現行高中化學實驗課教材教學實況
的調查研究
理學院化學系
蔡平順
陳鏡
j車
提要
就現行高中化學實驗課教輯之操作難易度，結果之準確度，教材之可行性，癥 結問題等，作問卷調益。百分之四十以上的教師認為操作較難的共有 3 頂，不易獲 得良好準確度者有 14 項，指出問題之癥結或提出建議者有 25 項。學生之實驗操作 技能、器材、試藥品質等，影響甚大。本文就實驗教材的編寫及實驗教學方法提出 改進意見。金、調查動機
科學教育培植國家的科技人材，造就現代化國民。化學關係國民生計，與現代 人的生活息息相關，叉因其內容廣博在教育上最能訓練學生從繁雜事物中，探索條 理，整理規律。化學是實驗的科學，最易於引講學生從事各種科學活動，培養科學 方法、科學態度等等。因此化學實驗之教材與教學，是否適當，不僅直接影響化學 教育末身，而且關係科學教育的成敗。 高中化學實驗，絕大部份由學生自行操作，其教材之良飯、教學之品質與學生 對事理之了解、興趣之培養，有直接而密切之關聯。 木頭究編製問卷，廣徵臺澎地區各公私立高級中學化學教師，對現行實驗教材 與教學之意見，期能從實際而具體之經驗中，對現行教材之優劣，做客觀而週詳之 分析，以提供有關單位，作未來改進教材之參考，以利科教之推展。-
659 ...
師大學報第二十九期
貳、調金目的
現行高中化學課程包括實驗教材是依照民國六十年二月部頒之課程標準編訂。其教學目標揭示: r 指海學生從實驗中，了解化學基本理論，以獲得生活上必需之
化學知識」。可見高中化學實驗課的重要性。迄今，課程標準與現行教材已實施多年，是否已獲得預期成效?是否符合教與
學的需要?有那些極待改進的地方?等等問題，當為教育行政當局與有關之科教界 人士所關切者。故本研究特就下列各項進行調查與分析: 一、當前高中化學實驗課，學生操作之情形及其結果是否理想。 二、現行高中化學實驗之教材，實施可行性之評估，並探討問題癥結之所在。 三、對高中化學實驗教材及教學之改進意見，作合理之分析與評估。泰、調金項目及鈍團
本調查問卷，係藉最近兩次公私立高跟中學科學敬育評鑑'實地訪問各校時，請各校化學數師共同討論後填寫，每校一份，共得 65 份問卷，因此每一份可觀為
各校教師之共同意見。(註二~三〉 調查項目包括 1 、操作難易度， 1I 、實驗結果準確度 'm 、教材可行性，即 、癥結問題或建議。 根據現行高中課程標準(註一) ，化學科實驗之內容(及簡稱)如下: 一、 (A) 科學觀察與記述 (B) 固體受熱之變化及熔點之測定二、蠟燭之燃燒及熱敷應之定量測量
三、等體積氣體之重量 四、鋼與硝酸銀溶液之反應 五、化學反應之研究六、化學反應中之質量關係
七、金屬與氫氯酸反應之定量
八、已知濃度二溶液間之反應體積
九、模型之創建 .... 660 .... (觀察、熔點) (蠟燭燃燒〉 (氣體重量) (鋼、硝酸銀)(化學反應)
(反應質量)
(金屬、墟酸)
(反應體積)
(模型)十、願反異構物之性質 十一、晶體中原子或離子之堆積 十二、反應熱 十三、反應速率之研究 十四、化學平衡及勒沙特列原理 十五、醋酸銀熔度積常數之測定
十六、 Ag+ ， Hg件， Pb2+等之定性分析
十七、用指示劑誤IJ 熔液中氫離子濃度 十八、酸鹼滴定 十九、電池之反應 二十、氧化還原反應 二十一、鐵之腐蝕研究 現行高中化學質驗說教材敬學實況的調查研究所 (順反異構) (晶體堆積〉(反應熱)
(反應、速率)
(化學平衡)
(摺度積) (定性分析) (指示劑〉 (酸鹼滴定) 〈電池) (氧化還原〉 (鐵生錫) 二十二、電解時鋼、銀莫耳數與電子莫耳數之關係 (銅銀電解) 二十三、經及醇之化學性質 (煙、醇) 二十四、衍生物 (腔、醇)'" 661 ...
師大學報第二十九期 二十五、用鹼土金族化合物之講解度作定性分析 (鹼土族)
二十六、碘之化學反應
(碘) 二十七、電解碘化辦溶液製碘(碘化多甲)
二十八、第三列元素
(三列元素)
二十九、離子交換樹脂分離過渡金屬離子
(離子交換)
三十、錯合物及叢撞之製備 (錯夜墟)肆、調查結果與討論
一、將調查結果依百分比整理成表 1 。 表 1 分析各項百分比統計 操作難易度 結果單度 教材可行性 問題 尚可或 或 適宜無意見難 佳無意見差適宜無意見 不過宜
建讀 』弋觀察熔點96
3
1
72
5
23 70
10
20
53
弋蠟燭燃燒89
2
9. 47
1
52 49
27
24
52
一.氣體重量67
13
20 44
16
40 49
25
26
43
四銅硝酸銀96
3
1
61
15
24 67
30
3
24
主主化學反應
83
8
9
的30
4 75
18
7
21
7\反應質量
78
10
12 41
23
36 49
27
24
43
七金屬墟酸
86
10
4
70
20
10 70
27
3
16
尺反應體積84
10
6
67
18
15 67
26
7
20
-
662-~模
型60
28
12
44
50
6
47
27
26
38
汁:順反異構76
14
10
60
30
10
60
27
13
35
±晶體堆積67
21
12
56
41
3
56
23
21
27
士反應熱80
16
4
50
20
30
61
27
12
27
•
主反應速率66
14
20
46
18
36
52
24
24
56
高化學平衡78
7
15
63
10
27
72
13
15
50
三其滄度積 、18
81
15
4
56
26
69
27
4
21
孟之定性分析84
7
9
60
33
7
75
19
6
26
主指示劑81
12
7
47
15
38
53
24
23
40
文酸鹼滴定90
3
7
72
15
13
81
16
3
23
乎有電 他89
7
4
63
17
20
67
26
7
33
王其氧化還原84
10
6
78
18
4
81
12
7
23
丟鐵生錫78
19
3
69
22
9
66
27
7
9
主銅銀電解55
19
26
40
34
26
41
29
30
33
主經醇84
13
3
69.
25
6
75
19
6
20
高衍生物56
20
24
52
32
16
46
30
24
35
主鹼土族81
15
4
56
29
15
52
36
12
27
美 碘86 .
11
3
76
21
3
72
25
3
15
這碘化辦86
11
3
75
22
3
75
18
7
12
夫二列元素
72
18
10
56
32
2
50
32
18
24
去離子交換
46
22
32
38
30
32
36
35
29
33
丟失錯夜墟75
16
9
61
29
10
53
35
12
16
由上衰，我們可以看出: 村現行高中化學之實驗操作，一般而言並不困難。 20% 以上的教師認為操作較難的共有 5 項，包括實驗三、主、奎、孟及一支
臼平均而言，現行實驗教材所得之結果準度不高。 20% 以上的教師認為準度不
高的實驗共有 1頭，包括實驗一、二、三、四、六、主、主、吉、吉、主 奎、羹。其中原因值得進一步加以探討。 目現行實驗教材的可行性，大致尚稱合宜。 20% 以上的教師認為不適宜或需要改進的實驗共有11項，包括實驗一、二、三、六、九、士、主、毛、.奎、
益、美、應進一步加以探討。-
663-師大學報 第二十九期
四 20 %以上教師指出問題之癥結或提出具體之建議共有 25 頂，包括實驗一如二
、三、四、五、大、^、九、十、士、主、主、吉、主、其、宅、文、1瓷、丰、奎、磊、量、夫、羹。其中尤以實驗一、二、主、高等問
題較多，有 50% 以上的教師提出改進意見。
二、將教師肯定的結果排成表 2 '此表依教師肯定百分比排列，並比較操作適宜性 ，結果準度及教材可行性等三項。表 2
現行高中化學實驗教材的操作適宜性，結果準度及教材可行性等三項比
較衰。 教師 項 肯定自 操作適宜性結果準度
教材可行性%.
百分比% 實驗項目 百分比% 實驗項目 百分比% 實驗項目 名次96
一78
二十81
十九2
96
四76
二十六
81
二十1
90
十八
75
二十七
75
' 五4.
89
一72
一75
十六
"一5
89
十九72
十八
75
三十a
86
七
70
七
75
二十七
1
86
三十六69
二十一 72 、 十四a
86
二十七
69
二十二72
二十六
a
84
八
67
八
70
一10.
84
十六
66
五70
七
11.
84
二十66
十四69
十五12.
84
一十= 一一63
十九67
四13.
83
五63
四67
八
14.
81
十五61
二十67
十九15.
81
十七
61
十66
二十一16.
81
二十五60
十六
61
十二1
7.
80
十二56
, 十一60
十18.
78'
，/」一、-
56
十一
56
十五19.
78
十四53
十七
56 .
二十五.20.
78
二十一53
二十56
二十八
'664
-2
1.
76
十52
十一
52
二十四2
2.
75
二十52
二十五50
十二2
3.
72
二十八
50
二十八
49
一 一24.
67
一一49
一47
十七
一 一25.
67
十一49
一46
十二 一 2位66
十二49
p/i、a44
一 一2
7.
60
九47
九44
九2&
56
二十四46
二十四41
-/Ea、-29.
55
一十一 一一41
一一一十一40
二十二30.
46
二十九36
二十九38
二十九 由上表可知: 村實驗二十四、二十二、二十九等三項實驗，操作不易適應加以改進。臼實驗十一、十七、三十、十三、二十五、二十八、二、三、六、九、二十四、
二十二和二十九等十三項實驗可行性較低，其內容似有檢討改進的需要。 自實驗十一、十五、二十五、二十八、二十四、十二、二、十七、十三、三、九 、六、二十二和二十九等十四項實驗的誤差較大或預期結果不易獲得。 個綜合以上所言，以實驗二十九和二十二兩項實驗半數以上的教師認為據作不易 且 60 %以上教師認為可行性低;實驗九、二十四、三、十三和六等五項實驗 ，尚待改進。 三、主要之癥結問題摘要:實
驗 癥結
問 題 一(A.)觀察|﹒內容枯燥，不易引起學生興趣。 (B)測熔點|﹒市售對二氯末的純度，常不如理想，故不易額.u得明確之熔點。 二蠟燭燃燒 i ﹒定性部分與國中教材重擾，故不易引起學生興趣。 ﹒水分的偵湖，成功率極徽。 三氣體重量|﹒塑膠帶容積不易控制。 ﹒以三梁天平頭.IJ氣體重量，不易操作。 六反應質量|﹒乾燥手續需時太久。 九模 型|﹒內容單詞，不易引起學生興趣。 主反應速率|﹒指定之濃度太大，反應太快，致誤差大。-
665
-師大學報第二十九期 ﹒溫度升高，反不易見到碘一澱粉錯離子的藍色，使溫度效應的
實驗，失去意義。
古化學平衡|﹒用自視法比色，頗難準確。毛指示劑
I
·同上。
主鍋銀電解|﹒電解散成分之配製不易合乎理想，誤差太大。 孟衍生物 |﹒費時久，且不易製取乙瞌胺。去離子交換|﹒不易購得適用的樹脂。
•
N1
2+ 和 Co胖的定性手饋，操作不易。 此外，實驗四‘六、畫、量!等使用銀墟，價格偏高。一般建議改用其他藥品 或另行設計實驗。 實驗四、六、芸、幸的產晶或結果，均需隔夜再行操作，一般學校之實驗室 有限，頗難作理想的配合。但、結論
現行高中化學實驗課的教材與教學，一般而言，在實施上並無太大困難，總共 30 項實驗中， 60% 的教師認為操作難易適宜者有 27 項，較難的只有 3 項}但有 許多項的實驗其結果的準確度不理想， 60% 的教師認為誤差大、結果不明顯有 14 項。實驗課教材之可行性調查中得到 60% 教師肯定的有 17 頂，其餘的 13 項實驗 需要探討改進。約有 30% 的教師指出問題之癥結或提出具體的改進意見及建議。 若干實驗內容枯燥、操作不易或誤差太大，未能引起學生興趣。有些實驗的器材、 藥品昂貴、實驗操作時間不能配合的均須改進 o 實驗課教材之設計應符合課程目標 ，且能配合當前教育環境。若干實驗內容與國中化學實驗重覆，滅低學習興趣。 、編寫實驗課教材應先明示教學目標。部份學校，限於實驗室設備，實驗課進度 很難與正課配合。現行實驗課教學方式多屬按圖索膜式，很少啟發學生的思考，讓 學生自行發揮。對同一教學單元，宜編製若平不同實驗，使教師能做合適的選擇， 期能因時困地因材施教。實驗操作不正確，造成誤差。啟蒙階段的實驗手冊宜多寫 些正確的基本操作，說明要詳盡並多附插圖。實驗課教材之編寫應注意與國中化學‘教材(包括實驗課教材)之縱的連貫性，亦應留意興正課(講義教材)或其他相關
課程之橫向關連現行實驗課教材均未注意到縱向的連貫與橫向的關連。 實驗為培養科學素養的重要方法之一?實驗的規劃、準備、實施、搜集數據、 處理數接等實驗課的教學，實際上構成探討化學事物的現象與方法的童心。實驗的探666
--討的過程，由此學生可以直接獲得了解自然的機會，學得探討研究的技能，並藉此 活動刺激創造力，培養科學思考力。 本調查的結果顯示，多項實驗準確度不佳，學生實驗技能的不熟悉和器材藥品 的晶質均為其原因立一。正確的基本操作訓練，不但可以提高實驗的信賴性，對意 外的預防也是很重要。基本操作的訓練，可以藉著老師示範或視聽教育來指導 o 器 材藥品的品質對實驗準確度的影響，需要逐項檢討評估。 現行教材中有多項實驗可配合教學媒體以提高教學品質。據報告，以私立高級 中學中，視聽教育設備達到部訂標準很少(註六)。購置化學視聽教材的學校不多 :影片 34% 、幻燈片 27% 、透射放影機投影片僅有 11% 自裝視聽教材的學校 更少，各項fZ 未達到 8% (註六) 0 本教材雖有 CHEMS 影片配合，椎價格昂貴 ，亦缺少國語旁白，使用情況未能普遍﹒配合實驗課教材宜拍攝鐘片電影在實驗前 演示做導引，也可研製相關的影片，藉以擴大實驗教學的領域。缺少教師示範實驗 ，也是現行實驗課教材有待檢討的一點。 接公私立高級中學數學自然科學教學設備調查研究報告，全國公私立高級中學 中，化學實驗室間數未合乎部訂標準者有 23% (註六)。更嚴重的是，多數學校 實驗室空閑不能夠配合學生人數(每班多達 50 人) ，擁擠不堪，對實驗室安全上 、衛生上的要求，有符改善﹒接各屆高中科學教育評鑑，化學科的師資中以本科系 畢業者佔大多數，師資堪稱整齊(註二~五)。惟設有專職實驗室管理員者僅達
56.5%
(註六) ，多半的管理員是高中、高職畢業(77.6 % )
，約有半數不熟 悉管理業務(註六)。在實驗室安全上、管理上、管理員的訓練有待加強。管理員 對器材、藥品之規格、特性等應有足夠的認識，對品質應有評估的能力。三主
解
註一弋
高級中學課程標準，
178 --
180 頁(民國 60 年)
註二三 臺灣省立高級中學科學教育實施成果評鑑報告， 105 頁 (民國 65 年) 註三三 臺灣省私立高級中學教育評鑑報告， 698 頁(民國 68 年) 註罔 臺灣省立高級中學教育實施成果追琮評鑑報告， 105 頁 (民國 70 年) 註其 臺北市七十一學年度中學科學教育評鑑總報告， 27 頁 (民國 72 年) 註六公私立高級中學數學自然科學教學設備調查研究報告 教育部中教司，教育 計劃小組編印刁 10 頁，28 --
29 頁， 38 頁，190'"
192 頁 (民國 69年 ...,667 '"
Bu11e討n
of National Taiwan Normal University Vo
l.
XXIX
A Study of the Current High School Chemistry
L.a
boratory
Text by Questionnåire
by
Ping-Shun
Ts函， and αring-Tanαlen
Abstract
A
questionnaire has been made to fmd the degree of difficulty of the labora.
tory manipulation
,
accuracy of the experimental results
,
and workability of the
labotatory manual currently
used 凶 seJúorhigh schools. More than 40% of the
re-spondents.noticed that three out ofthe 30 experiments were considerably difficult
for the students and 14 experiments were difficult to get good accurate results.
Th
