國立中山大學 107 年度高教深耕教學創新計畫結案報告

計畫名稱: 水質分析多元創新教學計畫

(一) 具體措施、創新作法及自我檢討評估與改善機制
A、計畫執行前、後

1. 計畫執行前:實驗分析課程由老師教授分析方法與學生分組進行實驗組成，由於上課方式過於制式，且很多本科系畢業的學生已上過相關實驗課程，造成學生不易專心於實驗進行過程，也不願意重覆進行已做過的實驗內容，因此學習效率低落，實驗結報也常草草應付了事。
2. 計畫執行後之改變:本計畫課程希望透過多元的創新教學方式，改變以往制式的教學與實驗方法，期能提升學生的科學素養與提高學習興趣，透過團隊合作共享即時的實驗數據與互動， 訓練學生各項專業能力。

Ｂ、具體措施與創新作法

本計畫課程希望透過多元的創新教學方式，改變以往制式的教學與實驗方法。因此本課程除了保留四項最重要的水質分析實驗，搭配兩次環境分析實驗室的參訪，藉此參訪行程可讓學生親臨分析實驗室的現場，感受分析工作的環境與氛圍，並安排與主任及分析人員座談，分享該工作的心得與所需專長等，做為未來畢業後的工作選 項之一。另一方面，希望改變過去只按標準方法做實驗的教學方式，引進國外著名的科學教 具-PASCO，PASCO 在美國成立已經超過 50 年，致力於科學教育發展，為全球超過 100 個國家的教育工作者與學生提供創新的技術與解決方案。近年發展的無線感應器，更是提供使用者以簡單容易的方式進行即時數據的量測，以視覺化的數據收集、分析方式，將有助於提升學生的科學素養並且提高學習興趣。團隊合作是科學實驗重要的一環，應用 PASCO 的軟體， 教師與學生可以透過網路共享即時的實驗數據與互動，實驗的數據可以同步在現場同學的電 腦螢幕或手機上顯示。所有學生都可以檢視數據與自訂分析，並建立屬於自己的實驗日誌。 老師也可藉由即時數據量測作為課堂上的應用，幫助學生們探討與解釋數據上的差異與涵義。

PASCO 的優點包括以下五點:
A. 使用者可根據需求選擇多樣化的感應器進行數據紀錄與分析。
B. 可搭配多種感應器進行多種不同主題與環境議題的量測實驗。
C. 即時量測的數據，可更了解目前的實驗運行狀況。
D. 簡單容易的圖形操作介面，幫助使用者不會因為複雜的操作環境造成實驗紀錄上的困擾，或是因為紀錄方式困難造成手忙腳亂。
E. 多種數據呈現方式與內建的小工具，可幫助學生於成果報告分享，幫助學 生提出結論與提升溝通表達能力。

舉例來說，傳統的實驗分析課會取水樣讓學生依照標準方法進行分析，得到數據後撰寫報告繳交，學生較無探討與解釋數據的機會，因此無法做深入的思考與討論。但藉由即時數據 量測與軟體分析，可幫助學生們探討數據上的差異與原因，例如圖表數據斜率可了解反應速 率等以及為什麼要測量這些數據、影響的因素等。而 PASCO 也有設計應用課程，可以做不同 水質樣本的即時數據監控、生化需氧量、導電率與水質淨化的關係、酸雨造成的環境影響、 海水酸化等作為實驗與討論的議題。

Ｃ、自我檢討評估與改善機制

1. 學生學習成效及評估方式:評估方式包含繳交實驗分析報告、參訪心得報告與 PASCO 課程分析討論報告等，老師會親自檢視實驗結果的正確性與參訪的心得，從而給予成績與建議。相關之實驗分析報告、參訪心得報告與 PASCO 課程分析討論報告如附件所示。
2. 自我檢討評估與改善機制:建議未來可再增加 1-2 次相關單位參訪。學生對於現場參訪反應 熱烈，可學習到許多實場經驗並與現場分析人員有很好的互動交流。然而，校外參訪必須有校車配合接送學生，而校車預約困難是一待解決之問題。另外，由於經費限制，目前只採購 部分 PASCO 科學教具，並且各種檢測器只能購買一個，建議未來可逐年增加檢測器數量並購 買其他種類教具，以達到可以分組同時進行實驗，並建立完整水質分析課程。

(二) 亮點特色

本計畫結合傳統實驗教學、校外企業參訪、PASCO 即時分析設備與軟體，達到多元教學 的目地。計畫成果亮點特色如下:

傳統實驗分析可讓學生保有基本的實驗分析與討論能力。 校外企業參訪可讓學生了解分析實驗工作的內容與環境，透過分析實驗室的參訪與座談， 可深入了解該工作的特性與所需專長。PASCO 即時分析設備與軟體可以引導學生了解實驗設計之意義，並對實驗結果進行歸納探討，訓練學生彼此的溝通與協調能力，而使用自己的手機或平板即時監測分析數據， 也可讓學生更專心於課堂中。