問題解決能力導向的課程設計_酸、鹼、鹽單元

        酸鹼鹽的單元有許多事實知識，學生必須要一一了解不同種化合物的特性，但是也同時有許多的檢測實驗，因此將問題解決要素加入這些單純操作式的檢測實驗，轉化為問題解決能力導向的實驗，包含「找出電解質」、「判斷未知酸鹼溶液」、「運用酸鹼中和計算未知濃度溶液」。

擷取翻轉教學與學習共同體概念微調的教學模式

        基本的課程架構如同我之前的運作方式，擷取翻轉教學與學習共同體的部分要素，調動一般的教學模式，以「課堂上小組預習」、「進行實驗與活動」、「總結與練習」的流程進行。

       一開始，讓學生以小組自學的方式進行每個單元的預習，預習單的提問主要以事實知識以及部分的概念知識為主。建立了基本的理解之後，進行問題解決能力導向的實驗課程，學生學習分組合作能力及問題解決能力，同時教師評量兩項能力。實驗結束後，師生討論實驗結果，導入相關概念，進行總結。

       這樣的教學模式已經執行將近一年，皆可以順利操作，有同事看到學生學習單後驚訝地問，怎麼有辦法上這麼多內容，我也明白了當地回答，這樣的教學模式並沒有考試與檢討，若以一般常見的教學模式，會在課堂或者早修安排練習卷，並且在上課檢討，估算下來約會用掉1/4到1/3的課堂時間，取而代之的是讓學生小組預習與練習。

(翻轉模式圖  加入我的教學模式對應)

        基於改變教學模式的取捨，衍生了常見的幾個狀況，

(一)少了精熟練習，學生的成績會不會退步（簡單地說，沒有考試，學生會寫題目嗎？）。

(二)老師上課沒有講到，學生不會。

(三)小組討論與太自由的實驗很難掌控。

        對於以上狀況，雖然沒有實質的量化數據，但以目前的經驗分享，第一、二點皆沒有發生，因為教與學經常不相伴發生，學生小考、老師講解之後，不懂得學生依然不懂，會懂的學生在改變教學模式後再練習的時候依然有機會弄懂。而第二點則是我目前也十分小心處理的狀況，必須將概念適當地放入教學模式的不同環節當中。秩序與專注度的狀況經常是教師對於學生討論的教學模式卻步的原因之一，這個狀況其實必須回歸到教師身上，教師是否具有設計好問題、穩定學生學習狀態的專業能力，同時，學生也需要時間熟悉討論的課堂，因此需要時間的培養師生默契、建立課堂氛圍與模式。（但是，我必須直言，不乏聽到沒時間做實驗、學生一屆不如一屆、城鄉差距等問題，但是依著你認同的教學理念，執行後遇到題，就嘗試著解決吧。）

多元能力評量＿小組評分單

       最近這些實驗中，雖然學生必須運用許多能力完成任務，即便學習單中學生必須運用推斷、分析、說明策略等能力，但是仍缺少實驗進行過程的真實評量，因此加入小組分工與操作實驗能力的小組評分單，希望除了能夠呈現概念的學習單評量之外，還有真實性評量等不同面向。

問題解決能力導向的課程設計

一如「學化工不只是學知識，解決問題的能力才是重點！」這篇文章所言，回顧自己的大學實驗課也是如此，但不論是科學家或是一般人，工作或是生活中總是必須解決各種大大小小的問題，這是一項十分重要而被忽略的能力，從「修改基本測量實驗為問題解決實驗：八上第一、二章」開始，將課本實驗改變成問題解決能力導向的實驗，學生運用知識解決目前的問題。酸、鹼、鹽章節修改了三個實驗，分別為「找出電解質」、「判斷未知酸鹼溶液」、「運用酸鹼中和計算未知濃度溶液」，整理課程設計的流程分點說明。

問題解決實驗1：找出電解質。

1. 學生從課本定義中區別電解質與非電解質的差異。
2. 教師準備10種未知物，包含鹽酸、蔗糖、氫氧化鈉、硝酸鉀、酒精、鹽水、鹽、純水、銅片、碳棒(或是請每組一名學生再準備一種物質讓別組猜)，請學生運用通電的方法檢測，判斷這些未知物的種類。
3. 小組繳交答案與解釋原因後，教師公布正確答案並說明原因。

問題解決實驗2：區別酸與鹼。

1. 學生從課本定義中區別酸與鹼的差異，並且重點整理常見的酸與鹼。
2. 教師準備6種未知物，包含硫酸、鹽酸、醋酸、氫氧化鈉、氨水、氧化鈣(課本介紹的種類)，請學生運用方法檢測，包含使用石蕊試紙、廣用試紙(、酚酞、pH計)、脫水性(無字天書或方糖)、與鎂帶反應、溶解時的放熱反應等，判斷這些未知物的種類。
3. 學生說明推論原因與製作檢索，教師總結。

檢測未知溶液

操作實驗：調配溶液濃度。

1. 學生從課本定義中寫出莫耳濃度、pH值酸鹼性的定義。
2. 教師介紹酸鹼
3. 以鹽酸與氫氧化鈉的稀釋，計算濃度變化，並用pH計與廣用試紙檢測結果。
4. 教師以動畫或模擬解釋溶液的酸鹼性，依據解說過程設計相對應的討論問題。

問題解決實驗3：運用酸鹼中和計算未知濃度溶液。

1. 學生預習酸鹼中和的方式。
2. 教師給予未知濃度的鹽酸溶液 (或是給予範圍提示)，請學生用已知濃度的氫氧化鈉溶液調配，找到滴定點，推算正確濃度。
3. 學生繳交推算過程與實驗結果。
4. 教師以動畫或模擬解釋總結酸鹼中和的過程與反應式。

初步試驗結果