴間授課的疑難或各自學生遇到的困惑提出的問題相互諮詢討論。

然而，這樣的共備模式很快的讓我們發現，我們只能「事後」分享與討論，多半都只能分享彼此曾經使用過個素材、曾經運用的教學方法、曾經講述的鋪陳與引導提問的方式。雖然這些共享可以讓夥伴們至少在下一輪課程中可以派上用場，但是就少了一些創新與突破的發展。因此，我們就決定將共備的主題與課程進度脫鉤，一個學期選擇一個彼此想要共創發展的主題來進行共備。在這樣的改變後，我們成功解構重構了靜電學、週期性運動、光電效應等單元，由於共備的時間拉長，我們還有機會閱讀期刊論文來輔佐支持我們的課程設計，甚至在光電效應單元中還開發出桌遊作為課程的檢核點。每當有新創的成果產出時，都大大支持著我們繼續挑戰下一個主題。

• 從知識傳遞到科學推廣

2012年的我們曾經在寒假時在苑裡高中舉辦過科學營，陸續進入教學現場的我們也體認認到，在學期中的課堂不容易實施科普類型的課程，因此寒暑假就變成我們聯絡彼此以及舉辦科學營的好機會。

2015年的寒假，我們在臺南女中促成了我們第一次自己主辦的科學營隊。那次的營隊由我們共備社群的老師們共同設計課程，臺南女中的學生為參加的對象。因為是科學營，夥伴們可以跳出平常課堂上教學的框架，重新規劃設計以實作為主的科學課程。透過這樣的機會，除了能讓我們可以用另一個角度設計科學課程外，更重要的是創造出夥伴們聯絡感情的時空，在繁忙的兩個學期之間，有著彼此打氣彼此紓壓的機會。

緊接著，2016年的暑假，我們將科學推廣的觸角延伸到國中端－花蓮縣吉安鄉的宜昌國中，自2016年的暑假起到今年(2024年)的暑假，除了疫情中斷的一次，連續舉辦了八屆的「夏日宜昌科學營」。參與人數最多的一年有高達約20位老師與約50位高中生擔任課程設計與教學者，透過發現、體驗、操作、與競賽帶領宜昌國中的學生們認識科學。

科學營對我們的意義，既是跨出課綱的框架，發揮創意把玩科學，開發實作型課程的舞臺，同時也是聯絡夥伴之間感情，串聯更多老師間相互認識，開啟未來持續合作的機會。2025年，我們已經決定繼續走下去。

• 自辦內聚研習與師生共學CoursePlay營隊

2017年的暑假，首批踏入教學現場的夥伴們大約已經累積三～五年的教學資歷，參加的研習加總起來可能也不下百場。在某個大型物理教學研討會的空檔，幾位夥伴在閒聊之中聊出了自辦研習的點子：「夥伴們在這幾年間也各自累積了不少，何不我們自己辦研習給自己，讓夥伴們之間互相學習呢？」半年後，就在2018年的寒假誕生了我們第一次的內聚研習「2018清大幫冬季研習營」。我們在沒有外援經費的支持下，在高雄女中籌辦了第一次「自己的研習」：自己籌畫、自己當講師、自己當學員、自己陪自己成長…。從這個過程中，我們發現「站上臺」是幫助自己「整理過去」最有效的方法，而「站上臺」也是彼此觸發靈感的最好媒介。我們相信，當整頓好自己過去的努力、吸收了夥伴們淬鍊的經驗後，這些都將成為每一個人未來繼續向前的動力來源。(活動網頁：https://2017nthuphystrclub.jimdo.com)

緊接著在同年的6月30日，我們在中大壢中舉辦了「2018物理教學CoursePlay」的活動，在交大校友會以及中大壢中優質化計畫的支持下舉辦，將近有50位教師與50位學生參加。在CoursePlay中，我們期待將發展好的教案分享給更多教育夥伴，有別於一般的教師研習，我們採用「師生共學」的方式進行課程，參與的老師除了可以跟著一起實作體驗外，還可以直接觀察教案開發者如何經營課程、如何與學生互動的歷程以及觀察到教案開法者的課程巧思。這些都是單純的教師研習很難展現出的真實課堂風貌。同時，我們更期待帶起「好教案跟好夥伴分享」的風氣，並且創造素人老師的「小人物大舞臺」，不只讓好的教案能嘉惠更多學生，也達到各個教師群體匯聚能量、彼此激勵、注滿教育的路上持續前進的動力。

就因為2018這一年自辦兩場研習的經驗，讓我們勾勒出自辦研習的輪廓。每年寒假的研習，定位是社群內聚研習，透過邀請式小型的交流聚會，讓夥伴們在相對「安全安心」的環境下站上臺，與大家分享自己設計的教案學習單、實作教具、以及教學心得…等等。秉持著「來了就要帶得走，帶走就要用得上」的精神，讓參與的夥伴能夠將這兩天的收穫直接帶回現場使用。另外，這個時代的物理老師，被期待著不只要會物理知識的引導建構，還要有實驗實作能力、要會設計探究課程、要會程式語言、要會跨領域合作、要會帶比賽帶科展…等等。但每個物理老師不可能同時所有方面都專精且擅長，因此我們的目標是：「分享時我們發揮專長，學習時我們多方成長」，透過團隊的力量，讓我們每個人在能力的雷達圖上都能穩健成長。而每兩~三年的暑假舉辦的CoursePlay，參加對象就不限於社群成員的公開研習。CoursePlay主要有兩個部分，其中一個是邀請「隱藏版」的經典教師，例如我們自己當年的師培指導老師，進行傳承分享。另一部分則是將我們發展較成熟的教案(課程)，用科學營的方式發表，除了可以讓學生直接參與課程外，也讓參與的老師可以一邊當學生體驗課程，也一邊觀察教案開發者經營課程的節奏與細節。

從2018年開始至今(見表1)，我們總共連續辦了7年在寒假的內聚研習，以及3次在暑假的CoursePlay研習。我們期待自己在每年的寒假都能舉辦內聚研習，讓社群內的老師們在忙碌的學期結束後，有個喘息、充電、互相支持、聯絡感情的聚會。而每兩~三年的暑假計畫舉辦一次公開研習(物理教學CoursePlay)，把這幾年來累積的成長跟更多教學現場的老師們分享，實現「一群人一起走」的願景。

表1 活動列表

• 結語

我們的共備社群因清大教學發展中心讀書會的計畫而成立，成員由四位清大物理教育學程的同學開始。從一開始只是因為教發中心的計畫組成的讀書會，到實習結束後的教甄讀書會，到轉型為課程共備社群、辦理科學營隊、自辦內聚研習、師生共學公開研習…等工作。雖然我們一直是一群非正式的教師群體，沒有穩定的經費支持，沒有固定的聚會場所，但從2011年到2024年，我們發現情感基礎與專業成長是一個團隊不斷向前的關鍵因素，我們也持續努力支持著彼此。許多工作我們絕對不是第一更不是唯一，14年在教育路上也只是一小步而已，但我們相信只要有心，任何人(團隊)都能走出一條屬於自己踏實的道路。謝謝所有參與過LOTO教師社群的夥伴們，也謝謝所有在教育路上支持過我們的教育夥伴們。

2024年國際化學教育研討會之綜合觀察與省思：

IUPAC化學教育終身成就獎的得獎感言—分享與IUPAC結緣和參與歷程

邱美虹

國立臺灣師範大學科學教育研究所
*mhchiu@gapps.ntnu.edu.tw

• 前言

《臺灣化學教育》（Chemistry Education in Taiwan, CET）電子期刊主編周金城教授邀請我撰寫一篇得獎感言，關於今年七月國際純粹暨應用化學聯合會（International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC）化學教育委員會（Committee on Chemistry Education, CCE）在泰國芭達雅舉辦的第27屆國際化學教育雙年會上獲得化學教育傑出貢獻獎（Distinguished Contribution to Chemistry Education Award, DCCE Award），此獎項也視為終身成就獎（The DCCE Lifetime Award）（請詳見網址：https://iupac.org/chemistry-education-award-2024/）。我很榮幸得以藉此機會與《臺灣化學教育》讀者分享我參與IUPAC各項計畫的經驗與感想。

最初，是透過一個偶然的機會，我參與了CCE會議活動。2002年，我出席了IUPAC在北京市舉辦的會員大會。在會場巧遇臺大化學系的牟中原教授，那時他代表臺灣化學會擔任CCE的國家代表，而當委員會會議進行時，他正好有另一個會議必須出席，於是他對我說：「你是化學教育專業養成的人，你去參加CCE會議看看。」如此，我便跨進看似嚴肅，卻充滿友善的會議場所。當時，我並不認識任何委員會的人。所以，挑選了一個空位，隔壁坐著一位面容慈祥的女性長者。我對她說：「妳看起來是個有經驗的人，而我初來乍到，請問可以坐在妳的旁邊嗎？」出乎我的意料，她回我說：「我也是第一次參加這個會議。」然而，僅是這樣的破冰對話，便大幅度的減輕我在進入一個陌生場域的焦慮情緒。更讓我沒料想到的是，日後她會是我合作近20年的學界伙伴。她名叫Dr. Lida Schoen來自荷蘭。

當時的CCE其實也才成立不久，主任委員是國際知名的物理化學家牛津大學Dr. Peter Atkins教授，而秘書長是加拿大國王學院Dr. Peter Mahaffy教授。他們二位在化學教育的領域中，不遺餘力的推動化學素養與系統思考，後來也成為許多化學教育學者的生涯導師。故事的開頭，就在這樣的機緣下展開。後來，承蒙化學會的推薦，我就此展開長達逾20年在IUPAC擔任組織成員的旅程，期間曾任CCE國家代表、CCE資深委員、CCE主任委員、IUPAC理事、IUPAC常務理事等職位（相關的活動可以參見 Chiu, 2022）。

• 與IUPAC結緣的故事

以下我以四個大型計劃來說明我與IUPAC結緣的故事。

一、找對的人，做對的事：拉近民眾與科學的距離

IUPAC的年輕化學大使（Young Ambassadors for Chemistry, YAC）是2003年由Dr. Lida Schoen所發起的一項科普活動。此項計畫的目的是透過動手做的簡易科學活動，例如製作乳液、髮膠等，讓民眾瞭解化學對人類生活的貢獻以及化學與日常生活的關係。於是，我爭取於2004年在臺北舉辦第一場YAC的活動。這項活動除了受到IUPAC和國科會的支持之外，也與英國文化協會（British Council）和英國葛蘭素史克製藥公司（GlaxoSmithKline, GSK）合作，於是我們一同辦理了此項科普活動。

在活動期間，我們先辦理為期三日的教師工作坊。目的為使教師熟悉如何協助此項科普活動進行簡易實驗，例如透過界面活性劑製作乳液和髮膠、利用果膠製作的軟糖組成DNA的模型等。此項科普活動中的素材大都來自日常生活，在當時對教師而言，這是與學校制式化的實驗設計相距甚遠。然而，當此項科普計畫將日常生活之物品與動手做結合後，可以提升教學的樂趣與學生學習的興趣，達到傳遞化學教育的目的。在教師熟悉整個實驗流程和備料過程後，他們會教授學生相關知識與實驗技巧，也因此這些學生成為此計畫的年輕化學大使。待前置作業完成後，我們與教師和YAC在臺北101前廣場帶領民眾一起進行這些簡易實驗活動。此時，我們會退居到觀察與支援的角色，讓教師和年輕化學大使直接與民眾交流。如此大手拉中手，再由中手拉小手，運用Train the Trainer模式，讓活動就此展開。

透過臺北場次的成功經驗，後續Dr. Schoen和我在其他城市中（見圖1）持續執行此項活動，並培訓一群年輕化學大使。每一次所挑選的場地都不同，譬如衣索比亞是在首都Addis Ababa教育部大門前的廣場、泰國則是在首都曼谷最大的購物中心、墨西哥則是在度假勝地坎昆，這些選擇都是以人潮眾多的地點為主，同時我們也充分與媒體合作，邀請平面媒體和電視台來現場採訪民眾和師生，做專題報導，讓活動不但可以觸及更多的民眾，也藉此對社會大眾宣傳化學的正面價值。教師工作坊的內容除了因地制宜的選擇適合的當地素材使用外，活動的核心價值皆以強化教師的化學教育專業能力為主。然而，有時活動並未如想像那麼順利，譬如有次在宜蘭某百貨公司前舉辦YAC時，該百貨公司主管不願與化學相關的動手作活動在百貨公司大門前舉拜，他們的說詞就是化學太危險，因此他們安排我們移到百貨公司側門的一塊空地上。經溝通後，強調百貨公司一樓的化妝品就是化學的產品後，該主管才同意讓我們在一樓入口處辦活動，並提供活動禮品贈給參與的社會大眾。這樣的轉變，也是因為化學給人的刻板印象大都是負面的，從不瞭解到維護化學的過程便需假以時日。這樣的科普活動相當仰賴當地人員與IUPAC志工的協調，為此非常感謝所有曾經參與過此項活動的人員，世界各國主要負責活動的人員如圖2所示。

圖1  YAC在世界各地辦理的一覽圖

圖2  協助辦理YAC活動：IUPAC的志工和當地負責人（化學家及化學教師）

二、推動化學專業成長

在IUPAC的CCE中，有許多以推動化學教育為目的的計畫，其中還包含化學教育家飛行計畫（Flying Chemistry Educators Program, FCEP），顧名思義是項讓化學教育家飛行到世界各地，以推動化學教育為目的的計畫。這項活動的前身是名為化學家飛行計畫（Flying Chemists Program, FCP），它是於2005年由牛津大學的Dr. Peter Atkins教授所創立。第一屆FCP是由Dr. Atkins與來自波多黎各的Dr. Ram Lamba教授赴印度舉辦的，並於次年在斯里蘭卡辦理第二屆FCP的活動，那次的主講題目分別是Dr. Atkins所主講的Ten Great Ideas of Science和Dr. Lamba所主講的Discovery Approach for Student Labs。其後依據各國所提出的教育需求，不定期在各地執行此項計畫。在我擔任CCE主任委員的時期，將此項計畫更名為FCEP，藉以強調化學教育工作者的參與及使命。這項計畫如同YAC也是屬於CCE組織中的一項旗艦型計畫案，宗旨是在幫助新興國家改進中小學和大學的化學教學。FCEP主要是以客製化的方式為提出強化化學教育能力需求的國家執行協助的計畫，譬如開發化學教育的課程與評量工具、引介新興化學教學方法和綠色化學、動手操作微型實驗、評介化學教育新思維的理念與實踐（如系統思考）等，並且進一步協助該國在大學、企業和政府之間建立合作夥伴關係。辦理FCEP的形式不拘，可採用舉辦國際會議、辦理工作坊或是專題演講等方式進行，終以達到推動化學教育和加強化學教學之目的。（更多有關FCEP計畫，請參考網址：https://iupac.org/wp-content/uploads/2018/05/2pages_FCEP_2017.pdf）。

由於每個國家在推動化學教育的需求不一，經由該國關心化學教育和教學的人員向CCE提出所需，再由FCEP組成成員將之客製化並提供相應的演講內容，例如2008年在菲律賓馬尼拉時，包含有化學教育的目標（英國Dr. Peter Atkins）、全球暖化（加拿大Dr. Peter Mahaffy）、化學教學與評量（臺灣Dr. Mei-Hung Chiu）、微型實驗（墨西哥Dr. Jorge Ibneze）等，而2010年在克羅埃西亞時，FCEP所提供的演講內容則是以化學教學（澳洲Dr. Robert Bucat）、化學課程與評量（臺灣Dr. Mei-Hung Chiu）為主，在2011年在衣索比亞時，除納入過去FCEP團隊演講內容（如全球暖化、化學課程與評量、微型實驗等），另外增加化學迷思概念研究（德國Dr. Hans-Dieter Barke）和大眾化學教育（荷蘭Dr. Lida Schoen），在2019年在蒙古則是以綠色化學作為演講主軸，由德國Dr. Anna Marakova和羅馬尼亞Dr. Aurelia Visa兩位教授主講（Apotheker et al., 2020）。FCEP相關的活動地點及相關人員請見圖3。

在執行FCEP時，我扮演的角色更為多元。時而擔任尋找有意辦理FCEP以促進該國化學教育品質的在地化學家、時而負責推薦適合擔任演講者的人選或舉辦的活動內容、時而單純擔任活動演講者。我常想成，我從扮演催化劑開始到降低反應的活化能，使得這個計畫可以順利展開，後續成為化學反應中的一分子，也就是參與互動活動的人員。在參與FCEP活動時，我時常能觀察到現場的教師對於化學教育的創意和信念。有時候學校無法提供化學教育所需的器材時，教師則以日常物品做出實驗器具，並向學生介紹其功能與目的。在2011年時，衣索比亞的化學教師便面臨這樣的挑戰，當時他們希望向學生介紹李克氏冷凝管和其功能，然而沒有那項實驗的器具，於是化學科的教師便想出以燈泡代替燒瓶、以寶特瓶代替冷凝管製作了簡易版本的李克氏冷凝管的解方(可參看圖3)，同時體現了化學教育與日常生活的緊密程度。有時候因為長年沒有舉辦化學教育工作坊，而現場的化學教師求知若渴，便徹底展現了他們對化學教育的理想和提升化學教育品質的堅持。在2010年時，FCEP於克羅埃西亞舉辦連續五天的教師工作坊，那時近百位的中學與大學化學教師從早上八點到晚上六點多全程參與，從頭到尾皆未缺席於是我問眾人怎會如此投入，他們回說：「已許久未曾有如此的化學教學工作坊，怎能不加以珍惜。」克羅埃西亞至今在澳洲Dr. Bob Bucat教授和當地的種子教師的長期耕耘下此教師工作坊仍持續辦理，是FCEP相當成功的一項案例。

至今，我仍經常想起與這些前來參與活動的教師的對話以及他們對於化學教育認真懇切的態度，我常想所有參與這些活動的人們都在互動中獲得了刻骨銘心的啟發與繼續前行的勇氣與力量。

圖3  FCEP活動相關人員及地點

三、全球科學領域性別差距計畫

受到IUPAC的推薦，於2017至2019年間我參加了一項由國際科學會（International Science Council, ISC）所推動的性別計畫（請詳見網站：https://gender-gap-in-science.org/）。這項計畫是由11個國際性科學性組織，如IUPAC、國際數學聯合會（International Mathematical Union, IMU）、國際純粹暨應用物理聯合會（International Union of Pure and Applied Physics, IUPAP）、國際生命科學聯合會（International Union of Biological Sciences, IUBS）、國際天文聯合會（International Astronomical Union, IAU）、國際科學與技術歷史和哲學聯合會（International Union of History and Philosophy of Science and Technology, IUHPST）等，還有全球性團體，如聯合國教科文組織（United Nations Education Scientific and Cultural Organization, UNESCO）所贊助和支持進行的團體（見圖4）。每個組織可以推薦二至三人參與會議並討論計畫執行的內容。當時，此計畫由國際數學聯合會（IMU）的Dr. Marie-Françoise Roy教授擔任計畫主持人，我則是代表IUPAC擔任計畫共同主持人，其他來自IUPAC的參與者有前理事長來自美國的Dr. Mark Cesa和來自以色列的CCE資深委員的Dr. Rachel Mamlok-Naaman教授以及來自土耳其的CCE主席Dr. Mustafa Sozblier教授。

圖4  ISC性別差距計畫計劃夥伴和結案報告

         在計畫執行前期，為了收集各地區專家學者對於問卷調查內容的意見，各地區協助指導工作坊，而亞洲區則由臺灣負責此項活動（Chiu et al., 2018，見圖5）。接著，這11個國際組職所派出的專家學者便出席了在國立臺灣師範大學舉辦為期兩天的工作坊。會中我們逐一討論問卷調查中的內容，並試著瞭解在不同文化下語句的表達是否適宜以及問卷的廣度和深度是否符合此計畫的研究目標。國內受邀參與的代表有來自化學、生物、物理、數學等自然科領域中研院研究員、大學教授和中學教師，期能達到更為全面的交流且展現對文化的關懷與專業科學的素養。另外，兩場國際性的工作坊，分別在非洲地區的南非和南美洲地區的阿根廷舉辦，所有工作坊皆以集思廣益，使得問卷更具地區代表性與文化包容性。此計畫完成了三項主要的任務，分別有：(一)針對大約32,000位全球科學和數學領域人員進行問卷調查、(二)分析數百萬份科學出版物中不同性別發表的情形、(三)彙編在數學、自然科學和電腦領域內解決性別差距的優良方案。除此之外，我們也出版了一本專書（請詳見網站：https://zenodo.org/record/3882609）、發表了數篇國際期刊文章（如Chiu et al., 2018; Chiu et al., 2019）和提供了多種語言版本的研究成果小冊子，語言則選自聯合國所指定的六種語言。

這是ISC首次補助其會員組織共同進行科學領域中性別差距的計畫，在結合11個國際科學性組織與全球團體共同研商的計畫中，讓會員團體透過執行計畫、集眾人之力完成跨領域的性別研究。這項計畫除能展現ISC回應聯合國第五項永續發展目標（Sustainable Development Goals, SDGs）-性別平等外，也提供了跨領域科學家們針對性別差距在職場、資源等議題共商改善之管道。許多參與此項計畫的成員都是首次加入跨領域合作之性別計畫，因此在執行計畫的初期，經歷了許多彼此磨合與研討的過程，透過這些持續且誠懇的觀點交流後，來自不同專業養成的專家學者更加瞭解了彼此所關注的核心思想對於此項科學領域中性別差距計畫的影響。我身為此項計畫的共同主持人，扮演的角色是確保所有參與者皆能有參與表達自身觀點的機會，並適切地針對個人專長進行分工以及掌控計畫實施期程。在計畫結束後，我和IUPAC前理事長Dr. Mark Cesa向IUPAC提出計畫申請，分析了在此計畫執行期間所收集到的與化學相關問卷資料與延續收集與分析優良方案。至截稿前，已有兩篇國際期刊文章發表（Chao et al., 2020; Fung et al., in press）。縱使性別差距的現象仍舊存在於各科學領域(化學也不例外)與其研究環境之中，研究卻也同時顯示了女性逐漸感受到在職場被平等的對待（如待遇和發表機會等）。即使性別不平等的趨勢在科學領域中已逐年減緩，此相關之性別議題仍須值得我們持續關注，並且更重要的是這議題不是單一性別的問題，而是不分種族、性別、社會階級、年齡等大家都應該正視的問題，才能讓男女的智力與體能達到充分運用的機會共同創造美好的未來。

圖5  ISC性別問卷工作坊

四、化學教育之多場域

除了在國際活動外，我也在國內辦理過幾項與國際接軌的活動，並受到政府單位、業界團體、各級學校、科學家和科普人士的支持，讓我有機會將化學教育和其相關活動從城市延伸到偏鄉、從教室延伸到戶外、從學生觸及到社會大眾，再從國內推展到國外。譬如2019年聯合國稱之為化學元素週期表國際年（International Year of the Periodic Table of Chemical Elements, IYPT），元素週期表於1869年由俄羅斯化學家德米特里·門德列夫發表，於是我與一群熱心的學界科普友人和學生共同致力於結合化學、科技、藝術和文學等相關的展品最終得以和國內五大科學博物館（科教館、科博館、科工館、海生館和海科館）進行合作，以展出化學元素的發展史和命名(中、英文)、女性化學家在發現元素的貢獻、化學元素的應用，以及化學元素與文化、生活和科技的關係，展品亦包含視障者點字週期表（國立彰化師範大學楊水平教授設計），以期能接近全民科學的目標。這些展品更在同年年底於UNESCO和日本化學會在東京市共同舉辦的閉幕活動中聯合展出，除日本和俄羅斯之外，臺灣是唯一參與展示在臺灣各項慶祝IYPT活動（包括特展、全島移展、彩繪臺北捷運車廂、臺北101點燈等）的展品，藉以彰顯臺灣重視全民科學、科學普及、科學扎根與國際連結的理念與行動（Chiu, 2022）。當年所錄製的一段影片在參賽後，更獲得IUPAC一張由2016年獲得諾貝爾化學獎的Sir James Fraser Stoddart所簽名的週期表，這讓當時的團隊核心成員（國立臺北教育大學周金城教授、中央研究院趙奕姼教授和國立臺灣師範大學張一知教授）受到極大的鼓舞，欣喜萬分，但這絕對是一群人共同努力的結果，我們僅是代表這群夥伴接受此獎項。2022至2023年時，我們再度有機會在臺灣辦理一項由聯合國與IUPAP所推動的基礎科學促進永續發展國際年（International Year of Basic Sciences for Sustainable Development, IYBSSD）慶祝活動，延續之前IYPT的全民科學、科學普及、科學扎根與國際連結的理念，再推出「扎根科學、永續臺灣」的口號，並落實在IYBSSD各項活動中，包括在海洋研究船勵進號上由前總統蔡英文為活動開幕，藉此引起社會大眾對永續議題和全民科學的關心，並透過結合10多位教授之力設計的彩繪捷運車廂（北捷、中捷、桃捷和高雄輕軌），以四大彩繪主題「俯仰之間，萬物相惜」、「地球是人類的太空船」、「守護環境變遷下海洋及森林」、「凡走過必留下碳足跡」凸顯此次IYBSSD的訴求，同時辦理偏鄉（國立成功大學李旺龍教授）、非山非市（國立彰化師範大學李奇英教授、國立高雄師範大學洪振方教授、國立臺灣師範大學張子超教授）與小型學校（國立成功大學李旺龍教授）科普活動等，希望透過這些活動讓科學更親民、讓永續發展的議題透過更為軟性的方式觸及民眾，以引起眾人的對科學與環境的關心。IYPT和IYBSSD部分活動照片如圖6所示。

圖6  IYPT和IYBSSD部分活動照片

• 結語

化學教學是我所喜愛的工作，而化學教育研究是我心之所向的志業。在我的整個職涯發展中，能夠將所學、鑽研與探究的心得，透過不斷的學習與成長轉化成科學傳播的素材，接觸不同領域且具熱誠的同好，共同完成一些自己覺得有意義且能完成的工作，心存感恩，也感覺很幸運能和一群人做喜歡做的事，並透過研究計畫和執行工作坊將知識與資訊轉化成有科學素養的傳播素材與教材。這種能夠與其他專業培養的專家學者進行深入的探討，並共同完成這些工作，我始終抱著感激之心，也覺得能與一路上相遇的人一齊成就這些計畫並產出結果是非常幸福且滿足的。

我從未想過獲得IUPAC CCE的傑出貢獻獎，這無疑對我而言是極大的肯定，我冀望我能為他人帶來激勵，讓有志之士在此條路上即使遇到困難也不退縮。在此，我以美國詩人Robert Frost膾炙人口的未行之路（The Road Not Taken）和大家分享，期望夥伴們能勇敢開拓化學教育的未來。不論走哪條路都景色優美，即使是人煙罕至的道路，也有一番美景等你去探尋。

• 致謝

我非常榮幸能夠獲得IUPAC化學教育傑出貢獻獎（終身成就獎）。這獎項不僅是對我個人在化學教育的教學、研究和服務的歷程中所付出的努力和奉獻表示肯定，更多的認可是與我在化學教育的歷程中一起共同合作和從旁協助完成任務的每一位夥伴。在此我要誠摯地感謝每一位成就此項榮耀的人。

順此，感謝國內媒體和學會的報導，包括：

• 中央社。台灣第1人 邱美虹獲IUPAC化學教育終身貢獻獎。https://www.cna.com.tw/news/ahel/202407180207.aspx。
• 自由時報。台灣第1人！台師大邱美虹獲IUPAC化學教育終身貢獻獎。https://news.ltn.com.tw/amp/news/life/breakingnews/4740626。
• 聯合報「台灣第1人！師大名譽教授邱美虹 獲IUPAC化學教育終身貢獻獎。https://news.ltn.com.tw/amp/news/life/breakingnews/4740626。
• 經濟日報。台灣第1人 邱美虹獲IUPAC化學教育終身貢獻獎。https://money.udn.com/money/amp/story/7307/8103707。
• 國語日報。臺灣第一人 邱美虹榮獲IUPAC化學教育終身貢獻獎。https://www.mdnkids.com/content.asp?Link_String_=227J00000SPKUPK。
• 國立教育廣播電台。臺灣首位！邱美虹獲IUPAC化學教育終身貢獻獎。https://www.ner.gov.tw/news/6698e0301fa0320022ae323f。
• 蕃薯藤新聞。臺灣首位 臺師大科教所邱美虹名譽教授榮獲IUPAC化學教育終身貢獻獎 長期致力國際科學教育合作獲肯定。https://n.yam.com/Article/20240718962312。
• 科學人新鮮報。臺灣首位！臺師大科教所邱美虹名譽教授榮獲IUPAC化學教育終身貢獻獎。https://www.scitw.cc/posts/20240718-17037。
• 中國化學會(臺灣)。恭賀教育委員會主委邱美虹教授獲 IUPAC 化學教育傑出貢獻獎。https://chemistry.org.tw/news-single.php?mTitle=department&temp_id=820。
• 台師大新聞。臺灣首位 科教所邱美虹名譽教授榮獲IUPAC化學教育終身貢獻獎。https://www.sdgs.ntnu.edu.tw/臺灣首位-科教所邱美虹名譽教授榮獲iupac化學教育終/。
• 臺灣女科技人學會。恭賀！本會創會會員邱美虹教授榮獲IUPAC「化學教育終身貢獻獎｣。https://www.twist.org.tw/post/恭賀！本會創會會員邱美虹教授榮獲iupac「化學教育終身貢獻獎。

• 參考文獻

Apotheker, J., Marakova, A., & Visa, A. (2020). Flying chemistry educator program in Ulang Bataar, Mongolia. Chemistry International, 42(1), 37-41. https://doi.org/10.1515/ci-2020-0129

Chao, H. Y., Lin, J. J. H., Cesa, M., & Chiu, M. H. (2024). Gender gap in chemistry, still?! Journal of Chemical Education, 101(3), 831–840. https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.2c00650

Chiu, M. H. (2022). My journey in chemistry education. Pure and Applied Chemistry, 94(8), 919-941. https://doi.org/10.1515/pac-2021-1103

Chiu, M. H., Roy, M-F, Gledhill, I. M. A., & Ivie, R. (2019). Are we all ready to get rid of gender inequality? L’Actualité Chimique, 442, 25-27.

Chiu, M. H., Roy, M., & Liaw, H. (2018). The gender gap in science. Chemistry International, 40(3), 14-17. https://doi.org/10.1515/ci-2018-0306

Fung, F. M., Markic, S., Mamlok-Naaman, R., Cesa, M., & Chiu, M. H.* (in press). Analyzing the Existing Programs on Promoting Women Scientists in Chemistry. Chemistry Teacher International.

IUPAC, Committee on Chemistry Education (2006). The Flying Chemists Program. https://old.iupac.org/standing/cce/FCP.html

2024年國際化學教育研討會之綜合觀察與省思：

凝視  省思  展望

熊召弟

國立臺北教育大學自然科學教育學系(退休教授)

Email:hsiungct@gmail.com

• 前言

今年夏天，退休約十年的我，隨著國立臺北教育大學自然系周金城教授、林靜雯教授及四位博士生去參加泰國Pattaya(7/14-7/19)舉行的國際化學教育會議(International Conference on Chemistry Education, ICCE)，我沒有發表，只是隨行者、觀察者、學習者。

最初動機是因為從2019聖誕節之後因為COVID-19之故，許久沒搭飛機出國了，往日出國目的是參加國際研討會，每次的知性之旅讓我懷念，好巧得知在國北自然系念博士班的學生王秋雯老師告知系上教授要帶他們去Pattaya參加化學教育國際研討會，就這樣決定跟著去。到了機場，大甲高中的化學名師廖旭茂老師歸隊，形成了有活力的八人團隊。我跟著他們聽專家學者的演講，到夥伴們的發表場次加油喝采，團結就是力量，就像看板上我們的國旗置於醒目的中央，喜悅與激動心中不斷翻騰。

• 凝視

一、會議內容概覽

2024 ICCE的主題是「化學教育推進永續發展目標的威力」(The Power of Chemistry Education for Advancing SDGs), 共有8項論題: (1) 資訊教育及終身學習脈絡下的化學教育，(2) 重新設計化學實驗室教學，(3) 化學教育的創新科技，(4) 化學與科學師資教育以及進修專業發展，(5) 環境、社會永續的化學以及化學科學教育，(6) 政策、革新以及品質保證的化學教育，(7) 化學教育的倫理、多樣、平等及包容議題，(8)二十一世紀化學界的新興教育趨勢。除了有一般的發表形式外，特別有6個主題式的論壇(Symposium): (A) 微型化學(the 12^th International Symposium on Microscale Chemistry)、(B)建模本位的教學及評量，(C) 能力本位的科學教育及永續發展挑戰，(D)促進化學安全與安保教育(safety and security)，(E) 教育與產業：永續化學的系統思考，(F) 綠色和永續化學課程。我們團隊主要是在微型化學以及建模本位的教學及評量的論壇分享相關的研究報告。

二、焦點報告

• 建模本位的教學及評量

這是以Symposium的型態發表，主要重點是透過建模本位的教學與評量(modeling-based instruction and assessment)促進學生的建模能力。首先由邱美虹教授及來自美國的Vicente Talanquer教授分別30分鐘做主題演講(Keynote)，接著有六篇論文發表，除了一位泰國學者，其它報告者是臺北教育大學的周金城教授、林靜雯教授以及三位博士生的發表。

邱教授將歷年研究整合成有系統的建模理論與教學實務論述，能針對發展建模能力的課程設計、量測，以易理解的圖示及闡釋方式，清楚條理的表達其運作過程，只見會場參與者頻頻微笑點頭，相信這一場演講解解決了不少人的困惑。接著是Vicente Talanquer以化學課堂的實例，呈現整合概念與想法的挑戰與應對策略，對於實務教學的參考價值極大。

接著是由臺北教育大學的林靜雯教授分享透多重類比 (multiple analogies) 設計診斷工具評量小學生在物質粒子模型的類比建模能力，他先做整個有關粒子的物質模型以及建模的釋義，建立有信、效度的工具來協解決研究問題。下一位是泰國學者Jakkrapong Pinchai 發表以氣體的主題亞佛厥定律為例，說明如何以模型本位探究(Model-based inquiry)來支持科學解釋(supporting scientific explanation)的能力，對於教學方法有參考的價值。中間有20分鐘的茶敘，大家可以透口氣或請教、討論。接著的一場，由國北自然系的教授及學生的發表包辦，對此有興趣的研究者還不少，偌大的會堂依舊滿座，首先是由周金城教授分析臺灣小學科學教科書到大學化學教科書在使用「模型」名詞的主題及頻率，發現主要是具體現象的描述，如何善用模型進行科學解釋是可期待的，周教授的研究可以擴展一般人對於「模型」(model)的認知。接下去是林靜雯教授的博士生王秋雯、陳楨鈺、賴碧純分別針對學生、老師以不同研究方法、工具進行學習、理解、教學的研究報告，雖然複雜(sophisticated), 但是都能有說服力的研究結果，教授指導認真，使得國北自然系團隊縱使以英文發表，仍然流暢有力，該研究問題引起在場的共鳴，對話相當熱絡。

（二）其他國人的發表

文爾雅老師是我們團隊第一位上場報告，首日第一場，著實緊張。不過他小小個子，聲音可是鏗鏘有力，發表題目是化學運算思維對數學運算思維、科學運算思維的影響元素探討(Analysis of the influence of elements of chemical on mathematical and scientific computational thinking)。數學與運算思維(Mathematics & Computational Thinking)是NGSS (下一代科學標準)重要實作(practice)之一，針對NGSS提出的數學與運算思維，能思考各領域皆會出現的運算思維以及探討之間的關係，讓我們對運算思維有更想探究的動機。

聽完爾雅老師的報告，我們就趕到廖旭茂老師的會場，這場次還真的很國際化，標題 “the 12^th international Symposium on Microscale Chemistry”，兩位主持人，一位來自泰國，另一位來自墨西哥，發表者廖老師是我們臺灣人，其它分別來自英國(兩位)、保加利亞、芬蘭等。發表者們分享老師、學生、技術員除了一般儀器和設備外，採用微型設備以增加學生在實驗活動的實作經驗的Microscale Chemistry。臺灣的廖老師一邊講解，一邊操作他研發的微型霍夫曼電解器(micro-Hoffman voltameter)，反應熱烈，有提問的，他就贈送在海關被盤問的微型電解器模組，有趣的是，他已經收集好可能會被問的問題，印好了英文版的Q&A，最後還發給聽眾這張問答表，有備而來，會場一片笑聲，足見廖老師的用心認真。我們還參加了廖老師的工作坊，這次他分享的是綠色電化學蝕刻模組，我也試做了一把不鏽鋼書籤(也可用為小尺)，上面蝕刻 “chem is try”，其中，”is”的 “i” 繪成臺灣的形狀，這種設計太令人感動了，一位高中老師能在做學術研究發表，也在為臺灣外交盡力。這次還遇見多年前一起為奈米課程設計努力來自東華大學的楊悠娟教授，他分享的主要是化學課堂教學的策略應用(概念圖)及改進，增進學生的動機和投入化學學習，深具行動研究的內涵，以提升教學品質和促進更佳的學習為目標。

• 禁止化學武器組織

這是在公布會議的主題報告時，我對於化學武器是化學教育關切的研究，以及又發現OPCW(Organization for the Prohibition of Chemical Weapons)在2013年獲得諾貝爾和平獎深感興趣，因此決定去聽這場的專題演講。Peter Hotchkiss主要是介紹這個OPCW組織以及工作事項，提出消除化學武器的多方努力。他特別強調聯合國2015年提出的17項永續發展目標，這個組織做到SDG#3健康與福祉，SDG#12責任、消費與生產，SDG#16制度的正義與和平。這也回應了Project 2061提出的科學本質，除了科學世界觀(the scientific worldview)及科學探究(scientific inquiry)之外，應該重視科學事業(the scientific enterprise)這個本質，科學是一場複雜的社會活動，依照內容領域形成不同的組織，在科學的運作中應本持一般人接受的道德準則，科學家不僅是專家也是公民。

三、傑出人才，臺灣之光

此次會議，發現國內臺師大邱美虹名譽教授深受眾人推崇，在晚宴時，主席頒發邱教授IUPAC化學教育終身貢獻獎的最高榮譽，他是臺灣首位獲得此殊榮的學者。我們科學教育界深知邱教授在臺灣或國際推動科學教育表現非常優異，這次在ICCE，我發現他確實已在國際化學教育社群擁有極崇高的地位，令人佩服，尤其是他學富五車之外，謙沖為懷，樂於栽培年輕人，並有穩健的傳承。我對他的印象，以2019在臺北的科學教育館展覽「國際化學元素週期表年」特展時，他親自為我和另一位小學老師講解，讓我們更容易察覺出展覽在科學、創思的特點。他曾擔任NARST 主席(2016-2017) ，這種積極參與全球科學教育、化學教育的交流與合作，提升臺灣在國際科學教育的影響力，是我們應該學習的。此次，他擔任建模本位的教學與評量主題的主席，有大師級的風範，發表非常紮實的演講，座無虛席，滿堂尊敬的喝采，臺灣的驕傲。

• 省思

我聆聽熟悉的夥伴的發表，特別專注國北自然團隊的行動表現，也對於粒子觀、模型建構有時代對比的想法，順筆記下。

一、周全準備，完美展現

我們到達曼谷，搭車往Pattaya，到了旅館，才休息十分鐘，馬上到第二天要發表論文的會議現場Royal Cliff Hotels Group, Pattaya註冊及熟悉會場。首先看到的是有各國國旗的會議大看板，數了數約有五十六面國旗，我們的國旗擺在相當C位，到了國外大家踴躍表現愛國心，心中雀躍，頻頻相偕留影。我跟著團隊去會場，坐在觀眾席上，看四位博士生在兩位教授、一位高中名師的指導下忙著確定講桌高矮、麥克風有無、電腦、插頭、銀幕角度等，細心的程度，不禁想起過去年輕時到國外參加會議，所不如年輕人的慎重、認真與周全準備。這次，博士生們提繳的論文相當優質，所以能獲得大會支助(free)昂貴的註冊費，同時他們出國前還申請了國科會的補助，因此沒有什麼特別經濟負擔，得以有機會到國外以英語分享研究成果，足以可見不論國內、國外對於年輕學者的學術成長皆能全心全力的提供最佳資源與環境。

二、對於粒子、模型教學的過去與現在的想法

這次國北團隊主要的研究是關注小學老師和學生對於粒子、模型在學習、教學、認知、評量的議題，坐在聽眾席的我，深深覺得該研究取向挑戰性極高。大概是受皮亞傑認知理論的影響，過去編教科書時認定提供小學生學習的內容要具象、具體操作。生物的話可以學到細胞級，廚房裡的洋蔥細胞在顯微鏡底下可以看到細胞核，天文的話星空裡太陽、月亮、土星、金星等，化學的話就是溶液、不同物質的交互作用產生的顏色變化、或光、熱的產生，好像沒有深入探究物質的粒子層次，總覺得不易看見、抽象，學生不易建構這樣的知識，因此沒列入小學教材內容。然而現在108課綱有這一條「物質由微小顆粒組成，微小顆粒處於不斷運動狀態」，如何建構可以讓小學高年級生達到這目標的教學、評量活動，的確是需要思考、想出適切的教學策略以及成效評量。另外，有關建模或模型，這早在S-APA (Science-A Process Approach, 1963)提出的科學方法(Process)時有八個基本方法: 觀察、應用時空關係、分類、應用數字、測量、傳達、預測、推理等八項，及五個統整過程:鑑定變因、操作型定義、形成假說、實驗、解釋資料等，早期的課程是依這十三個技能做階段性融入自然活動編排，原本最後第十四項是形成模型(formulating model)，當時大家認為在小學階段太難而取消，這次，國北研究團隊能夠針對「粒子」概念以及「建模」的科學方法進行挑戰，並提出教學策略、評量工具與方法，並以嚴謹的研究方法，確認其可行性，這種實踐與研究合一的求真精神，確實值得鼓勵與喝采。

• 展望

郭重吉校長在「郭重吉博士教育文選」標題寫道「科學教育往下紮根向上結果」(王國華主編，國立彰化師範大學出版)一書提到科學師資培育。我從此次跟國北團隊參加國際研討會，發現我們的科學教師專業成長之道，以及科學師資培育機構輔導新一代科學教育研究者策略等的優點，也期待能更開花結果。

一、科學教師專業成長之道

這次團隊的博士生都是在小學有多年任教經驗的自然科教師，老師們常感嘆「教然後知不足」，再次投入壓力看似頗重的碩士、博士學程，與一般在外觀摩、見習不同的是，自己本身不能只是海綿吸收者，而是「教學者即研究者(teacher as researcher)」，教學者可以成為最好的教育研究者。教師從實務經驗的反思，透過論證到概念重建的歷程，才有革新的教育作為，也就是由行動研究中以促進教師的專業成長。

• 科學師資培育機構輔導新一代科學教育研究者策略

基礎的中小學科學教育之改革與精進，是當今迫切、值得重視，所以對於新一代的科學教育研究者的培養，大學的師資培育機構應該有適切的培育方法。這次我看到國北團隊由兩位教授領隊，報告安排，教授和學生一樣，大家都有一場上臺，教授的示範報告表現，學生心定很多。博士生們提出的研究，教授是co-author，但是由學生上臺報告、接受提問，偶爾教授作補充，因此，縱使他們第一次在國外面對只聽懂英文的外國人，也都能大將風範，侃侃而談。我的評論是教授能基於建構主義營造科學師資及研究者培育的搖籃，透過範式、協同到獨當一面，系統化的營造在職科學教師成為科教研究者的果子。

三、國際會議是為國家建立外交的機會

邱美虹教授獲得IUPAC化學教育終身貢獻獎，讓我們與會的臺灣人頭上有光圈，我還看到有蕭次融教授影子的年輕一代的廖旭茂老師，非常積極的與外國人分享他的研究智慧，不少外國學者和他合照，並和他相約下次見面，看來他已在這裡有社群了。我想，臺灣也一定有不少科學家、教育家等在任何地方、把握機會，展現臺灣的真、善、美。

• 結語

透過凝視整個大會、國北研究團隊、臺灣傑出人才的光芒，我，一位退休教授所感受的不是「凋零」而是「欣欣向榮」。這次團隊的四位博士生都是在職老師，而且分別是有小學到大學孩子的母親，每日她們定時和孩子視訊，不忘教誨，還有兩位在出國報告抽空，和臺灣學生以視訊討論八月在臺南的國展，這是在職老師成為研究者的歷程，旁邊仍有許多因素的影響。我們除了專心五天的會議，也不忘認識Pattaya以及曼谷，周金城教授特別帶我們去了曼谷的科學教育館，因為時間有限，所以有點快閃，不過就是一閃，仍深感覺泰國在科學教育的普及是用心的，最後我們也快閃的去體驗曼谷的捷運，這是會議之外，對於泰國發展的認識與驚艷。這是我期待已久的學術知性之旅，充實又新鮮！

2024年國際化學教育研討會之綜合觀察與省思：

建模本位教學的創新與實踐：自然領域教學研究中心團隊在ICCE 2024的研究成果與展望

林靜雯

國立臺北教育大學自然科學教育學系 教授

國小自然領域教學研究中心 計畫共同主持人

jwlin@mail.ntue.edu.tw

• 前言

第27屆國際化學教育研討會（International Conference on Chemical Education 2024）於2024年7月15日至19日在泰國芭達雅舉行。本年度會議的主題為 “The Power of Chemistry Education for Advancing SDGs”，著眼於化學教育對實現永續發展目標的推動力。為配合這一主題，大會策劃了六個專題研討會（Symposium），分別是：

1. 第12屆微型化學國際研討會（The 12th International Symposium on Microscale Chemistry, 12ISMC）
2. 建模本位的教學與評量（Modeling-Based Instruction and Assessment for Chemistry Education）
3. 連結能力本位的化學教育與永續發展挑戰（Connecting Competency-based Chemistry Education and the Challenge of Sustainable Development）
4. 推動化學安全與安保教育（Advancing Chemical Safety and Security Education）
5. （教育與產業聯合研討會）化學中的系統思維與永續性（Join Education and Industry Symposium: System Thinking in Chemistry for Sustainability）
6. 化學課程中的綠色與永續化學：進展與模式（Green and Sustainable Chemistry in the Chemistry Curriculum: Advances and Models）

這些專題研討會旨在引發與會專家學者對不同議題的深入討論。值得一提的是，本次研討會還特別提供獎學金，鼓勵優秀的教學現場教師與研究生參與，拓展國際視野並加強理論與實踐的結合。

本次會議，臺灣國小自然領域教學研究中心由周金城教授（計畫主持人）和林靜雯教授（計畫共同主持人）領隊，帶領國立臺北教育大學自然科學教育學系的四位博士班同學：桃園永順國小王秋雯老師、桃園中山國小文爾雅老師、桃園文化國小賴碧純老師、新北市民安國小陳楨鈺老師進行論文發表。這些教師不僅是國小教育的先鋒，也有許多正是或曾是各地區自然領域輔導團的資深輔導員。他們藉由結合理論研究與教學實踐，在會上分享了臺灣的研究成果與創新教學法，並全數獲得大會獎助學金的肯定，能夠與來自世界各地的教育工作者進行交流，實屬不易！

本次國小自然領域教學研究中心的團隊共有五篇論文在「專題演討會B：建模本位的教學與評量」（Symposium B: Modeling-Based Instruction and Assessment）中發表，以下將對該專題研討會的內容與收穫進行詳細報告。

• 專題研討會：建模本位的教學與評量

一、主席開場演講：探索模型建構與科技工具的結合

「建模本位的教學與評量」是此次會議的重要議題之一，來自全球的學者專家齊聚一堂，探討如何在化學教育中促進模型本位的教學與評量。此場Symposium B由國際知名學者邱美虹教授和Vicente Talanquer教授分別擔任主席與副主席，兩位學者共同引領了關於模型與建模的深入討論。

首先，國立臺灣師範大學的邱美虹教授發表了開場報告，強調模型建構在科學教育中的關鍵地位。邱教授展示了基於模型的教學框架，並透過實踐與反思活動，提升學生的建模能力。特別值得注意的是，她提出了機器學習技術在分析學生化學學習推理過程中的應用，這不僅能幫助教師掌握學生的思維模式，還能提供精準的回饋，進一步提升教學質量（Chiu, 2024）。邱教授的研究顯示，將機器學習應用於建模教學能有效促進學生的科學素養和推理能力。

接著，亞利桑那大學的Vicente Talanquer教授探討了學生在化學課堂上整合多樣化概念時所面臨的挑戰，這些概念包括分子結構、熱力學與動力學的不同層次。他的研究指出，這種多維度概念整合對學生來說極具挑戰性，但他也分享了研究中發現的應對策略，並提出了一些幫助教師支持學生運用科學模型解釋現象的課程設計建議（Talanquer, 2024）。

綜合兩位學者的報告，可以發現未來的化學教育應更多結合技術工具，如機器學習，以提升學生的學習體驗和成效。教師可利用這些技術深入了解學生的學習進展，並提供個性化支持。除此之外，化學教育應強調建模是動態的過程，學生需要透過建構、反思與修正模型來掌握概念，而不僅限於學習靜態知識。而在化學課程設計上，應重視跨學科知識的整合，幫助學生更全面理解複雜的化學現象，並能在科學實踐中有效應用。兩位教授的研究為化學教育未來的發展提供了重要的指引，特別是在技術應用、課程設計和學生建模能力培養方面，為教育者和研究者指明了創新與改進的方向。

圖1 主席邱美虹教授演說：「Developing modeling competence: How to Design? How to Measure?」

二、團隊報告：國小自然領域教學研究中心團隊的創新與實踐分享

接著是國立臺北教育大學自然科學教育學系與國小自然領域教學研究中心的代表成員們的報告與分享。國小自然領域教學研究中心計畫主持人周金城教授分析了臺灣不同學習階段教科書中「模型」一詞的出現頻率。研究顯示，隨著年級提高，教科書中「模型」的使用頻率增加，但在中小學教科書中，模型的呈現仍主要集中在具象描述，缺乏對動態關係的解釋。周教授建議未來教科書應更深入且明確地呈現「科學模型」這一概念，以幫助學生更好地理解並應用模型進行科學推理（Chou, 2024）。

林靜雯教授的研究聚焦於如何利用多重類比來設計建模評量工具，以提升小學生對物質粒子模型的理解。她設計了一種診斷工具，結合巨觀與微觀類比，幫助學生更有效地建構粒子模型。此工具被用來評量臺灣六年級學生的類比建模能力，研究結果顯示，此工具具有良好的信效度，同時，也展現了小學生在進行水的三態建模時，面臨許多挑戰（Lin, 2024）。

王秋雯老師與林靜雯教授的研究針對六年級學生，開發了基於假設學習進程的建模教學，旨在追蹤學生對物質粒子模型的理解發展，並協助他們發展完整的物質粒子模型。他們設計了包含巨觀現象與微觀模擬（如PhET模擬）的教學鷹架，幫助學生逐步構建粒子模型。研究結果顯示，學生能夠通過這些結構化的學習進程不斷修正他們的模型理解，最終達到接近科學模型的水平（Wang & Lin, 2024）。其教學的進程設計值得許多小學教師參考。

陳楨鈺老師與林靜雯教授的研究針對六位小學教師，探討他們如何利用物質粒子模型來解釋水的三態並建構類比模型。研究顯示，即使是十分資深優秀的教師，這些教師的物質粒子模型亦多是準科學模型的層次，且在實際教學中表徵與建構類比模型的能力仍面臨挑戰。此研究強調了教師專業發展的重要性，尤其是在引導學生理解科學模型方面（Chen & Lin, 2024）。

賴碧純老師與林靜雯教授則進一步探討了類比建模的形成性評量如何提升學生對物質粒子模型的理解。他們針對六名高、中、低不同學習成就的六年級學生進行了一對一的評量，並結合PhET模擬工具來增強學生的認知發展。結果顯示，高成就學生在推理過程中更能有效運用模型，而中低成就學生則需要更多的教師引導，幫助他們構建更完整的模型（Lai & Lin, 2024）。賴老師的研究彰顯了教師的角色在不同學習成就學生學習此抽象主題時鷹架能力的重要性。

團隊成員中，林靜雯教授團隊的一系列研究，無論針對學生還是教師，皆圍繞著一個核心主題：如何有效提升對物質粒子模型（Particle model of matter, PMM）的理解與應用，並透過類比建模工具促進此過程。團隊強調使用多重類比，幫助學生理解巨觀與微觀之間的連結，從而促進對物質粒子模型的認知發展。這不僅是評量學生學習進展的有效工具，也是提升科學素養的重要策略。此外，團隊研究指出，教師應發展出成性評量的能力以準確掌握學生的認知進展，透過學習進程來追蹤學生與教師的心智模式發展，是理解他們如何在教學過程中逐步掌握PMM的關鍵，這將有助於教師能夠及時調整教學策略，針對不同能力層次的學生提供個性化指導。但在對教師的研究中，團隊亦發現許多教師在PMM理解上存在局限，並且在教學中表徵與構建類比模型的能力不足，此點彰顯了教師專業發展的急迫性。

圖２ 發表的自然領域中心師長與優秀小學教師們與該研習討論會主席邱美虹教授及Vicente Talanquer教授合影留念   

• 啟發與討論

    本次會議的報告內容不僅展示了目前在化學教育中對於建模教學的深入探索，也為未來的研究和教學實務提供了重要的啟示。從研究視角、教學應用和優秀博士級教師參與的角度，以下三方面值得深入討論：

一、建模教學的未來研究方向：科技與建模教學的深度結合

首先，本次Symposium B強調了科技工具，特別是機器學習和模擬技術，在提升建模教學中的潛力。未來的研究應進一步探討如何將這些技術有效整合到課堂中，不僅作為教學輔助工具，更作為學生思維模式與認知發展的關鍵評估手段。特別是結合多重類比與動態建模技術，未來的研究可以更深入地了解學生在建構、反思和修正模型過程中的具體思維轉變，並探索不同學科背景與年齡層學生的適應性。

此外，研究者應關注建模教學在跨學科中的應用，探索如何將科學建模方法運用於解決社會科學或工程領域的問題。這不僅可以促進學科間的知識整合，也可以幫助學生在更廣泛的情境中應用所學的建模技能，從而提升他們的批判思維與創造力。

二、建模教學實務上的啟發：強化動態建模與形成性評量

在教學實務方面，本次研討會提供了對於建模教學的具體建議。首先，動態建模的概念應該成為教學中的核心，教師不僅要引導學生理解模型的靜態結構，更要幫助學生認識到模型的動態過程，通過建構、測試、修正模型來更全面掌握科學概念。這需要教師在課程設計上融入更多開放性的建模活動，讓學生在不同情境下運用模型來解釋現象，並逐步發展他們的推理能力。

形成性評量也是未來教學發展中的關鍵一環。透過一對一的個別化指導與技術工具的應用，教師能夠更準確地追蹤學生的學習進展，並根據他們的認知需求及時調整教學策略。這不僅有助於不同學業層次的學生獲得更多個性化支持，也能讓教師更有效地引導學生進行深度學習。

二、優秀博士級教師參與國際會議交流與成長

本次國際研討會中，國小自然領域教學研究中心的教師團隊不僅展示了優秀的研究成果，也積極參與了國際學術交流。他們的研究在建模教學與評量方面的創新，無論是針對小學生還是教師的專業發展，皆提供了全球化學教育領域新的視角，顯示出臺灣國小科學教育在國際舞台上的卓越表現。

這些教師不僅是教學現場的實踐者，也是研究的推動者。他們利用自身在教學中的豐富經驗，結合理論研究，開發出具有實用價值的教學與評量工具，這些工具不僅對臺灣的學生與教師產生深遠影響，也為全球的科學教育提供了寶貴的借鑒。

此外，透過此次國際會議，國小自然領域教學研究中心的教師不僅提升了自身的專業素養，還將最新的教育研究成果帶回國內，促進了本土科學教育的創新與發展。這樣的國際參與對於臺灣科學教育的未來發展具有重要意義，不僅拓展了教學視野，也為國家教育政策的推動提供了實證支持。隨著全球教育的持續發展，這些來自臺灣的研究成果將有助於加強國際學術社群對臺灣教育的認識與理解，進一步提升臺灣在全球科學教育領域中的地位。

圖3 自然領域中心師長與優秀國小教師們於大會看板前留念，臺灣國旗於看板中央

• 參考文獻

Chen, C. Y. & Lin, J. W. (2024, July 15-19). Unveiling elementary school teachers’ mental models: Utilizing the particulate nature of matter to explain water’s three states and constructing analogical models for their students. [Oral presentation]. 27th IUPAC International Conference on Chemistry Education, Pattaya, Thailand.

Chiu, M. H. (2024, July 15-19). Developing modeling competence: How to Design? How to Measure? [Oral presentation]. 27th IUPAC International Conference on Chemistry Education, Pattaya, Thailand.

Chou, C. C. (2024, July 15-19). Analyzing the frequency and themes of the term ”model” across elementary school science textbooks to university-level chemistry textbooks in Taiwan. [Oral presentation]. 27th IUPAC International Conference on Chemistry Education, Pattaya, Thailand.

Lai, P. C. & Lin, J. W. (2024, July 15-19). Exploring elementary students’ evolution of mental models and an experienced teacher’s response: Formative assessment of analogical modeling in understanding matter across macroscopic and microscopic perspectives. [Oral presentation]. 27th IUPAC International Conference on Chemistry Education, Pattaya, Thailand.

Lin, J. W. (2024, July 15-19). Designing a diagnostic instrument to evaluate elementary school students’ analogical modeling competence on the particle model of matter through multiple analogies. [Oral presentation]. 27th IUPAC International Conference on Chemistry Education, Pattaya, Thailand.

Talanquer, V. (2024, July 15-19). The challenge of integrating chemical concepts and ideas. [Oral presentation]. 27th IUPAC International Conference on Chemistry Education, Pattaya, Thailand.

Wang, C. W. & Lin, J. W. (2024, July 15-19). Designing modeling-based instruction with a hypothetical learning progression to track the evolution of sixth-grade students’ particle model of matter. [Oral presentation]. 27th IUPAC International Conference on Chemistry Education, Pattaya, Thailand.

2024年國際化學教育研討會之綜合觀察與省思：27^thICCE–微型化學研討會發表與工作坊

廖旭茂^{1, 2}

¹台中市立大甲高級中等學校

²教育部高中化學學科中心

nacl880626@gmail.com

• 前言

因緣際會，與前臺師大邱美虹；國立臺北教育大學所組成的教授與博士生團隊同行，參加在泰國舉行的國際化學教育研討會(27^thICCE, 27th IUPAC International Conference on Chemistry Education)。研討會由A至F 六個討論會(symposium)所組成，註冊時我報名參加了symposium A國際微型化學研討會。在歡樂熱絡的氛圍下順利完成了題為：「The application and development of the micro-Hoffman Voltameter via digital technology」口頭報告，並意外地被邀請參加國際微型化學實驗大師雲集的Workshop，與大師們同台演出，4至5小時間裡讓與會的教育工作者體驗個人開發的微型霍夫曼電解器，並致贈分享從台灣帶去的相關教具模組，期間獲得相當多熱情的肯定與珍貴友誼。

研討會利用了空暇期間，參加了大會安排的桌遊體驗與實驗實作，並拿出自行開發的官能基爬爬樂桌遊、綠色電化學蝕刻與泰國的高中教師分享，增加彼此的互動與交流；僅藉由本文，依時序記錄下這趟旅程的驚與喜。

• 過程

一、出發前的準備工作

此次大會的主題為「以化學教育的力量推動永續發展目標」（Power of Chemistry Education for Advancing SDGs），目的在為世界各地的教育工作者、實踐者、教師、化學家和科學家提供一個與永續發展領域的先驅者和領導者相互交流的平台，大會議程遊A至F六個不同主題的研討會所組成， 分別如下：

1. Symposium A: The 12th International Symposium on Microscale Chemistry (12ISMC)
2. Symposium B: Modeling-Based instruction and assessment for chemistry education
3. Symposium C: Connecting Competency-based Chemistry Education and the Challenge of Sustainable Development
4. Symposium D: Advancing Chemical Safety and Security Education
5. Symposium E: (Joint Education and Industry Symposium) Systems Thinking in Chemistry for Sustainability
6. Symposium F: Green and sustainable chemistry in the chemistry curriculum: Advances and models。

每個主題都邀請到該領域世界大師級的人物來當主持人，除了發表重量級演說內容外，更安排了相關的長達一天的口頭報告(Oral presentation)，及半天的實作工作坊，每個會議內容都具有相當有吸引力，比如臺灣方面的前師大科教所邱美虹教授即被邀請擔任Symposium B的主席（基於建模的化學教育教學與評量）。

筆者於去年十月在網站上完成摘要投稿，因為大會網站上有六個投稿的主題內容，選擇上只能挑選一個主題參與，筆者投稿的會議是Symposium A，微型化學，投稿摘要名稱為「 The application and development of the micro-Hoffman Voltameter via digital technology」，摘要文章與主辦方的審查單位經過數次來來回回的修正後，十二月中得到摘要接受的確認信，心中暫時放下一個大石頭。下圖1為大會網站標題(logo)。

圖1：大會網站首頁標示

    今年六月公布發表議程，筆者報名序號是sa-O-001因此是第一位發表者，而且是口頭發表，而不是在定點擺攤的工作坊；歷經向主辦單位要求，得不到相關肯定回覆後，依然決定攜帶25組的微型電解水模組前往泰國ICCE，隨機應變，看能不能有機會參與主持工作坊，上場與國外學者相互的交流。

有鑑於之前微型電解器的設計有些小瑕疵（廖旭茂，2019），於是決定展開電解器的優化工程。從修改設計圖開始，將電解槽從長方形改為橢圓形，外型顯得更圓潤；鎳鈦合金(nitinol)合金電極的直徑由2.0 mm增大為2.5mm，期盼增快電解速率；收集氣體的針筒固定在電解槽的方式由磁吸式改為m4螺絲固定，解決針筒滑移的問題。看似簡單，其實一點點變動都會影響加工方法及程序！所幸這些工作都在出發前的一個月完成確認與製作。下圖2是此次研討會分享的教具。

圖2：組裝完成微型電解器

二、踏上旅程

7月14早上6點在第二航廈與國立臺北教育大學團隊會合，搭乘長榮BR211班機，歷經約4小時的飛行，於當地中午左右抵達曼谷BKK機場。出關提領完托運行李後，被抽檢過X光機，結果因為行李中的電解器模組中的元件有針筒、螺絲電極等奇形怪狀的元件，被海關人員攔了下來，帶到小房間盤查；經過一番解釋後，安然離開海關，隨後與大夥搭小巴前往芭達雅會場。經過兩個多小時的車程，抵達住宿飯店，在周金城教授帶領下前往大會場地-皇家克里夫大酒店探路與報到。下圖3為大會場地的合影。

圖3：大會報到合影圖

三、微型化學會議與口頭發表上場

7月15日大會開始，每一個議程(session)是100分鐘，今天早上第一個議程首先是頒發微型化學領域的卓越貢獻獎，這一步分由日本、菲律賓、南非的學者獲獎，表彰他們長期在微型化學實驗開發、推廣工作的努力。接下來由大會主席墨西哥的Jorge G.教授先進行大會報告，Jorge G.教授報告疫情期間如何指導學生在家進行實驗實作，最令人感動的是教授先將所需的器材、藥品配置好，打包後經由專人宅配到學生家裡，實際的教學則透過線上教學，指導學生進行實驗實作與學習。Jorge G.教授為人風趣幽默，有很熱情，努力提攜後進，頗具大師風範。

報告結束接下來由獲獎者的兩位代表發表近來研究成果，我對菲律賓的Prof. Fortunato 所發表的Re-designing colorimeter for the chemistry laboratory teaching 最感興趣，他是利用手機鏡頭的感測器，結合App來鑑定溶液的顏色變化，藉此推算溶液的濃度。這部分的研究，我在臺灣也做過，並在2018年指導學參加綠色化學創意競賽，獲得首獎，只是教授沒說明所使用的App名稱是否與我們使用的相同。這部分的研究事實上存在很大的變數，手機必須被穩定地固著在特定距離與角度（腳架），溶液也必須安置在特定光線包圍的空間（小型攝影棚），手機所記錄的RGB色碼值還必須經過運算處理，否則會產生驚人的誤差。關於誤差這部分，當場很想提問，並告知使用這方法可能面臨到的風險，只是有更多人更感興趣，尤其是越南的老師(或教授)，發問相當踴躍，英文也相當流利，著實令人刮目相看。下圖4為Jorge G.教授與 Fortunatorul 教授發表的過程圖。

圖4：圖左為Jorge G.教授、圖右為Fortunato教授發表的風采

    接下來的議程是一般學者與老師的報告，因為我報名序號是sa-O-001，因此我是第一位發表者，活動開始前，我先跟大會主席要求一張長條桌，擺放我帶過去的教具模組。之後將組裝好的微型電解器贈送給兩位會議主持人Prof. Supawan與Prof. Jorge G.兩位教授，說明我分享的主題。下圖5為微型化學會議兩位共同主持人。

圖5：圖左為Jorge G.教授，圖右為Supawan教授說明會議規則

投影片開始先自我介紹，進行前先將過海關的遭遇敘說一回，並隨手提起教具模組的提袋，結果造成哄堂大笑，氣氛頓時熱絡起來；隨後分享微型電解器的開發，並說出創意的來源，實際上是來自2018年在雪梨大學舉辦的ICCE，會中來自英國的Bob Worley分享的電解器。講完隨後立刻從提袋中拿出自己親手做的大型電解器，送到Bob面前，致贈給Bob，此舉形同向大師致敬，博得與會學者的一致的熱烈掌聲。簡報內容還教導如何製作、使用電解器，還有微型電解器在探究教學上的應用。下圖6為簡報過程與Prof. Jorge G.教授的互動。

圖6：圖左為筆者的發表，圖右與主持人的互動場景

    17分鐘的簡報報結束，進入3分鐘的Q&A過程，因個人的聽力有限，事先準備10幾題的題目，並將Q&A事先印在A4的紙張上，現場發放給與會的教育工作者，形同自問自答。此舉也再次引來學者們會心的微笑，最後Bob提出了一個有關鎳鈦合金電極抗腐蝕的問題，其實當下我並無法完全聽懂他的問題，我聽到了nitinol、oxdize幾個關鍵字，幸好預先有準備，隨即以掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，縮寫為SEM）圖解釋nitinol在電解中會緩慢的氧化的現象，誤打誤撞的回答，讓Bob相當滿意，結束了Q&A，順利下台一鞠躬。

Q&A過程中，有提到台灣是個具吸引力、溫暖、熱情的國家，帶來的微型電解器，只要機會的話，我樂意實際教大家如何使用，並免費送給參與的學者，大會主席Prof. Dr. Supawan教授，當下立即正式邀請我參加7/16的工作坊，並詢問我桌牌的國家名是”China Taiwan” or Taiwan？我立即回答”just Taiwan”，Supawan教授笑了笑，似乎在說這個問題對您們而言有點敏感。當然，能夠得到與全世界微型化學實驗的大咖同台演出的機會，內心激動不已。

四、難忘的工作坊

    早上有兩個議程，第一個議程是紀念講座Memorial Lectures，紀念長期對微型化學做出卓越貢獻的先驅者 John Bradley教授，John Bradley教授出生於英國，在南非的約翰內斯堡金山大學the University of the Witwatersrand任教，長期關注弱勢在學習化學上的困境，開發了眾多的微型實驗模組，並分送給各級學校，其所做努力後來被IUPAC發覺，能見度與支援總算大幅增加，也帶領更多後進投入微型實驗開發，關懷弱勢的行動。John Bradley教授不幸於2022年聖誕節病逝，一生說過最有名的一段話是“If you want to travel fast, travel alone. If you want to travel far, travel together.”，他的死讓IUPAC以及國際微型化學界震驚與不捨，此紀念講座分別由南非學者Marie Dutoit、英國Robert Worley、德國Angela Kholer三人發表演說緬懷John Bradley教授一生的貢獻。下圖7為南非學者的簡報首頁。

圖7：John Bradley教授紀念講座發表的簡報首頁

    第二個議程 是一般口頭簡報，因沒特殊內容，提早離場，回工作坊場地進行探勘，布置等準備。活動於下午1:00開始，原先受邀舉行工作坊的專家分別來自德國、日本、墨西哥等國，相關專家簡介如下：

• Germany (Angela Kohler, from Romain Rolland Gymnasium, Berlin)
• Japan (Kazuko Ogino, from Tohoku University)
• Mexico (Jorge Ibanez, from Universidad Iberoamericana, Mexico)
• Philippines (Fortunato Sevilla, from University of Santo Tomas)
• Republic of South Africa (Marie du Toit, from North-West University)
• Thailand (Supawan Tantayanon, from Chulalongkorn University)
• United Kingdom (Bob Worley and Magda Polec, from CLEAPS)

除了以上專家的工作坊外，還有化學巨擘DOW企業贊助的工作坊。匆匆吃完午飯後。提了沉重的手提袋，袋中裝了了25組微型電解器，及預備隨機與各國學者交流的綠色電化學書籤蝕刻25組，抵達會場看見桌牌上寫著Taiwan Hsu-Mao Liao幾個大字，內心興奮不已，等會向來賓解說起來也會充滿幹勁。今天下午預計介紹微型電解水器的組裝，完成後利用電解水器學習電解飽和食鹽水，並藉由自製的碘化鉀澱粉試紙檢測產物氯氣的存在，隨後即可帶走電解器。下圖8為工作坊攤位圖。

圖8：微型化學工作坊加設攤位

    時間一到，各國專家紛紛入場布置，最早來體驗的來自德國柏林羅曼羅蘭高中的老師Angela Kohler他同時也是受邀參加工作坊的專家，同行的與保加利亞的Sofia大學附屬的國立數學與自然科學高中Nasko Stamenov老師，除了體驗電解水器的使用，以體驗了綠色電化學蝕刻，利用9V電池與食鹽水，在不鏽鋼書籤下進行電解蝕刻，留下了”Chem is try”的字樣，下圖9為兩位老師體驗過程留下的合影。

圖9：中間為Nasko Stamenov老師，圖右為Angela Kohler老師

雖然工作坊採報名制，有人數限制，但陸陸續續有各國的學者老師來參與體驗，筆者用盡腦海中所有英文詞彙，奮力教導來賓如何組裝微型電解器與使用，一晃眼25組電解器已經送完，接著拿出綠色電化學蝕刻，進行不鏽鋼書籤的蝕刻與後來的來賓交流互動，等所有器材分送完畢時，一晃眼四個小時過去了，全身精疲力盡，達成科學實驗外交的任務。下圖10為活動中來自各國的學者與老師們合影。

圖10：與來自各國的學者與老師們合影

五、其他活動

中場休息時間逮到機會也跑到會場看看設備商相關實驗器材的展覽，攤位中有些是陶氏化學公司（Dow Chemical Company）贊助，邀請泰國高中老師來擺攤的，提供微型趣味實驗體驗，也有一些是桌遊，邀請同好來試玩；自己忍不住拿出官能基爬爬樂桌遊與泰國的老師交流，幸運地獲得相當多友善的回應……。下圖11是泰國高中老師交流後合影。

圖11：兩國高中老師化學桌遊分享交流合影

• 心得

意料之外：一個禮拜過去，一行人行囊豐盛，平安回到台灣，為這次曼妙的ICCE 2024 in Pattaya國際性化學教育之旅劃下句點。此時此刻，身體是疲累的，精神是亢奮的，為了一場研討會所做的準備工作，是歷經超過三個月的籌劃製作-重繪設計圖，讓外觀更優雅、優化穩定針筒的機構、替換螺絲電極，加快電解速率……繁複的工序需要時間，加工足夠的工作坊數量需要時間，分裝需要時間，決定什麼該帶更是燒腦廢時，這些都是從繁忙的課務隙縫中硬擠出來的，點點滴滴積累，這從來不是件輕鬆的事，當然也只有身邊支持你的人知曉，參加活動的內行人知曉啊⋯

累歸累，每回研討會都有驚奇，讓人無法平靜！無論出發前如何綿密的運籌、演練，總有意想不到的事降臨；尤其海外實作演討會，總得拎著大包小包的過海關，是相當的令人戒慎恐懼；事前的模擬總是免不了，萬一被帶到小房間、被命令打開行李箱、被質問來泰國的目的，被要求說出裝有三支針筒的紙盒內-微型電解器的用途、被要求現場組裝電解器，那我該如何應對？這些模擬的情節、預想竟然發生了，天啊！我變成可疑人了？所幸，善良的海關人員接受了我的說法-我來泰國參加學術研討會的，針筒是微型電解器的配件、所有的教具都將免費給泰國參與活動的老師與學生使用！

主辦單位的浪漫的行事風格與快速應變的特色也是令人耳目一新。原本活動前寫信要求主辦單位給我一個攤位讓與會學者可以體驗電解器的操作，無奈信件石沈大海……在無法掌控實地狀況下，心情因此有點忐忑，還好在會場看到會議主席是泰國的Prof. Dr. Supawan Tantayanon與墨西哥的Jorge G. Ibanez，兩位是研討會的老面孔，於是自己厚著臉皮去自我介紹，並致贈電解器，這舉動瞬間拉近了彼此間的距離，桌子也很快地擺到講桌前。隨後不通順但熱情的分享，竟然獲得與微型化學實驗專家同台的機會；隔天的微型實驗工作坊裡，慷慨、無私地分享微型電解水器與電化學書籤蝕刻教具，獲得多年來參加國際研討會來最多的的恭維與讚賞，印證了機會是給準備好的人。下圖12為活動結束後邀請同行專家合影。

圖12：與微型化學專家合影

由衷感謝美虹教授、金城教授與同行的台灣夥伴，海外八天，一起學習、一起同歡、一起冒險，一起留下了美麗、難忘的記憶……。

• 參考文獻

廖旭茂（2020）。綠色創客-3：微型電熱式蒸餾器的設計與製作。臺灣化學教育，40。https://chemed.chemistry.org.tw/?p=39263