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教育创新

行动化学实验车9年跑500校 启动偏乡孩子学习动机

淡江科教中心执行长高宪章(左1)带领团队将化学车开到高雄兴仁中学,自愿参与的学生们面露兴奋,正进行隔水加温的本氏液测定饮料含糖浓度。照片:化学游乐趣提供

开着货车改造的化学车,带着简便的化学器材与科普教案,淡江大学「化学游乐趣」9年来驶进500多所偏乡中小学,看见一个个爱上动手做实验、重燃学习动机的孩子们,是团队往下一站迈进的最佳动能。

「老师,我很乐意,我也想要上台!」学生们排排坐在货车改装的化学车前,争相抢着上台实验机会,还有老班底伪装7年级生(国一),增加中选机会。引来话题的化学车并无豪华设备,却因讲师、学生间的趣味互动,吸引学生目光。

讲师一会儿以「网美姿势」开饮料瓶罐、一会儿又呼应广告台词「熟悉的红茶最对味」活络气氛,也同时与学生进行饮料含糖量检测,将饮料加入60度的本氏液,摇晃反应,比色排序含糖浓度多寡。在场老师暗自惊讶,现场不需管理秩序、学生听得好入神。

这场科普活动「化学游乐趣」由淡江大学科学教育中心主办,12月高雄巡回的其中一站来到兴仁中学。化学车自2011年因应科技部「化学下乡活动计画」启程,至今已走遍全台含离岛22县市,超过500间偏远地区、邻近工业区中学、小学校,光是今年就一共巡回74间学校。

活动提供科普学习资源、动手实验操作的机会,给经济相较弱势、少机会参与科普营队的学生;另也造访工业区学校,拉近学生连结化学理论与工作生产的应用,拓展就业选择。

「我自己就曾是个学习动力不足的学生,」团队最资深、个子最高、淡江大学理学院科学教育中心执行长、人称「小高」的高宪章分享,他很有感于活动现场,一路上看见许多与小时候的他相仿的影子,对于学习路途感到迷惘、找不太到学习动机。他回忆,过去自己学习态度的转机,就在于实验操作,当时的他这才发现自己「虽然成绩很烂,但做实验不会差别人太多」。

重建自信心,高宪章也提升探究原理的乐趣,一路钻研化学读到博士,更积极参与科普推广活动,兼职为科普杂志作家,并担任科普节目顾问。

有感的化学!实验动手摸到课本上的化学式

团队成员多和小高一样毕业于化学系,也多从自身学习经验出发,统整出「对化学有感」的方法——动手实验。高宪章提到,偏远学校因学生数少,往往资源不足,得考量学生生涯选择多往技职发展,校方多会将资源投注在手作机会多的生活科技课上,也就很可能忽视「需要仰赖想像力」猜想化学变化等的化学基础学习。

因此,化学车造访学校在活动中,不单设计「化学魔术秀」,也有「实验闯关」提供每位学生都能动手做的机会,「让课本上需凭想像的化学,经实验变得『有感』」。

团队的实验别于课本内容,更加贴近生活,也增加趣味性。教学活动组长谭均皓举例切合生活中常出现的食品健康安全议题,团队推出糖类检测实验;又为因应元素周期表创立150年,进行改变奈米金粒子大小的实验。

此外,吸睛程度、反应速度、互动趣味性也都是实验设计的考量因素。比方说,课本搜集二氧化碳的排水集气法,团队就改成用小苏打装进气球内,再将气球套上装醋酸的瓶子,当学生见气球不断膨胀,班级气氛也就热络了起来。

「哇!你看,我的晶体为什么会变成这样?」动手实作的中学生不禁感叹玻璃瓶内白色的氯化镁、紫色的氯化亚钴、绿色的硫酸亚铁等,在接触水玻璃后形成结晶,生成如水底花园的缤纷模样。讲师谭均皓见着问题,在台上为同学释疑实验结果,是因为金属盐类与水玻璃产生化学作用,形成半透膜,溶液又借着扩散作用,「水会一直想进来,半透膜就会被水冲破了,不断重复,导致液面有多高,结晶就会长多高」。


关卡其中一站「海底花园」,邀学生藉由观察水玻璃与不同颜色的金属盐类形成结晶,课本上的扩散作用就在眼前显现。陈盈萤摄

一年一次化学车,一年一次被肯定的机会

偏远、弱势的地区教学、实验资源不足,当化学车驶进,也启动了孩子的学习动机。有效吸引学习低成就孩子愿意学习的教案背后,源自成员滚动式修正教案。

团队发想教案时,不单关注社会时事,也参考科普专栏文章、研究近况,及科普网红的影音、教案,并针对非化学本科的「化学小白」团队成员试教,再加以调整,为学生量身打造课程。 「我们还得避免课程重复,不然学生都还记得去年做了什么呀,」高宪章笑着说,也不见他与团队成员为教案发想疲乏,反倒是乐在科普推广活动之中,一行人脸上总是挂满笑容。

检视活动为学生带来的收获,已连续7年与化学车合作的兴仁中学、其校长王文正自学生背景分析说,兴仁中学过去位于前镇加工出口区,一度繁华,但由于产业发展没落、人口外流,现在的学生组成多为中低收入户,以单亲、隔代教养、新住民与原住民家庭居多,学习资源较少、较缺乏文化刺激,即便化学车一年仅来一次,但也能带给学生不同于过去学校与家庭生活的体验,就连学生做实验、上台发表这样的安排,都让他们获得被肯定的感觉。

兴仁中学总务主任张育衔身为最早接洽化学车团队的教师,也提及对于「化学游乐趣」的活动观察。她有感的说,部分学生在化学车活动上,与平时课堂的表现实在大不相同。

张育衔举例,每当科普活动开始后,讲师们活泼带动,促使原先不愿发表意见的孩子,都意外的愿意举起手争取上台机会。语毕她拿起手机分享前些年的活动相片说,「孩子就蹲在化学器材箱前,拉着讲师问器材、元素名称、作用,结束后还念念不忘」。

这些活动照片,不仅存在教师手机里头,化学车团队成员也珍藏着。团员不约而同都对于看见孩子发现问题、找到解答的「发光眼神」,感到印象深刻,从中得来满满的成就感、也推动他们持续推广科普至今。

即便该科普活动计画关系着科技部3年一次的审核,且需要外界每一年的资金与资源挹注,才有办法持续运作下去,但却不改团队成员的科普推广热情,专注于当前的每场活动,期待有更多的孩子,藉由化学车带来的实验活动,建立起对化学的另一番想像与学习动力。

因此,化学车造访学校在活动中,不单设计「化学魔术秀」,也有「实验闯关」提供每位学生都能动手做的机会,「让课本上需凭想像的化学,经实验变得『有感』」。

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