2011年2月22日 星期二

2011台灣國際科學展覽會-參展心得

這次台灣國際科展參展真的算是驚奇連連,原本只是想說將原本的作品修一修分別投稿「小論文」以及「國際科展」,結果想不到竟然就這樣入圍了(只可惜小論文因為格式問題變成甲等)。從實習到教書三年多來,第一次遇到比賽是學生說要主動參加,雖然一開始他們有去找其他老師幫忙,但是最後重責大任還是落在我身上。

首先國際科展跟區域科展報告最大的差別就是要英文摘要,沒錯!真的只有這個差別,他除了中文摘要以外還需要英文摘要!但是當然我們不是傻傻單純只有把英文摘要丟出去,再把之前參加科展的報告丟出去,而是整整花了一個禮拜的晚上進行修改。在當初這組同學雖然很積極,但是我幾乎已經分身乏術,也因此他們當初的報告到現在重看邏輯當然出了很大的問題,內容也有相當程度的改善空間。所以我負責將主題主幹抓出來,並且對學生嚴加拷打進行魔鬼式的逼問,直到我終於瞭解這個題目真正的內涵,當然後頭更深的電化學內容,那可是要整整看完一本書才有辦法懂。

之後進入參展,首先我要說,我真的很呆,我竟然跟學生都穿著西裝去參加比賽!結果當天隔壁組剛好是北一女的學生及老師,老師有認出我來是誰(往事莫再提...),因此才發現到根本不用那麼正式!不過這當然也吸引了許多人的目光。在此也要感謝北一女的同學,由於去年參展過的經驗給予我們許多層面的幫忙,也恭賀她拿到一等獎前往美國參展。

而由於本次比賽水準之高,讓我驚豔不已,不僅有去年全國科展第一名、第二名及佳作,還有不少參加科學教育館的青少年培育中心出來參展的學生。也剛好在禮拜四下午自由參觀時,我很不要臉的跑去跟每一組同學聊天,除了趁機瞭解他們作品以及參展心情,此外也對他們學校背景做調查,好瞭解其他學校對於科展的態度。

再來,與北一女詹老師的交流更是讓我受益良多,由於剛好是同事的好朋友,也是考試時的評審,在對於教學及指導科展方面給予許多建議,讓我頓時對北一女這間學校有極佳的印象,只可惜台北居不易,因此還是殘念。除此之外,也跟許多他校老師進行交流,例如宜蘭高中連續兩年指導全國科展作品的游老師,他們的得獎作品真的都是學生親自想親自動手做,真讓我感到不可思議。羅東高中的地科老師,也是相當厲害,單打獨鬥也得到二等獎。屏東高工的老師更是讓我瞭解到原來高工的資源是如此豐富,只可惜學生的素養不佳,無法好好利用。當然可愛的學生們也是表現得非常好,任性、可愛、害羞、單純各種個性都有,使得跟大家都聊得很開心,彷彿就是我的學生一樣。

而本次最特別就是面談,這是區域科展所沒有的,北一女詹老師有跟我提過進去只是聊天,結果我們真的是在聊天,只不過是在聊著學生的國文為何被當,不過也見識到學者風範,當然也遇到許久不見同領域的教授,不過我很小咖他沒認出我來啦!

再來最後得到了四等獎,雖然學生仍有遺憾,但是已經盡全力,也怨不得。
只可惜最後公布學測成績不夠理想,期盼奇蹟能再度發生,讓他們都考上理想大學。

[化學]雙電池組合

我擺明在第一節課就跟同學說我很不喜歡這個章節,因為這個章節沒有一個所謂的觀念要教給學生,只充其量只能算是從一種題型轉變而成的重點,這不是又回到考試領導教學的陋習嗎?

雙電池的重點依序:
1.先找出兩個電池。(請以鹽橋作為電池的判別)
2.將各自電池的電子流向標出。
3.判斷為順接或是逆接。
4.順接則兩者皆為電池,逆接則電壓大者為電池,電壓小則作為電解槽。

2011年2月13日 星期日

[書籍]名偵探的守則by東野圭吾

讀完這本書,東野圭吾顯然成為我最喜歡的日本推理作家之一。

小弟讀過不少的推理小說,但是仍舊汲汲營營閱讀中,東野圭吾的作品也幾乎都品嚐過一番。的確,推理小說經過這數十年來,歐美國家的興起,再來到了日本更加完整貼近台灣,推理小說是否走到了一種盡頭?還是說可以再度延伸呢?

本書作者將歷年來最常出現的推理把戲作了整理,並且用了非常戲謔的文風來編寫,閱讀起來格外令人感覺在玩一場遊戲。每位角色的配置也相當的有意義,甚至某些嫌疑犯根本就是自投羅網,只不過想要考驗讀者?是否可以破解他的手法。甚至最後作者沒輒了,大絕招就是將主角給奉上斬首台。

不過將推理小說簡化的確有其好處,這樣可以提醒一些推理作者不要再用那麼無聊的橋段想要來騙讀者,當然相對讀者的胃口也就越來越大了。只是,文學的演進不就是這樣嗎?只要有一個人寫出一種形式,就表示這種形式已經被發現,剩下只有更精彩的故事情節、更精彩的敘述手法以及巧妙的角色安排才能更加吸引人。

[書籍]鹽田兒女by蔡素芬

早就聽聞蔡素芬小姐所撰寫的「鹽田兒女」相當好看,但是我一直對本土文學有一種沈重的恐懼感,並非是因為求學時期的蠱毒,而是大部分台灣文學會走向兩個面向,一為白話口語式的小說散文,例如九把刀、李家同;另一則為厚重紮實的文體,就如朱天心、賴和。

不過這本小說,講實在的,讓我覺得作者找到一個絕妙的平衡點,小格局的小說,但是藉由作者親身體驗的土地感情描寫起來令人感同身受,文字洗鍊,不拖泥帶水,更不矯情,實屬台灣文學中的一盞明燈,只可惜下一本小說「燭光盛宴」就讓我連第一面都嗑不下去。

鹽田兒女的感動在於,利用許多情節、衝突造就了女主角的性格,作者並未直接暴露出女主角內心太多的對話,反而是藉由周圍的人以及角色的選擇讓讀者自己描繪眾人的個性。

無法理解的選擇,才讓人明白感情的深厚;無法改變的淚水,讓人瞭解承受身世的悲苦;大聲怒罵的情節,使人大快人心,但雙方怒罵的後續發展,更能體會人心難測。

故事的情節發生在你我生長的台灣,而且讀完後更可以瞭解當時的女性為何要做這樣的選擇,內心無法跟別人訴苦,只因為從小就要堅強,沒有人依靠,只能靠自己。而不願愧欠他人的心態,則讓自己的孩子吃苦,讓自己飽受折磨。丈夫不堅強沒關係,還有溫暖孩子的擁抱以及無緣的血緣關係。

這本書,台灣的女性都應該要看,台灣的男性更要看!

[化學]三大酸鹼平衡:弱酸鹼的解離、緩衝溶液、鹽的水解

從國中到高中,學生一直不斷地學習到酸鹼中和的內容,但是深淺不一的情況之下,造成某些必備知識必須到很後期才會學會。該說酸鹼中和很重要嗎?我倒喜歡說他很簡單。

酸鹼中和最常讓人誤會就是強酸強鹼的腐蝕性,其實腐蝕性必須要看三個條件:1.酸鹼的強度;2.酸鹼的濃度;3.溶液的溫度。再來就是pH值也常常讓人誤會說pH為2時,相當酸,酸不等同腐蝕性,人體的胃液就相當於pH 2.3。

酸鹼中和的變化過程中,總共會經歷四個階段,每個階段都有不同的概念,因此把幾個概念各自教完後,務必要將完整一個酸鹼中和過程呈現給學生看,並且將各個階段的角色找出來再來計算。

一、滴定前:酸鹼的解離。
若是「強酸強鹼」,就等同於酸鹼濃度乘上解離的個數。
若為「弱酸弱鹼」則要考慮Ka、Kb的計算。

二、當量點前:此時為酸鹼都有一部份中和變為其酸。
「強酸+強酸鹽」、「強鹼+強鹼鹽」,由於強酸的鹽類及強鹼的鹽類為中性,因此等同就是強酸強鹼。

「弱酸+弱酸鹽」、「弱鹼+弱鹼鹽」,此時就變為緩衝溶液

PS:緩衝溶液的定義廣義為加入少量強酸強鹼,溶液pH值變化不大。但是有位資深老師告訴我,其實強酸強鹼也有這樣的性質,你想想,人體的胃液不就是具有緩衝溶液的效果嗎?因此我在教緩衝溶液時,我通常還會加上一個定義:「緩衝溶液在稀釋時,pH值變化也不大。」請注意,是不大,不是不會改變!

三、當量點:酸鹼完全中和變為其鹽,此為鹽類水解的計算。
PS:鹽類水解計算已經從課綱中刪除。

四、當量點後:組成為「滴定強酸+鹽」、「滴定強鹼+鹽」,由於受到強酸強鹼的同離子效應,鹽類不易水解,因此等同滴定過量的強酸強鹼濃度。

[化學]平衡常數

平衡常數在舊制國編版時,是與速率常數一同教學。
這也是當然的,因為速率常數與平衡常數的確相關,只是在高中時完全都沒有提到。

首先,平衡常數在高中課程是由實驗數據推論而得,由某位科學家意外發現到平衡後的濃度,以係數為次方相除,竟然可以得到固定的常數。但是這真的是一場意外嗎?雖然科學很多都是意外所產生的,但是意外所產生的原理才是其重點,再次聲明,高中課程並未提及。

再來,平衡的方向與平衡的結果完全無關,意思是說會達到平衡,不論從哪一個反應方向都會達成。因此課程前可以先提到:「不論是你拿給你媽媽成績單,還是你媽媽自己拿到成績單,下場都一樣慘。」
同學,我知道你要問什麼。
『如果我就是不拿給我媽,這樣算是什麼反應?』
「問得好!這表示反應終止,緊接著你的零用金終止…」

之後,要解說化學平衡與反應速率的差異性。
化學平衡代表的是「最終結果」,因此可稱為能量的趨勢,為熱力學的問題。
而化學平衡代表的則是「反應快慢」,簡單來說是是否可以在有生之年看得到反應發生,為動力學的問題。
兩者各司其職,例:鑽石與石墨兩者,鑽石在自然界較稀有,石墨較豐富,因此推測石墨較為穩定,鑽石較不穩定(這是熱力學部分);但是鑽石絕對不會在常溫常壓下變為石墨(這是動力學問題)。

《補充》熱力學狀態函數(T、V、P、S):
T(temperature)溫度:表示分子動能的定量值,絕對溫度為零度時,則表示分子動能為零。
V(volumn)體積:分子所佔有的體積,固體及液體有固定體積,而氣體一般則以容器體積為主。
P(pressure)壓力:物理上的定義為F/A,意思是說單位面積上所施加的力量。
S(entropy)熵:是一種測量在動力學方面不能做功的能量總數,熵的變化僅僅取決於初始與終結狀態。
但較為常使用的方面則為計算一個系統中的混亂程度,混亂程度傾向於增加的觀念被許多人接受,但容易引起一些錯誤認識,最主要的是必須明白ΔS ≥ 0 只能用於「孤立」系統。

《補充》熱力學能量參數(H、E(U)、A(F)、G):

E(internal energy,U)內能:
內能是物體除去宏觀上的動能和勢能後各種能量的總和。一般來說,物體的內能代表了物體微觀上的能量形式,比如說物體內部各個微觀部分(原子、分子或離子等等)進行熱運動的動能和勢能的總和,符號是 U 或者 E,國際單位是焦耳。

物體的內能的絕對值是無法計算的,應用中計算的只是內能的變化量。熱力學第一定律指出,指定物體的內能的變化量等於外界對它作的功 W外界傳遞給它的熱量 Q 的總和。
dU = δW + δQ
H(enthalpy)焓
焓包含內能以及體積溫度變化值。H = U + pV
其中H表示焓,U表示內能。



A(Helmholtz free energy)亥姆霍茲自由能
熱力學當中,自由能指的是在某一個熱力學過程中,系統減少的內能中可以轉化為對外作功的部分,它衡量的是:在一個特定的熱力學過程中,系統可對外輸出的「有用能量」。
亥姆霍茲自由能定義在可逆等溫過程中,因為和正則系綜的配分函數相聯繫,在物理學中最為常用。
A = U − TS
G(Gibbs free energy)吉布士自由能
吉布斯自由能定義在等溫等壓過程中,在化學中常用。
G = U − TS + pV = H − TS
△G > 0,表示唯有對系統施加能量,才能改變系統的平衡位置。
△G < 0,則表示系統會自動發生。(Spontaneous)

2011年1月9日 星期日

[化學]勒沙特列原理

勒沙特列原理對很多老師以及學生而言都是一門很難理解的課程,但是不知為何我每次上到這章總是信心滿滿,開心地不得了。

勒沙特列原理定義為「當一平衡受到外加因素影響,平衡會朝向抵銷或消除此外加因素方向移動,直至平衡。」
白話點說就是當你穩定過爽爽的生活,突然有一天你中了十六億大樂透或是得了癌症,你總是要調整自己的生活好適應新的生活吧!

勒沙特列原理有幾個步驟:
一、先知道此外加因素是否會影響平衡,如果不會影響,那就不用再想啦!
請愛用反應商(Q)及平衡常數(K)的比較。

二、平衡會改變,那會朝向哪個方向改變呢?
請再度愛用反應商(Q)及平衡常數(K)的比較。

三、反應方向朝向某方向改變,請將物質的莫耳數及濃度分開觀察。
1.莫耳數:用外加因素及反應移動方向觀察。
2.濃度:這就比較麻煩,因為單看莫耳數是不準的,因此必須要從平衡常數下手。

<例子>
反應A+B→C,若現在加水稀釋。K=[C]/[A][B]
Q=[C]/[A][B]由於分母有兩個濃度變小,因此整體Q值大於K。
表示便是反應物過多,反應朝向左方平衡。
由於反應向左,外加因素未添加A、B、C三種物質,因此nA:變大、nB:變大、nC:變小。
但是濃度呢?並非[A] 便大、[B]變大、[C]變小,因此[濃度]=莫耳數/體積。
可是我們可以先確定[C]的濃度一定變小。
因此從K=[C]'/[A]'[B]'。K值不變,[C]變小,那表示[A][B]兩個數值相乘變小,加上兩者的改變效應是一樣的(莫耳數變大,體積也變大,表示[A]、[B]兩者的濃度皆變小。