臺灣博碩士論文加值系統

本研究以氯氣製備實驗裝置作為基礎，進行微型化教具製作與操作流程改良，以期降低實驗裝置成本，激發學生動手做實驗的興趣，提升化學科教學的成效，進而鼓勵自然領域教師自製教具。
藉由改良型氯氣微型化製備裝置的運用，有效簡化實驗步驟、避免器材損壞、減少藥品使用量、縮短實驗時間，同時具有良好的實驗效果，以期達成減量、減廢與減毒之目標。
透過學生與教師問卷之統計與分析，了解微型化教具在化學科教學上使用的現況與未來之展望，提供學生做中學的體驗，培養帶得走的能力，以期呼應十二年國民教育多元發展之精神。

This research mainly bases on the experiment apparatus of chlorine gas preparation to make microscale teaching aids and to ameliorate the operating process. The main purposes of the research are expecting to decrease the cost of experiment apparatus, to encourage students' interests to conduct experiments by hands, to promote the effects of teaching science subjects, and then to encourage teachers in natural science fields to make their own teaching aids.

In order to effectively simplify experiment steps, avoid damaging equipment, decrease the using amount of chemicals, shorten experiment hours by making use of ameliorated chlorine gas microscale apparatus design. In the mean while, to maintain fine experiment results and expect to achieve the purposes of decreasing using amounts, waste materials and poisons.

The research mainly makes use of the statistics and analyses of students and teachers' questionnaires to understand the applications of microscale teaching aids in teaching science subjects in the present status and the future prospect, to provide students the experience of learning by doing, to cultivate the abilities for students to carry with, and then to expect to correspond with the spirit of diverse development of twelve year compulsory education.

目 錄
論文口試委員會審定書...........................................I
謝詞..........................................................II
中文摘要.....................................................III
Abstract.......................................................IV
目錄...........................................................V
表次.........................................................VII
圖次..........................................................IX
壹、緒論.......................................................1
第一節 研究動機...........................................1
第二節 研究目的...........................................5
第三節 名詞解釋...........................................6
第四節 研究範圍及限制.....................................7
貳、文獻探討...................................................8
第一節 實驗教學的現況.....................................8
第二節 實驗教學的目標與角色..............................11
第三節 實驗的功能........................................13
第四節 微型實驗的意義....................................15
第五節 微型化學實驗的背景................................17
第六節 微型實驗對環境的影響..............................19
參、研究過程與方法............................................21
第一節 研究對象..........................................22
第二節 研究流程..........................................23
第三節 研究裝置設計......................................24
第四節 研究問卷設計......................................41
第五節 問卷資料處理......................................42
肆、研究結果與討論............................................43
第一節 學生問卷統計......................................43
第二節 教師問卷統計......................................60
伍、結論與建議................................................90
第一節 結論..............................................90
第二節 建議..............................................93
陸、參考文獻..................................................95
附錄一：學生問卷.............................................102
附錄二：教師問卷.............................................105
附錄三：十二年國民教育概述...................................108
附錄四：微型化氯氣製備活動學習單.............................111
表 次
表3-1 研究進度表.............................................21
表4-1 土城高中高二學生對問題一滿意度統計表...................43
表4-2 土城高中高二學生對問題二滿意度統計表...................44
表4-3 土城高中高二學生對問題三滿意度統計表...................45
表4-4 土城高中高二學生對問題四滿意度統計表...................46
表4-5 土城高中高二學生對問題五滿意度統計表...................47
表4-6 土城高中高二學生對問題六滿意度統計表...................48
表4-7 土城高中高二學生對問題七滿意度統計表...................49
表4-8 土城高中高二學生對問題八滿意度統計表...................50
表4-9 土城高中高二學生對問題九滿意度統計表...................51
表4-10 土城高中高二學生對問題十滿意度統計表..................52
表4-11 土城高中高二學生對問題十一滿意度統計表................53
表4-12 土城高中高二學生對問題十二滿意度統計表................54
表4-13 土城高中高二學生對問題十三滿意度統計表................55
表4-14 土城高中高二學生對問題十四滿意度統計表................56
表4-15 土城高中高二學生對問題十五滿意度統計表................57
表4-16 土城高中高二學生對問題十六滿意度統計表................58
表4-17 土城高中高二學生對問題十七滿意度統計表................59
表4-18 臺南市自然科教師對問題一滿意度統計表..................60
表4-19 臺南市自然科教師對問題二滿意度統計表..................61
表4-20 臺南市自然科教師對問題三滿意度統計表..................62
表4-21 臺南市自然科教師對問題四滿意度統計表..................63
表4-22 臺南市自然科教師對問題五滿意度統計表..................64
表4-23 臺南市自然科教師對問題六滿意度統計表..................65
表4-24 臺南市自然科教師對問題七滿意度統計表..................66
表4-25 臺南市自然科教師對問題八滿意度統計表..................67
表4-26 臺南市自然科教師對問題九滿意度統計表..................68
表4-27 臺南市自然科教師對問題十滿意度統計表..................69
表4-28 臺南市自然科教師對問題十一滿意度統計表................70
表4-29 臺南市自然科教師對問題十二滿意度統計表................71
表4-30 臺南市自然科教師對問題十三滿意度統計表................72
表4-31 臺南市自然科教師對問題十四滿意度統計表................73
表4-32 臺南市自然科教師對問題十五滿意度統計表................74
表4-33 臺南市自然科教師對問題十六滿意度統計表................75
表4-34 臺南市自然科教師對問題十七滿意度統計表................76
表4-35 臺南市自然科教師對問題十八滿意度統計表................77
表4-36 臺南市自然科教師對問題十九滿意度統計表................78
表4-37 臺南市自然科教師對問題二十滿意度統計表................79
表4-38 臺南市自然科教師對問題二十一回應統計表................80
表4-39 臺南市自然科教師對問題二十二回應統計表................81
表4-40 臺南市自然科教師對問題二十三回應統計表................82
表4-41 臺南市自然科教師對問題二十四回應統計表................83
表4-42 臺南市自然科教師對問題二十五回應統計表................84
圖 次
圖1-1 微型氯氣製備裝置........................................6
圖3-1 研究流程圖.............................................23
圖3-2 改良型氯氣微型化製備裝置使用之反應物...................24
圖3-3 改良型氯氣微型化製備裝置使用之反應容器.................25
圖3-4 改良型氯氣微型化製備裝置使用之連接器...................25
圖3-5 改良型氯氣微型化製備裝置填充反應物—漂白水.............26
圖3-6 改良型氯氣微型化製備裝置填充反應物—清潔用鹽酸.........26
圖3-7 改良型氯氣微型化製備裝置填充反應物完成示意圖...........27
圖3-8 改良型氯氣微型化製備裝置三通接頭控制示意圖.............27
圖3-9 改良型氯氣微型化製備裝置氯氣生成示意圖.................28
圖3-10 改良型氯氣微型化製備裝置生成氣體儲存裝置..............28
圖3-11 改良型氯氣微型化製備裝置生成氣體抽取準備圖............29
圖3-12 改良型氯氣微型化製備裝置生成氣體抽取示意圖............29
圖3-13 改良型氯氣微型化製備裝置生成氣體抽取完成圖............30
圖3-14 改良型氯氣微型化製備裝置製備之氯氣....................30
圖3-15 製備乙炔使用之原料—電石..............................31
圖3-16 取適量之電石進行乙炔微型化製備........................31
圖3-17 乙炔微型化製備反應物裝填—電石........................32
圖3-18 乙炔微型化製備反應物裝填—水..........................32
圖3-19 乙炔微型化製備裝置連結示意圖..........................33
圖3-20 乙炔微型化製備裝置空氣排除示意圖......................33
圖3-21 乙炔微型化製備裝置反應進行示意圖......................34
圖3-22 乙炔微型化製備裝置反應完成示意圖......................34
圖3-23 乙炔微型化製備裝置乙炔生成示意圖......................35
圖3-24 乙炔微型化製備裝置乙炔抽取連結圖......................35
圖3-25 乙炔微型化製備裝置乙炔抽取示意圖......................36
圖3-26 乙炔微型化製備裝置乙炔抽取完成示意圖..................36
圖3-27 利用微型化製備裝置製備氯氣與乙炔......................37
圖3-28 利用塑膠容器自製水底煙火實驗演示裝置..................37
圖3-29 自製水底煙火實驗演示裝置..............................38
圖3-30 自製水底煙火實驗演示裝置完成圖........................38
圖3-31 自製水底煙火實驗演示裝置控制閥細部圖..................39
圖3-32 自製水底煙火實驗演示裝置反應氣體連結圖................39
圖3-33 自製水底煙火實驗演示裝置連結完成圖....................40
圖3-34 水底煙火實驗演示示意圖................................40
圖4-1 土城高中高二學生對問題一滿意度分配圖...................43
圖4-2 土城高中高二學生對問題二滿意度分配圖...................44
圖4-3 土城高中高二學生對問題三滿意度分配圖...................45
圖4-4 土城高中高二學生對問題四滿意度分配圖...................46
圖4-5 土城高中高二學生對問題五滿意度分配圖...................47
圖4-6 土城高中高二學生對問題六滿意度分配圖...................48
圖4-7 土城高中高二學生對問題七滿意度分配圖...................49
圖4-8 土城高中高二學生對問題八滿意度分配圖...................50
圖4-10 土城高中高二學生對問題十滿意度分配圖..................52
圖4-11 土城高中高二學生對問題十一滿意度分配圖................53
圖4-12 土城高中高二學生對問題十二滿意度分配圖................54
圖4-13 土城高中高二學生對問題十三滿意度分配圖................55
圖4-14 土城高中高二學生對問題十四滿意度分配圖................56
圖4-15 土城高中高二學生對問題十五滿意度分配圖................57
圖4-16 土城高中高二學生對問題十六滿意度分配圖................58
圖4-17 土城高中高二學生對問題十七滿意度分配圖................59
圖4-18 臺南市自然科教師對問題一滿意度分配圖..................60
圖4-19 臺南市自然科教師對問題二滿意度分配圖..................61
圖4-20 臺南市自然科教師對問題三滿意度分配圖..................62
圖4-21 臺南市自然科教師對問題四滿意度分配圖..................63
圖4-22 臺南市自然科教師對問題五滿意度分配圖..................64
圖4-23 臺南市自然科教師對問題六滿意度分配圖..................65
圖4-24 臺南市自然科教師對問題七滿意度分配圖..................66
圖4-25 臺南市自然科教師對問題八滿意度分配圖..................67
圖4-26 臺南市自然科教師對問題九滿意度分配圖..................68
圖4-27 臺南市自然科教師對問題十滿意度分配圖..................69
圖4-28 臺南市自然科教師對問題十一滿意度分配圖................70
圖4-29 臺南市自然科教師對問題十二滿意度分配圖................71
圖4-30 臺南市自然科教師對問題十三滿意度分配圖................72
圖4-31 臺南市自然科教師對問題十四滿意度分配圖................73
圖4-32 臺南市自然科教師對問題十五滿意度分配圖................74
圖4-33 臺南市自然科教師對問題十六滿意度分配圖................75
圖4-34 臺南市自然科教師對問題十七滿意度分配圖................76
圖4-35 臺南市自然科教師對問題十八滿意度分配圖................77
圖4-36 臺南市自然科教師對問題十九滿意度分配圖................78
圖4-37 臺南市自然科教師對問題二十滿意度分配圖................79
圖4-38 臺南市自然科教師對問題二十一滿意度分配圖..............80
圖4-39 臺南市自然科教師對問題二十二滿意度分配圖..............81
圖4-40 臺南市自然科教師對問題二十三滿意度分配圖..............82
圖4-41 臺南市自然科教師對問題二十四滿意度分配圖..............83
圖4-42 臺南市自然科教師對問題二十五滿意度分配圖..............84

中文部分
王祥、張彩梅(2010)：利用輸液器設計微型化學實驗裝置。實驗教學與儀器，第27卷第2期，28-29頁。
王偉英、潘耀團(2009)：淺談在中學開展微型化學實驗研究的模式。內蒙古民族大學學報，第15卷第4期，193-194頁。
王翠琳(2002)：九年一貫「自然與生活科技」領域創新教學設計研究－微型多功能氣體產生器。國立高雄師範大學化學研究所碩士論文。
方金祥(1994)：學校化學實驗減廢妙方－(4+1)R，環境科學技術教育季刊，第五期，67-83頁。
方金祥(1995a)：教學資源－化學篇，國立高雄師範大學中等教育輔導委員會。
方金祥(1995b)：國中低污染化學實驗之改良設計研究，環境科學技術教育季刊。
方金祥(1996)：。化學，第五十四卷，第二期，19～26頁，。
方金祥(1997):「國中理化科減量減廢改良實驗推廣研習」，高雄師範大學環教中心。
方金祥(1998a):中學微型化學實驗之設計－過濾、電解、氣體製備與乾餾。化學，56卷4期，257－266頁。
方金祥(1998b)：微型化學實驗之設計與製作，高雄復文書局。
方金祥(2001)：化學奇觀－水中煙火。科學教育月刊，第241期，64-66頁。
方金祥(2002)：化學教學資源（微型化學實驗之理論與實務），國立編譯館。
方金祥(2003a)：微型環保裝置之設計與在中學化學教育應用之研究。化學，61卷1期，127－134頁。
方金祥(2003b)：微型電化學實驗之設計研究（水的分解與合成）。化學，61卷3期，491－498頁。
方金祥(2003c)：臺灣的微型化學之研發與推廣。廣西師範大學學報(自然科學版)，第21期，6-7頁。
方金祥(2014)：創意微型實驗—微型氯氣製備裝置及在化學教學上的應用。臺灣化學教育，第1卷第4期，414-416頁。
方金祥(2015)：創意微型實驗—微型氧氣製備裝置。臺灣化學教育，第2卷第1期，106-112頁。
田國勝、李昆(2012)：利用廢棄物品製作微型化學實驗儀器及應用。衛生職業教育，第30卷第24期，83頁。
行政院(2015)：十二年國民基本教育實施計畫。行政院104年6月23日院臺教字第1040033079號函。
朱敬先(1993)：教育心裡學。五南圖書出版公司。
江武雄(1986)：國民中學化學科教師教學困難及問題之調查研究。國科會報告，NSC75-0111-S018-04。
沈丹玲、余軍(2008)：氯氣的性質的微型化學實驗設計。中小學實驗與裝備，第18卷第6期，16-17頁。
吳忠戎(2000)：微型氣體製備實驗對國中學生科學學習影響之研究。國立高雄師範大學化學研究所碩士論文。
李長聲(2013)：微型化學實驗運用於課堂教學的實踐研究。蘇州大學教育碩士論文。
李耀軍(2013)：注射器在微型化學實驗改進中的妙用。化學教與學，第二期，93-94頁。
呂文麗(2013)：乙炔的制取和乙炔的化學性質微型化學實驗設計。課程教材教學研究（中教研究），第三期，82頁。
宋齡瑛、蔣篤孝(2001)：對微型化學實驗的認識與實踐。實驗教學與儀器，第18卷第5期，6-7頁。
林秀蓁(1995)：一位國中理化教師實驗室之教學與經營。國立高雄師範大學科學教育研究所碩士論文。
林邦傑(1982)：我國國中及高中學生認知發展之研究。科學教育月刊，51期，12－22頁。
林陳涌(1995)：從經驗證據和科學理論之間的關係來探討自然科學實驗教學的意義。科學教育月刊，184期，2－15頁。
金佳龍(1997)：國中物理教師實驗室教學能力評量工具之發展研究。國立高雄師範大學科學教育研究所碩士論文。
周寧懷(2009)：淺談第四屆國際微型化學研討會。內蒙古民族大學學報，第15卷第4期，3-5頁。
洪木利(1998)：校園減量減廢改良實驗之推廣。環境科學技術季刊，14期，72-84頁。
胡百忍(2002)：九年一貫自然與生活科技領域教師創新教學實驗設計之研究－微型二氧化碳製備實驗對國二學生學習之影響，國立高雄師範大學化學研究所碩士論文。
段志維(2010)：高中微型化學實驗探究。現代交際，第11期，152頁。
師素方(2005)：推廣微型化學實驗 深化中學教學改革——對武漢市高中微型化學實驗實施現狀的調查及其思考。華中師範大學碩士論文。
許榮富、趙金祁(1988)：科學實驗在科學教育中的本質之分析研究。國科會報告NSC77-0t11-S003-23。
陳晨(2003)：高師開展微型化學實驗研究型課程的實踐研究。南京師範大學碩士學位論文。
張惠博(1993)：邁向科學探究的實驗教學。教師天地，62期，12－20頁。
張簡琦麗(2002)：高中微型電化學實驗之設計研究－微型電解裝置與微型燃料電池。國立高雄師範大學化學研究所碩士論文。
張惠博(1994)：邁向科學探究的實驗教學。教師天地，62期，12-20頁。
黃國書(2002)：九年一貫課程自然與生活科技領域教師微型教學實驗之設計研究－木材乾餾實驗微型化之設計。國立高雄師範大學化學研究所碩士論文。
黃寶鈿、劉藹雯(1993)：化學師資基本能力及條件之初步研究。師大學報，38期，203-222頁。
華卉、蘇瓊(2015)：中學化學微型實驗設計的必要性。亞太教育，第五期。
楊馨(2001)：國中生學習「電化學」微型實驗教材研究。國立台灣師範大學化學研究所碩士論文。
劉宏文(1996)：概念及概念學習在學科教學上的應用。科學教育月刊，192期，2－8頁。
劉廣定(2003)：談九年一貫課程之「化學」內容。科學月刊，34期2卷，305-352頁。
劉廣定、林芴稜、吳春桂(1996)：邁向零污染的普通化學實驗設計。中國化學會「化學」，54卷，63－66頁。
錢貴晴(1999)：微型化學實驗與M.L.儀器的研製。化學通報，1 期，48－51頁。
薛朝昇(2002)：九年一貫自然與生活科技領域教師創意微型實驗設計與國三學生學習理化之影響。國立高雄師範大學化學研究所碩士論文。
聶明珍、萬長江(2010)：中泰微型化學實驗儀器的對比分析。化學教學，第9期，6-8頁。
蕭次融(1998a)：科學教育月刊，第208期，40－41頁。
蕭次融(1998b)：科學教育月刊，第115期，27－61頁。
國家微型化學中心網站：http://www.silvertech.com/microscale/
綠色化學網站：http://www.epa.gov/opptintr/dfe/greenchem/index.html

英文部分
Anderson, K. E. (1968). Using the Laboratory to teaching the Nature of Science.The American Biology Teacher, 30, 633-636.
Bradley, J. D., Durbach, S., Bell, B., Mungarulire, J. & Kimel, H. (1998). Hands-on Practical Chemistry for All-Why and How? Journal of Chemical Education, 75(11), 1406-1409.
Cooper, S.,Conway, K. , Guseman, P.(1995). Making the most of microscale. The Science Teacher, 62(1), 46-49.
Domin, D. S.(1999). A Review of Laboratory Instruction Styles. Journal of Chemical Eduction, 76(4), 543-547.
Friedler, Y., Tamir, P. (1990). Life in Science Laboratory Classroom at Secondary Level. In E. Hegarty-Hazel(Ed). The student laboratory and science curriculum. London:Rutledge.337-354.
Holstein, A. , Lunetta, V. N. (1982). The Rule of the Laboratory in Science Teaching: Neglected Aspects of Research. Review of Education Research, 52 (2), 201.
Mayo, D. W., Butcher, S. S. Pike, R. M.(1985).Microscale Organic Laboratory. Journal of Chemical Education, 62(2), 869-871.
McGuire, P., Ealy, J., Picking, M.(1991). Microscale Laboratory at the High School Level. Journal of Chemical Education, 68(10), 869-871.
Millar, R. (1989). Bending the Evidence: the relationship between theory and experiment in science education. Doing Science: Images of Science in Science Education, 62-82.
Mirando, P. A. (1994). Microscale Assessment. The Science Teacher, 61(1), 38-44.

Simpson, R. D., Anderson, N. D. (1981). Science, Students, and Schools, ch.4.
Singh, M. M., Szafran, Z., Pick, R. M. (1999). Microscale Chemistry and Green Chemistry: Complementary Pedagogies. Journal of Chemical Education, 76(12), 1684-1686.
Tobin, K. G., Garnett, P. J.(1988).Teaching for understanding: Exemplary practice in high school chemistry. Journal of Reseach in Science Teaching, 26(1), 61-75.
Zipp, A. P. (1989). The Microscale Laboratory-Introduction to “The Microscale Laboratory” . Journal of Chemical Education, 66(11), 956-957.