本月專題｜傳播科技

生物教室

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化學教室

1. 教師將全班分成六組，每組 6~7人。

2. 教師利用網路上網尋找元素的相關性質，

包含狀態、價數、原子序、原子量等性質。

3. 製作化學國民身分證，正面有圖片與價數

等，如圖 1所示；背面則有一些常見的性

質如圖 2所示。

4. 製作化學民國身分證後並護貝，包含＋ 1、

＋ 2、＋ 3、-1、-2、-3價，且價數×張

本教學方法在教學過程中有四個活

動，在實際活動之前，先利用上網找元素

的相關性質，以備進行活動一─「製作化

學國民身分證」。其次為活動二─以「支

援前線」的方式讓學生從過程中依據元素

的特性學會如何分類。緊接著是活動三─

「抓鬼」，主要是從學生以往玩撲克牌的

經驗來建構化合物在形成時要符合電荷平

衡。最後為活動四─「化學式」，讓學生

藉由一些簡單的化學國民身分證來代表各

種原子，自己動手去組合「化學式」，了

解最基礎的化合物，從過程中體會化學式

的結合方式，及原子之間的重新排列。

亦即，本教學方法每個活動均有不同

的導向，分別是「製作化學國民身分證」

─ e化學習導向；「支援前線」─遊戲競

賽導向；「抓鬼」─實作操作導向；「化

學式」─討論推理導向。可藉由不同學習

導向的學習方式引導具不同智慧優勢的學

生來學習，增進其學習成效，達到有意義

的學習。以下就四個學習活動分別敘述（未

敘明主詞為教師時，均為學生活動）：

文．圖／陳淑華、吳宏達

原子與分子一直以來是學生學習自然科學的一大門檻，因這類概念較抽象且原子與分

子屬於微觀世界。學生對於抽象且不易察覺的微觀世界，往往覺得深奧難懂，所以要國中

生只經由教師講解而直接理解是一件很困難的事，尤其要國中生想像原子與分子是藉由化

學鍵來形成分子，更是學習的一大困難。化學式的相關概念是學習化學的必要基礎概念之

一，近年來教育改革使教材不斷的翻新，所以使一些重要概念在不知不覺中被刪除，造成

銜接問題，這樣的斷層常造成學生的學習困難。有許多研究指出遊戲可以增強學生的學習

動機且提升學生的問題解決能力，進而激發學生的創造力。當學生遇到抽象概念時，如何

利用具體化的思考模式來協助其建構抽象概念。由皮亞傑 (Piaget, 1962)的經驗，可知遊戲是具體經驗及抽象思考間的橋樑，因此在參與遊戲的過程中，可幫助學生學習較抽象的概

念；當抽象概念漸漸萌發時，又能將具體化的思考模式抽離，轉變成抽象思考模式，以形

成有意義的學習，因此以下介紹如何讓學生在遊戲中學習抽象化學概念的教學方法。

驗明正身—從遊戲中學習抽象化學概念

一、「製作化學國民身分證」―― e化學習導向

圖 1：化學國民身分證正面。 圖 2：化學國民身分證反面。

科學研習｜ 2014 年 1 月，No. 53-1

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驗明正身

︱從遊戲中學習抽象化學概念

數 =6，即 +1價化學國民身分證的張數要 6張，+2價化學國民身分證的張數要 3張。

需要製作的元素以及張數表列於本文「其他說明」。

二、「支援前線」――遊戲競賽導向

1. 教師講解遊戲規則（利用支援前線的遊戲規則，每次每組只能由一名學生跑到指定

位置並將答案寫在活動單上），此活動共分成兩個階段─初階與進階。

2. 每組只需拿出每種化學國民身分證各一張，在 5分鐘內熟悉化學國民身分證的內容。

3. 初階活動每一組的一名學生在指定位置看完活動單（一）(附件一 )的第一道題目，

再跑回自己的組別利用化學國民身分證共同找出答案，最後再由另一名學生跑到指

定位置，將整組的答案寫在活動單（一）。

4. 以競賽的方式，依活動單（一）的指令，利用化學國民身分證的元素性質來將元素分

類，每次只回答一題，並依序號完成所有的題數。例如，由找出金屬的元素，限時 1

分鐘，看那組能找出較多的元素並寫在活動單（一），某一題完成後，才進行下一題。

5. 教師回收活動單（一），給予評分。

6. 教師再給學生 2分鐘將未完成或欲修改的部分利用紅筆完成，並回收活動單（一）。

7. 進行第二階段進階的活動，活動方式與第一階段相似，但任務較難，因學生必須從

一些化學國民身分證去歸納並整理所需回答的結論，不像第一階段只需從化學國民

身分證找答案即可，例如教師請學生找出金屬的特性有哪些？學生就必須翻開背面，

看金屬都有的特性並經由討論，才能將答案整理出。最後看那組能找出較多金屬特

性而且正確。

8. 完成活動單（二）(附件二 )並繳交，教師給予表現優異者獎勵。

三、「抓鬼」――實作操作導向

1. 利用化學國民身分證代替撲克牌，進行抓鬼遊戲並分成數組，每組人數可為2、3、4人。

2. 教師講解遊戲規則並利用化學國民身分證正面下方的價數數字展開活動，如圖3所示。

3. 各組將所有的化學國民身分證混合，並將張數平均分給組員。

4. 每名組員抽旁邊另一名組員的一張化學國民身分證，利用遊戲規則將自己的化學國

民身分證配對取出（須正價價數總和與負價價數總和相等才能取回）。例如當抽到

別人的一張 +1價的化學國民身分證時，則自己可以拿出一張 -1價的化學國民身分

證來配對如圖 4

所示。當抽到一

張 +2 價的化學

國民身分證時，

則自己可以拿二

張 -1價的化學國

民身分證來配對

或一張 -2價的化

學國民身分證。圖 3： 化學國民身分證 --

價數利用。圖 4：化學國民身分證價數配對。

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5. 以手邊剩下化學國民身分證的張數最少者為勝。

6. 各組推派勝出的選手參加 PK大賽，規則同上。

7. 利用本次活動經驗，完成抓鬼活動單 (附件三 )。

四、「化學式」――討論推理導向

1. 利用化學國民身分證的組合來進行化學式的命名。(活動單見附件四 )

2. 教師利用示範來講解遊戲規則，並告知利用「抓鬼」活動的原則（須正價價數總和

與負價價數總和相等才能取回）且＋價在前，-價在後。

3. 須於課堂上由實地操作所獲得的結果寫在化學式活動單上的 1~4題，並確實進行化學

式的組合與動手操作。

4. 完成化學式活動單 1~4題後，教師發下簡易元素價數表 (如附件五 )，讓學生以活

動單 1~4題的原則再去組合化學式（此時不再利用化學國民身分證來操作），並寫

下可能的化學式。（媒介抽離，轉換成抽象思考）

5. 各組將化學式活動單整理完成，並完成回饋表 (一 )。(附件六 )。

6. 每組依序上台報告實地操作的結果與結論，甚至在操作過程中遇到的問題 (此時其

他組不提問題 )。

7. 教師鼓勵其他組幫助解答 (事先規定給分方式，以增進課程討論的熱烈性 )。

8. 教師總結化學式概念，並再次提醒學生若所需的化學國民身分證超過二張或二張以

上，直接在該元素下方加上個數即可，例如 1張 Ca和 2張 Cl則化學式為 CaCl2。

9. 教師協助但不主導本學習活動的進行。

五、其他說明

1. 需要製作的元素與張數如下表，原則上以常見的元素為原則，但有複數價數的元素

將其元素並列，例如 Fe有 +2，+3價。

元素 張數 元素 張數 元素 張數 元素 張數

H 6 Li 6 Na 6 K 6Be 3 Mg 3 Ca 3 Ba 3B 2 Al 2 F 6 Cl 6Br 6 I 6 O 3 Ag 6Zn 3 Cu 3 Fe(+2價 ) 3 Fe(+3價 ) 2

2. 卡片的大小：長 13cm，寬 10.5cm。

3. 若是像原子團或根例如： NO3離子NH4離子的例子，因不屬於元素，且較元素複雜，

所以建議在化學式之前的活動不要出現，避免學生混淆概念。

4. 建議剛開始學習化學式的組成時，學生先利用化學國民身分證進行化學式的組合

（具體操作），等學生熟悉化學式的基本組合原則後，再抽離化學國民身分證（媒

介物），而改以簡易價數表進行化學式的組合（抽象思考），也就是讓學生經由具

體操作來學習，當概念在學生腦中慢慢形成時，再抽離媒介物，因而轉換成抽象思

考模式。

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驗明正身

︱從遊戲中學習抽象化學概念

附件一 支援前線活動單（一）

本次的活動單是利用化學國民身分證上的線索，將下面的問題一一回答，每題限時 30秒，必須一題要完成後，才能進行下一題，當找到需要的化學國民身分證時，可以直接拿化學國民身分證到指定位

置填答。

題 目 答 案

01. 找出金屬元素，寫下其元素符號。

02. 找出非金屬元素，寫下其元素符號。

03. 找出在常溫為固態的元素，寫下其元素符號。

04. 找出在常溫為液態的元素，寫下其元素符號。

05. 找出在常溫為氣態的元素，寫下其元素符號。

06. 找出鹼金屬族的元素，寫下其元素符號。

07. 找出鹼土金屬族的元素，寫下其元素符號。

08. 找出 +1價的元素，寫下其元素符號。

09. 找出 +2價的元素，寫下其元素符號。

10. 找出 -1價的元素，寫下其元素符號。

11. 找出 -2價的元素，寫下其元素符號。

附件二 支援前線活動單（二）

本次的活動單是是接續支援前線（一），活動方式與第一階段相似，但任務較複雜，

必須從一些化學國民身分證去歸納並整理所需回答的結論，不像第一階段只需從化學國民身分證

找答案即可。

題 目 答 案

01. 找出金屬元素的相似性質並寫下。

02. 找出非金屬元素的相似性質並寫下。

03. 找出鹼金族中性質相似的並寫下。

04. 找出鹼土金族中性質相似的並寫下。

05. 找出金屬的顏色不是銀白色的元素並寫下其元素符號。

5. 針對一些常見且有原子團或根的化學式，例如 NaNO3、H2SO4、CaCO3等，則建議

要先讓學生了解基本化學式的組成方式後，再利用簡易價數表教複雜的化學式。

6. 對於具有複數價數的元素，要將其價數並列，例如 Fe，則為 +2，+3，並告訴學生

其意義，配對時要先說出是 +2或 +3。

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附件三 抓鬼活動單

依據你在抓鬼活動的經驗1. 當抽到一張 +1價的化學國民身分證時，會有幾種出牌方式？畫出所有作法（將 +價放在前面，-價放在後面）。

+1

2. 當抽到一張 +2價的化學國民身分證時，會有幾種出牌方式？畫出所有作法。3. 當抽到一張 -1價的化學國民身分證時，會有幾種出牌方式？畫出所有作法。4. 當抽到一張 -2價的化學國民身分證時，會有幾種出牌方式？畫出所有作法。5. 推測如果手邊有 +1、+2、+3、-1、-2、-3的化學國民身分證，當抽到一張 +3價的化學國民身分證時，會有幾種出牌方式？畫出所有作法。

6. 當抽到一張 +1價的 Na時，依據手邊的化學國民身分證，會有幾種出牌方式？畫出所有作法並寫下其化學式。

Na

+1 7. 當抽到一張 +價或 -價時，會依據哪種原則來出牌？數位同學共同討論後寫出結論。

附件四 化學式活動單

1、 利用化學國民身分證，依據你在抓鬼活動的經驗，寫出兩個化學式的組合方式（+價放在前、-價放在後）。

例如：若是碘化鉀 若是氯化鈉

KI — — —

2、 利用化學國民身分證，寫出化學式與中文名稱。 如：　

Mg O MgO

氧 化 鎂

—化

—

3、 承第 1題，若化學國民身分證拿到 +2價與 -1價的卡片，則化學式應如何書寫？把你的作法，像第 1題的模式畫出來，並寫下化學式。

4、 利用化學國民身分證寫出你所組出的化學式。

中文名稱 化學式 中文名稱 化學式 中文名稱 化學式 中文名稱 化學式

氯化鈉

氯化鈣

5、 利用價數表寫出你所組出的化學式，越多越好。

中文名稱 化學式 中文名稱 化學式 中文名稱 化學式 中文名稱 化學式

氫氧化鈉 碳酸氫鈉 硫酸銅 硝酸鉀

氫氧化鎂 碳酸鈣 硫酸

K I Na CI

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驗明正身

︱從遊戲中學習抽象化學概念

附件五 元素價數表

價數 元素

+1 H(氫 )，Li(鋰 )，Na(鈉 )，K(鉀 )，NH4(銨根 )，Ag(銀 )

+2 Be(鈹 )，Mg(鎂 )，Ca(鈣 )，Ba(鋇 )，Cu(銅 )，Zn(鋅 )，Fe(鐵 )

+3 Al(鋁 )，Fe(鐵 )

-1 F(氟 )，Cl(氯 )，Br(溴 )，I(碘 )，HCO3(碳酸氫根 )，NO3(硝酸根 )，OH(氫氧根 )

-2 O(氧 )，SO4(硫酸根 )，CO3(碳酸根 )

附件六

回饋表一

作答說明：這不是考試，而是一份關於你對這些活動的感想調查表。請你仔細回想並依據自己的

實際情形作答。每一題都有四個等級，4表示非常符合、3表示有點符合、2表示有點不符、1表示非常不符。請認真回答這份回饋表！非常感謝你！

　例題：

非 有 有 非 常 點 點 常 符 符 不 不 合 合 符 符 我喜歡打電腦。 ............................................................ 4 3 2 1若你有點喜歡打電腦，就選 3。注意事項：1.每一題都要作答。 2.依據實際情形作答。

非 有 有 非 常 點 點 常 符 符 不 不 合 合 符 符01. 支援前線的活動過程很有趣。 ............................................................................................ 4 3 2 102. 抓鬼的活動過程很有趣。..................................................................................................... 4 3 2 103. 喜歡以支援前線的活動方式來學習元素分類。 ............................................................. 4 3 2 104. 喜歡以抓鬼的活動方式來學習。 ....................................................................................... 4 3 2 105. 喜歡以化學式的活動方式來學習。 ................................................................................... 4 3 2 1

在製作化學國民身分證的過程中，對進行下列活動有幫助：

06. 支援前線。 ............................................................................................................................... 4 3 2 107. 抓鬼。 ........................................................................................................................................ 4 3 2 108. 將來喜歡以支援前線的活動方式來學習元素分類。 .................................................... 4 3 2 109. 將來希望以抓鬼的活動方式來學習其他化學概念。 .................................................... 4 3 2 1

陳淑華　宜蘭縣立員山國中自然與生活科技領域教師

吳宏達　宜蘭縣立員山國中自然與生活科技領域教師