化學闖關活動—大甲高中化學宅急便 廖旭茂 國立大甲高級中學 教育部高中化學學科中心 nacl880626@hotmail.com n  活動簡介 回顧2011國際化學年，大甲高中首次與教育部高中化學學科中心合作辦理「親手Fun化學」活動，獲得師生廣大的迴響，其中由本校師生設計，手工打造的大型立體分子模型—「搖滾巴克球」，最令人激賞。2013年大甲高中化學科再次獲得高中化學學科中心的支援，花了三個月的時間規劃籌辦，夥同培育的60名志工於本校校慶辦理「親手Fun化學」活動，此次加入更多的新元素，除了原有的搖滾巴克球—分子組裝賽外，更增添了魔法化學秀、震撼酒精砲、感溫變色絹印、奈米遊樂園等多種趣味好玩的實驗體驗。參加學生除本校學生參與闖關活動外，更有社區鄰近國高中學校如台中高工、台中一中、社區順天國中等校學生，慕名而來，合計約共500名學生參與本次活動。 2014年大甲高中「親手Fun化學」於4月18日登場，透過團隊的創意發想、精心規劃，以嶄新的風貌呈現，經團隊討論，決定將研發之創意教具、特色教材融入化學實驗體驗活動之中。本校圖書館大廳有結合虛擬實競技術與行動科技的「3D分子博覽會」暨創意教具成果展；科學館2F有復古懷舊風的「人像藍印術」；藝之鄉周邊有結合新進材料有趣的「異形變奏曲」、奈米鼠走迷宮的「奈米遊樂園」、護膚美白的「美容化學」、槍林彈雨的「酒精狂想曲」、結合壓電電石砲與多彩指示劑的「魔法石再現」，以及最後廣受大家喜愛的戶外「魔法化學秀」等。這一場化學與美學交織的豐盛饗宴，更勝以往，除本校學生外，今年更將目標放在台中海線偏鄉國中的科普教育的推廣，總計有大甲國中等五所社區國中，超過250名的國中生參與本校活動。圖1為本校今年化學宅急便的闖關護照內頁核章處，圖2為本次推廣教育活的動Logo。   圖1：化學宅急便的闖關護照內頁核章處 圖2：化學宅急便的闖關活動Logo n  活動規劃與實施 本校將選修課—3D分子博覽會的特色課程教材，融入教室外的學習活動—「親手Fun化學」之中，實施訓練志工關主「教中學」、「做中學」的有效學習策略。活動經反覆思索、討論後決定闖關形式、數量，確定活動辦理的時間、協調場地後，開始進行志工招募及訓練，同時委請美工科學生設計活動Logo、闖關證明、闖關護照即說明海報刊板。活動一個月前，開始進行志工訓練，於中午時間、第八節下課後以及假日時段，開放實驗室，供志工討論及實作演練，相關活動規劃流程圖，如圖3所示：   圖3：化學宅急便的活動規劃流程圖 n  各關實驗活動簡介 茲將本次化學闖關活動的內容與設計分述如下： l   美容化學關：利用甘油、弱酸性起泡劑、茶樹精油以及橄欖油等材料，製作洗面露及卸妝油兩種美容品（二擇一），依關主指示，完成其中一項美容品的製作。就算闖關成功。有關活動照片，如圖4所示。 l   異形變奏曲：利用硼砂（Na2B4O7）溶於水中，與高分子化合物如白膠（聚醋酸乙烯酯）產生交聯作用（cross-linking），進而改變高分子化合物的黏彈性原理，製作磁力怪與感溫變色異形（二擇一）。依關主指示，完成其中一項異形的製作。並回答關主事先設計的問題，即算闖關成功，可帶走戰利品。有關異形變奏關的簡介說明，如圖5所示。 l   人像藍印術關：利用影像處理製作的黑白底片，在太陽光或燈箱下，曝光轉印在事先塗好感光液（檸檬酸鐵銨與赤血鹽混合）的圖畫紙上，經水洗、陰乾後，浮貼在個人的專屬護照上，即算闖關成功。有關人像藍印術關的簡介說明，如圖6所示。 l   奈米遊樂園關：利用共沉澱法，在離心管中加入氯化鐵、硫酸亞鐵、濃氨水以及介面活性劑的反應下收集，並以磁鐵體驗奈米磁流體的特性。依同學指示完成奈米磁的合成，並以磁鐵帶領奈米鼠，通過關主事先設計的化學迷宮，即算闖關成功。有關奈米遊樂園關活動照片，如圖7所示。 l   魔法化學演示：將化學概念融入趣味的實驗活動中，藉由生動活潑的表演方式將化學知識介紹給師生來賓，說明化學在日常生活中的應用。總計有清涼—夏、乾冰交響曲、熱情一把火、超級吸引力、甲中四月雪、給你好臉色等演示活動。有關魔法化學演示的活動照片，如圖8所示。 l   3D分子博覽會關：展出內容包括化學科教學團隊研發的教具成果展、巴克球、石墨等立體分子模型、以及包含虛擬實境互動式分子動畫的每周分子微展覽。同學只要正確回答關主事先設計的題目，就算闖關成功。有關3D分子博覽會活動照片，如圖9所示。 l   酒精狂想曲關：本活動安排兩個活動：一是利用酒精槍的射擊體驗，告訴同學酒精蒸氣的危險性；二是利用彩焰酒精凍的製作，教導同學如何安全使用酒精。同學只要正確回答關主事先設計的題目，就算闖關成功。有關酒精射擊活動照片，如圖10所示。 l   魔法石再現關：本活動安排兩個活動：一是利用壓電塑膠管砲的砲擊體驗，告訴同學電石加水產生乙炔氣體的反應，並傳遞乙炔氣的危險性；二是利用砲擊反應後的產物–氫氧化鈣，加入酚酞指示劑，試玩「看誰最會生氣」活動。同學只要正確回答關主事先設計的題目，就算闖關成功。相關活動照片，如圖11所示。 圖4：美容化學闖關活動紀實 圖5：異形變奏關活動原理、製作方法簡介 圖6：人像藍印術關活動原理、製作方法簡介 圖7：奈米遊樂園闖關活動解說及實作活動紀實 圖8：魔法化學戶外演示活動紀實 圖9：3D分子博覽會導覽及闖關活動紀實 圖10：酒精狂想曲關活動紀實 圖11：魔法石再現關活動紀實 n  致謝與交流        作者感謝教育部高中化學學科中心協助辦理，以及國立彰化師範大學化學系楊水平教授、科技部—「科普點子王」特約記者張志玲小姐蒞臨指導和採訪。 本文僅以概括的報導本次大甲高中化學宅急便化學闖關活動，詳細活動作者樂意與化學教育工作者經驗交流並敬請指教。 n  參考資料 1.          國立台灣師範大學化學研究所（民78），「高中化學教師示範實驗」，教育部中小學科學教育專案研究報告。 […]

化學闖關活動—大甲高中志工培訓與學習成效 廖旭茂 國立大甲高級中學 教育部高中化學學科中心 nacl880626@hotmail.com   n  動機與目的 化學是一門探索物質的實驗科學，為提升學生學習化學的動機，大甲高中化學科除了表訂的課本實驗外，更致力開發富創意的趣味演示實驗教材，應用於一般的教學現場，往往5~10鐘的實驗活動，在溫馨熱烈的互動中，有效地引導學生學習，這比一般的口述講解更容易達到事倍功半的效果。 根據十二年國教願景之一—致力教學品質的提升，以「成就每一個孩子」為目標，大甲高中化學科教學團隊擬定以「做中學」、「教中學」的合作體驗學習，做為有效學習策略，發展有助學生學習的教具、和教材之特色課程，並透過教室外的學習活動—「親手FUN化學」化學闖關活動規劃辦理，寓教於樂，全力推動科普教育。圖1為大甲高中化學科採取有效學習策略示意圖。 圖1：大甲高中化學科教學採取「做中學」的有效學習策略 這樣的合作體驗學習，究竟對化學教育有何助益呢？根據美國緬因州的國家訓練實驗室（National Training Laboratories）所發展出來的學習金字塔顯示，學習者在兩週以後還記得的學習內容，因不同的學習方式而有很大的差異。從學習金字塔的得知，如果學生有機會教導別人他所正在學習的東西，屬於主動式學習，那麼在兩周後，他們對這項學習的保存率可以高達百分之九十；反之大部分老師在趕進度時，所採用的講述法。但是對學生而言，是屬於被動式的接受、灌輸，學生容易從教學現場「逃離」，其教學效果僅剩5 %。圖2為學習金字塔及大甲高中化學闖關活動的闖關者及關主分別位於金字塔的層次。 圖2：大甲高中化學宅急便化學闖關活動的闖關者及關主分別位於金字塔的次底層和最底層 根據這個金字塔所呈現，最底端的教學效果可以高達百分之九十，讓學生教別人（learning by teaching），屬高學習保存率的主動式學習，而這個方法卻是老師們趕進度時無法兼顧的。關主志工們正是擔任這樣的角色，他們不僅要對實驗內容相當熟悉，還必須以教師的身分，透過反覆咀嚼，將內容轉化成學生易懂的語言格式來進行溝通，在此同時，也提昇了學生潛在多元智能的發展。 n  特色課程與志工培訓 特色實驗課程教材編寫 親手FUN化學活動以融入高中化學課綱的精神為前提，將研發之教具編寫為特色課程教材，納入教室外的學習活動之中，教材內容包括有機分子結構的認識、酒精狂想曲、魔法石再現、異形變奏、奈米遊樂園、化學平板的製作、魔法化學演示等。圖3是大甲高中發展特色課程教材與高中化學課綱內容之關係圖。 圖3：大甲高中的特色課程教材與高中化學課綱內容之關係圖 志工訓練 活動前一個月，擔任志工學生們利用每天的中午時間，放學後留在實驗室進行實驗練習與討論；活動前的例假日，辦理兩天的志工培訓營隊，進行包括實驗原理的解說、實驗操作指導、關卡的設計以及口語表達的訓練。學生除了具備基礎化學的能力外，更要學會勇敢表達。由於這一方面的訓練迫於時間壓力必須速成，因此參加的志工都必須學會與組員團隊合作，共同謀劃問題解決之道。本校每年共培訓志工約60名，圖4和圖5分別為志工訓練營活動過程剪影。 圖4：大甲高中化學闖關活動志工訓練營活動過程剪影之一   圖5：大甲高中化學闖關活動志工訓練營活動過程剪影之二 n  志工回饋與學習成效 經過一個多月的努力，親手FUN化學闖關活動結束後，立即進行問卷回饋，追踪學生活動前後，在情意、認知及動作技能等方面的學習成效，學生認同度較高的面向分述如下： u  實驗及設計能力：在「提升化學知識，喜歡動手做實驗」方面，得到約87%的認同，顯示志工訓練活動在認知及動作技能方面有很好的功效。 u  表達能力：在「口語表達能力的改善」方面，也得到了91%的志工學生認同，這樣的結果跟活動當天現場可圈可點的表現相符合。圖6為本校化學闖關活動志工在化學闖關現場解說的情形。 圖6：大甲高中化學宅急便化學闖關活動的志工為闖關者解說的情形 u  分工合作：在「可與他人合作，結交好友」方面，得到93%的認同率，顯示學生肯定本活動在與他人分工合作，及提昇人際關係方面有較高的成效。 u  志工服務：當最後被問到「是否願意繼續擔任志工」時，100%全數的學生都持肯定的態度，這樣的結果除了顯示同學對活動辦理成效的肯定與支持外，也嶄露了自我肯定的信心。 大甲高中化學宅急便化學闖關活動的問卷統計如圖7所示。 圖7：大甲高中化學宅急便化學闖關活動志工回饋單統計圖 n  結論 透過「親手FUN化學」化學宅急便化學闖關的體驗式學習活動，讓學生志工「做中學」，激發學學習熱情；從志工的培訓和參與活動中，為學生搭建舞台，以「教中學」策略有效提升學習的自信心。期待教學上的點滴耕耘，能讓學生保有持續學習的熱情，辛苦教學現場的老師們，一起加油！ n  參考資料 1.    國立台灣台灣師範大學化學研究所（民78），「高中化學教師示範實驗」，教育部中小學科學教育專案研究報告。 2.    詹莉芬等（民101），2012北一女中化學宅急便嘉年華，北一女中。 3.     邱韻如，學習金字塔http://memo.cgu.edu.tw/yun-ju/cguweb/SciLearn/Learning/ConeLearning/HomeConeLearning.htm。