臺北市 108 學年度第 2 學期北投國民中學資賦優異班自然領域課程計畫
課程名稱 科學創客 教學對象 7 年級資優生
課程/教學設計者 莊啟志 每週教學節數 每週1 節
課程理念及 辦理方式
理念：
1.從激發學生對科學的好奇心與主動學習的意願為起點，以國中課程依進度進行探 究與實作，以達成自發、互動、共好的理念。
2.參考 Renzulli 的「三合充實模式」，分為「一般探索活動」、「團體訓練活 動」與「個人或小組對實際問題之探討」三類課程。
方法：
1.學生外加至資優班實驗室上課
2.就國二未來相關課程，先設計相關實驗與活動，提升資優班學生實驗器材操作能 力、相關觀察能力、實驗結果數據紀錄整理與分析能力。
3.依課程需要編輯單元學習單，加強學生探究與實作的能力
領域核心素養
自-J-A1 能應用科學知識、方法與態度於日常生活當中。
自-J-A2 能將所習得的科學知識，連結到自己觀察到的自然現象及實驗數據，學習 自我或團體探索證據、回應多元觀點，並能對問題、方法、資訊或數據的 可信性抱持合理的懷疑態度或進行檢核，提出問題可能的解決方案。
自-J-A3 具備從日常生活經驗中找出問題，並能根據問題特性、資源等因素，善用 生活週遭的物品、器材儀器、科技設備及資源，規劃自然科學探究活動。
自-J-B1 能分析歸納、製作圖表、使用資訊及數學運算等方法，整理自然科學資訊 或數據，並利用口語、影像、文字與圖案、繪圖或實物、科學名詞、數學 公式、模型等，表達探究之過程、發現與成果、價值和限制等。
自-J-B2 能操作適合學習階段的科技設備與資源，並從學習活動、日常經驗及科技 運用、自然環境、書刊及網路媒體中，培養相關倫理與分辨資訊之可信程 度及進行各種有計畫的觀察，以獲得有助於探究和問題解決的資訊。
自-J-C2 透過合作學習，發展與同儕溝通、共同參與、共同執行及共同發掘科學相 關知識與問題解決的能力。
課程目標與 對應學習表現
課程目標 對應學習表現
1. 實驗室基本器材操作練習。
2. 國中重要實驗藥品認識。
3. 基本實驗技巧練習，藥品配置、稀釋練 習。
4. 藉由探究與實作的探索活動，使學生對科 學具備好奇心與想像力，培養學生高層次 思考、擴散性思考、發揮理性思維並鼓勵 學生應用課程所學解決實際生活中的問 題。
5. 透過團體訓練活動使學生具備基本科學知 識，養成對科學正向的態度與學習科學的 興趣。
6. 藉由個人或小組對實際問題之探討，以多 元方式評量學生學習成果。
pa-Ⅳ-1 pa-Ⅳ-2 pc-Ⅳ-1 pe-Ⅳ-1 pe-Ⅳ-2 po-Ⅳ-1 ai-Ⅳ-1 ai-Ⅳ-2。
ah-Ⅳ-2 tr-Ⅳ-1 ti-Ⅳ-1。
tc-Ⅳ-1
學生能力分析
(區分性教學設計)
1. 尚未於課堂活動中觀察學生，對於學生能力僅能從鑑定資料中做初步研判。
2. 通過鑑定學生普遍實作評量分數並不算高，不適合太快給予太艱深的內容。
3. 大部分學生理化知識與技能尚不夠充足，宜先給予基本的練習與充實。
4. 少部分能力較領先的學生，可以要求學生完成完整的學習單、其餘學生則是依據 能力完成部分的學習單內容。能力較領先的學生可以另外提問較深入的問題與指 派額外的作業進行學習。
使用教材與資源 1. 自編教材。
2. 使用資源：多媒體設備、網路資源、實驗藥品、實驗器材。
課程進度與說明
週
次 單元主題
單元學習內容
（說明教學方法、策略、融入重大議題、
活動內容等）
評量方式 對應
學習表現
1
(Ea)自然界 的尺度與單 位-質量與體
積 認識
Ea-Ⅳ-1 時間、長度、質量等為基本物理 量，經由計算可得到密度、體積等衍伸物 理量。
1-1 質量基本性質的認識。
1-2 體積基本性質的認識。
1-3 天平與電子秤使用練習：分別實際 使用天平與電子秤測量「1 元」、「5 元」、「10 元」的質量。
1-4 燒杯與量筒的體積測量練習：使用 不同規格的量筒測量同一液體的體 積，並比較各組結果。比較不同規格 量筒的準確性與討論量筒使用的誤差 來源。
Ea-Ⅳ-3 測量時可依工具的最小刻度進行 估計。
1-5 實驗誤差的認識與討論：比較各組 全新硬幣質量測量結果的差異，進而 討論測量誤差的來源與歸納估計值的 意義。
1-6 體積沒有加成性的實作：比較水與 酒精混合前後的體積。
1.口頭發表 2.作業單
pe-Ⅳ-2 能 正 確 安 全 操作適合學習階段的 物品、器材儀器、科 技設備及資源。能進 行客觀的質性觀察或 數 值 量 測 並 詳 實 記 錄。
tc-Ⅳ-1 能依據已知的 自 然 科 學 知 識 與 概 念，對自己蒐集與分 類的科學數據，抱持 合理的懷疑態度，並 對 他 人 的 資 訊 或 報 告，提出自己的看法 或解釋。
2
3
(Ea)自然界 的尺度與單位
—密度彩虹 水：食鹽水濃 度與密度的探
討與實作
Jb-Ⅳ-4 溶液的概念及重量百分濃度（P
%）、百萬分點的表示法（ppm）。
1-1 練習食鹽水溶液的稀釋：將飽和食 鹽水依規定比例稀釋，並練習計算稀 釋後的重量百分濃度。
Ea-Ⅳ-1 時間、長度、質量等為基本物理 量，經由計算可得到密度、體積等衍伸物 理量。
1-2 食鹽水密度大小判斷：觀察稀釋後 不同濃度(密度)食鹽水彼此間的沉浮 關係，練習利用食鹽水的沉浮情形判 斷未知食鹽水彼此間的密度大小關 係。
1.口頭發表 2.作業單 3.觀察評量 4.實際操作 5.檔案評量
pa-Ⅳ-2 能 運 用 科 學 原理、思考智能、數 學等方法，從（所得 的）資訊或數據，形 成解釋、發現新知、
獲知因果關係、解決 問題或是發現新的問 題。並能將自己的探 究結果和同學的結果 或其他相關的資訊比 較對照，相互檢核，
確認結果。
4 1-3 未知濃度食鹽水的判斷：觀察不同 濃度食鹽水溶液密度的規律性，並且 根據未知食鹽水的密度判斷出食鹽水
的濃度。以了解食鹽水濃度與密度的 相關性。
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1-4 實驗資料處理練習：練習將食鹽水 濃度的計算結果與密度的測量結果資 料整理製成表格。將表格資料手作繪 製成座標平面圖。
1-5EXCEL 練習：將食鹽水濃度與密度 的資料表格輸入到EXCEL 中，並且 利用EXCEL 的功能練習利用電腦協 助繪圖與解讀圖形中的y 軸截距、直 線斜率與相關係數等資料的意義。
pa-Ⅳ-1 能分析歸 納、製作圖表、使用 資訊及數學等方法，
整理資訊或數據。
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1-6 分層彩虹水規劃：利用所學的水溶 液與密度的相關知識，自行設計溶液 的配置方式來達到溶液分層的效果。
1-7 色彩調配的練習：利用紅、黃、藍 三原色的食用色素，將食鹽水調配成 適當的顏色。利用色彩的相對效果，
讓食鹽溶液能有較佳的分層顏色對 照。
1-8 分層彩虹水實作：練習滴管的細微 控制，將調製好的不同密度食鹽水依 照密度大小的順序滴入50 毫升的量 筒。
ah-Ⅳ-2 應 用 所 學 到 的科學知識與科學探 究方法，幫助自己做 出最佳的決定。
tr-Ⅳ-1 能將所習得的 知識正確的連結到所 觀察到的自然現象及 實驗數據，並推論出 其中的關聯，進而運 用習得的知識來解釋 自己論點的正確性。
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(Jd)酸鹼反應 七彩調色盤－
pH 值、酸鹼 指示劑的認識
與自製廣用 指示劑
Jd-Ⅳ-3 實驗認識廣用指示劑及 pH 計。
1-1 隱形墨水製作：利用百里酚酞與氫 氧化鈉溶液製作藍色的隱形墨水。
1-2 實驗變因控制練習：調整百里酚酞 濃度與氫氧化鈉濃度，配置出不同的 隱形墨水，並觀察其變色效果，以練 習討論影響隱形墨水變色的變因。
1-3 碳酸氫鈉分解：利用石灰水檢驗二 氧化碳的實驗，讓學生觀察碳酸氫鈉 分解的產物。
1-4 消失的色彩：在氫氧化鈉溶液中分 別加入酚酞、百里酚酞、間-硝基苯酚 的混合溶液，再通入碳酸氫鈉分解所 產生的二氧化碳，讓學生觀察溶液的 變色情形，以了解酸鹼指示劑的基本
1.口頭發表 2.作業單 3.觀察評量 4.實際操作 5.檔案評量
pa-Ⅳ-2 能 運 用 科 學 原理、思考智能、數 學等方法，從（所得 的）資訊或數據，形 成解釋、發現新知、
獲知因果關係、解決 問題或是發現新的問 題。並能將自己的探 究結果和同學的結果 或其他相關的資訊比 較對照，相互檢核，
確認結果。
pe-Ⅳ-2 能 正 確 安 全 操作適合學習階段的 物品、器材儀器、科 技設備及資源。能進 行客觀的質性觀察或 數 值 量 測 並 詳 實 記 錄。
ti-Ⅳ-1 能依據已知的 自然科學知識概念，
經由自我或團體探索 8
原理與指示劑變色範圍的概念。
Jd-Ⅳ-6 實驗認識酸與鹼中和生成鹽和水，
並可放出熱量而使溫度變化。
1-5 簡易酸鹼滴定：利用 1%醋酸與 1%
碳酸鈉作為酸鹼溶液來源。觀察甲基 橙(MO)、甲基紅(MR)、溴瑞香草藍 (BTB)、瑞香草藍(TB)、酚酞(PP)在 1%醋酸中的酸式色與在 1%碳酸鈉中 的鹼式色。選用甲基橙(MO)與酚酞
與討論的過程，想像 當使用的觀察方法或 實驗方法改變時，其 結 果 可 能 產 生 的 差 異；並能嘗試在指導 下以創新思考和方法 得到新的模型、成品 或結果。
ai-Ⅳ-1 動手實作解決 問 題 或 驗 證 自 己 想 法，而獲得成就感。
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Jd-Ⅳ-2 酸鹼強度與 pH 值的關係。
1-1pH 值認識：練習將 pH 值 1 的鹽酸水 溶液分別稀釋至pH 值 2~ pH 值 6、將 pH 值 13 的氫氧化鈉水溶液分別稀釋 至pH 值 12~ pH 值 8。
1-2 水溶液稀釋介紹：M1×V1= M2×V2。 Jd-Ⅳ-3 實驗認識廣用指示劑及 pH 計。
1-3 指示劑變色範圍值認識：將甲基橙 (MO)、甲基紅(MR)、溴瑞香草藍 (BTB)、酚酞(PP)分別依序滴入 pH1~13 的水溶液中，觀察並記錄指 示劑在各pH 值中的顏色以認識 pH 值 與指示劑變色範圍。
1-4 自製廣用指示劑：利用甲基橙 (MO)、甲基紅(MR)、溴瑞香草藍 (BTB)、酚酞(PP)等四種酸鹼指示劑 嘗試調配廣用指示劑。
1-5 利用自製的廣用指示劑檢測生活周 遭物質的pH 值。
1-6 查詢其他廣用指示劑的配置方法。
tr-Ⅳ-1 能將所習得的 知識正確的連結到所 觀察到的自然現象及 實驗數據，並推論出 其中的關聯，進而運 用習得的知識來解釋 自己論點的正確性。
pe-Ⅳ-2 能 正 確 安 全 操作適合學習階段的 物品、器材儀器、科 技設備及資源。能進 行客觀的質性觀察或 數 值 量 測 並 詳 實 記 錄。ai-Ⅳ-1 動手實作 解決問題或驗證自己 想 法 ， 而 獲 得 成 就 感。
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12 (Ka)波動、
光及聲音-多
1-1 多多笛製作：利用喝完的養樂多空 瓶製作簡易笛子。練習利用熱融膠槍
1.作業單 2.實際操作
ai-Ⅳ-1 動手實作解決 問 題 或 驗 證 自 己 想 法，而獲得成就感。
多笛
將多多笛進行適當的密封、觀察多多 笛的發聲效果與討論多多笛的發聲原 理。
1-2 查詢其他多多笛：查詢其他種類多 多笛的製作方法與發聲原理，練習網 路上查詢科展作品資料。並練習製作 其他種類的多多笛。
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(Jb)水溶液中 的變化-水的 電解與氫氧火
箭探討
Jb-Ⅳ-2 電解質在水溶液中會解離出陰離子 和陽離子而導電。
1-1 微型電解水器製作：利用 20c.c.點滴 瓶、針頭、迴紋針、塑膠滴管與熱熔 膠槍製作簡易的微型電解水器。
1-2 氫氧火箭探究：將電解水產生的氫 氣與氧氣作為燃料、以塑膠滴管頭做 為火箭，利用改裝後的電子點火槍作 為引爆裝置。讓學生分組實作與討論
「如何讓氫氧火箭的射程較遠?」
1-3 氫氧火箭 pK 大賽：將學生抽籤排入 pK 賽程表中，讓學生利用之前分組 討論所得到的概念來進行pK 比賽，
並進行分組積分的計算與競賽。
Ca-Ⅳ-1 實 驗 分 離 混 合 物 ， 例 如 ： 結 晶 法、過濾法及簡易濾紙色層分析法。
1-4 排水集氣法練習：利用簡易的微型 電解水器練習電解水實驗的變因探 討，使用塑膠滴管頭進行排水集氣法 的實作與探究。
1.口頭發表 2.觀察評量 3.實際操作
pc-Ⅳ-1 能 理 解 同 學 的 探 究 過 程 和 結 果
（或經簡化過的科學 報告），提出合理而 且具有根據的疑問或 意見。並能對問題、
探究方法、證據及發 現，彼此間的符應情 形，進行檢核並提出 可能的改善方案。
ai-Ⅳ-2 透過與同儕的 討論，分享科學發現 的樂趣。
ah-Ⅳ-2 應 用 所 學 到 的科學知識與科學探 究方法，幫助自己做 出最佳的決定。
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(Je)化學反應 速率與平衡 水-水溶液配 置練習：天氣
瓶製作
Je-Ⅳ-3 化學平衡及溫度、濃度如何影響化 學平衡的因素。
1-1 天氣瓶製作：練習樟腦的酒精溶液 配置，硝酸鉀、氯化銨的水溶液配 置。
1-2 天氣瓶觀察：調整天氣瓶中水相溶 液與酒精相溶液的比例，觀察比例對 天氣瓶沉澱的影響。定時觀察與幫天 氣瓶拍照，討論氣溫對天氣瓶沉澱的 影響。
1.作業單 2.實際操作
po-Ⅳ-1 能 從 學 習 活 動、日常經驗及科技 運用、自然環境、書 刊及網路媒體中，進 行 各 種 有 計 畫 的 觀 察 ， 進 而 能 察 覺 問 題。
pe-Ⅳ-1 能 辨 明 多 個 自變項、應變項並計 劃適當次數的測試、
預 測 活 動 的 可 能 結 果。在教師或教科書 的指導或說明下，能 了解探究的計畫，並 進 而 能 根 據 問 題 特 性、資源（例如：設 備、時間）等因素，
規劃具有可信度（例 如：多次測量等）的 探究活動。
ai-Ⅳ-1 動手實作解決 16 (Jb）水溶液
中的變化-水 溶液配置練
習：
Jb-Ⅳ-3 不同的離子在水溶液中可能會發生 沉澱、酸鹼中和及氧化還原等反應。
1-1 化學粉圓製作：練習海藻酸鈉溶液 與乳酸鈣溶液的配置。
化學粉圓製作
1-2 觀察乳酸鈣濃度對化學粉圓的影響 與浸泡時間對化學粉圓的影響。
1-3 查詢海藻酸鈉與分子料理的關係，
進而討論化學粉圓在分子料理與其他 科學領域的應用情形。
問 題 或 驗 證 自 己 想 法，而獲得成就感。
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(Jc) 氧化與還 原反應-溶液 稀釋與配置練 習：紅綠燈多
彩實驗與 銀鏡反應
Jc-Ⅳ-1 氧化與還原的狹義定義為：物質得 到氧稱為氧化反應；失去氧稱為還原反 應。
1-1 氫氧化鈉稀釋練習：給予學生 1M 的 氫氧化鈉溶液，讓學生自行稀釋成 0.3M 與 0.05M 的氫氧化鈉溶液以進 行紅綠燈多彩實驗的操作。
1-2 學生觀察與討論「紅綠燈多彩實 驗」在1M、0.3 M、0.05 M 氫氧化鈉 中的變色差異。
1-3 查詢「紅綠燈多彩實驗」、「藍瓶 實驗」或「紅瓶實驗」的實驗原理與 條件，初步認識氧化還原指示劑。
1-4 銀鏡反應操作：給予學生練習進行 微量銀鏡反應操作，確定學生能夠掌 握微量銀鏡反應的操作技巧。
1-5 調整微量銀鏡反應所需藥品的濃 度，讓學生自行計算與規劃藥品的比 例與量，並讓學生依據學生規劃的藥 品比例去配置藥品與實作銀鏡反應，
並比較與討論各種藥品比例的實驗效 果與優缺點。
1.作業單 2.實際操作 3.觀察評量
ai-Ⅳ-1 動手實作解決 問 題 或 驗 證 自 己 想 法，而獲得成就感。
ti-Ⅳ-1 能依據已知的 自然科學知識概念，
經由自我或團體探索 與討論的過程，想像 當使用的觀察方法或 實驗方法改變時，其 結 果 可 能 產 生 的 差 異；並能嘗試在指導 下以創新思考和方法 得到新的模型、成品 或結果。
ah-Ⅳ-2 應 用 所 學 到 的科學知識與科學探 究方法，幫助自己做 出最佳的決定。
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19 學長姐分享
1. 學長姐分享：學長姐獨立研究成果報 告。學長姐獨立研究資料查詢、主題 選取與確認、研究時間分配、研究困 難克服、作品說明書撰寫……等獨立 研究重要過程心得分享。
2. 選擇八年級獨立研究分組。 1.口頭發表 2.觀察評量
tc-Ⅳ-1
能依據已知的自然科 學知識與概念，對自 己蒐集與分類的科學 數據，抱持合理的懷 疑態度，並對他人的 資訊或報告，提出自 己的看法或解釋。
pc-Ⅳ-1 能 理 解 同 學 的 探 究 過 程 和 結 果
（或經簡化過的科學 報告），提出合理而 且具有根據的疑問或 意見。並能對問題、
探究方法、證據及發 現，彼此間的符應情 形，進行檢核並提出 可能的改善方案。
20 獨立研究主題 報告
1. 依據獨立研究分組結果，選定一個該 組之相關主題的獨立研究作品進行報 告。
2. 同學對報告進行提問與討論。
3. 學長姐對報告主題進行提問與建議。
