臺灣師範大學化學系學位論文
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廿一世紀已逐漸邁向後現代社會，人們在信念、態度、價值觀等方面產生重大改變。如何面對步調快速且多變的未來，成為教育的重要課題。傳統的學校教育難以培育「學習型」社會所需的人力資源，教育改革/九年一貫課程因應而起。 本STS(science/technology/society)教學模組研究設計之目的為：1.配合九年一貫課程之「教學創新」。2.符合後現代課程理念。3.運用多元領域之理論模型為架構設計模組，並了解「理論」與「實踐」之間的差距。4.強化學生職業訓練、生涯規劃等能力，縮短「學校」與「企業界」之落差。 本研究以循環式建構主義之研究流程(circle of constructivist inquiry)，將研究步驟建立在符合後現代哲學觀點的動態循環中，並採用質性研究—現象學分析法進行研究。由於現象學研究目的不在找法則、驗證假設，而是針對研究內容與對象的理解，及微觀層次的互動研究。因此研究之前不預設任何立場、不設立可能干擾主客觀意識的研究問題，僅討論模組與研究對象之深層意義，進而提升主客關係找出意識本質。 本研究透過STS模組之教學活動中觀察和理論間比較後，歸納得到九項結論： 1.STS教學可以達成九年一貫課程之目標與培養學生基本能力。 2.成功地將後現代觀點運用在STS模組當中。 3.所設計之STS模組確實能將多領域的理論模型融合設計而成。 4.STS模組設計與活動觀察中發現理論能與實際教學融合，解開「理論與實踐之間必然形成落差」的迷思。 5.電鍍模組的設計方式強化了學習者的職業訓練與生涯規劃。 6.學習者在STS模組學習活動中不僅提高對主題的學習興趣，更能在活動後持續延伸活動內容之學習於日常生活中。 7.學習者透過快樂自在的模組學習情境安排下，能進入高層次的學習狀態，解除了「輕鬆學習、快樂學習、知識概念的簡化、淺化，或沒有挫折的學習情境安排，將會降低學習水準」的迷思。 8.由電鍍活動學員的探討中發現：教師在「哲學觀」、「教育心理學」與「教育社會學」的「理論」與「實踐」結合能力培養上，仍需加強。 9.STS教學策略結合九年一貫課程大綱的運用，為教學創新良好策略之一。
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教科書是教師教學的依據，學生在教室中學習的基礎。而教科書的課程內容是先由課程標準轉化而來；接著透過教師本身的教學經驗轉化為教學活動；最後讓學生藉由學習活動來學習吸收。古德拉(Goodlad)將這過程中的課程轉化，分別定義為五種課程：理想課程、正式課程、知覺課程、運作課程及經驗課程。而教師如何有效地將教科書中的單元內容 (正式課程)，轉化為教師實際的教學活動(知覺課程和運作課程)，或轉化為學生在課堂中所實際學習到的課程(經驗課程)，則有賴於教科書內容的呈現方式與教師手冊所提供的教學資料。 到目前為止，國內外在教科書的比較分析研究上，大多針對教科書的內容層次和概念演變做比較，很少從學習心理學的角度來進行分析。故本研究以內容分析法先對中日理化教科書教材內容進行全盤分析比較後，再仔細針對有關化學變化與原子、分子概念之相關章節，進行課程標準比較，並以學習心理學角度探討教科書的課程內容，同時也比較教師手冊所提供的相關教學資料內容。最後由幾位不同年資的國中理化教師針對教科書的內容架構和教師手冊所提供的相關資料進行問卷調查，並與研究者的主觀分析做對照比較。 本研究的主要發現如下： 一、教科書內容編輯架構方面：比較發現概念流程要有連貫性、版面設計能穿插活潑的插圖、配合學生角度編寫教科書內容、…等，比較能使國中教師或學生所接受，且能提高學生的學習動機，而不是站在專家學者的角度來陳述。 二、教師手冊的意見調查方面：能夠提示學生學習困難處與應對之道，並引導教師如何將教科書內容轉化為教學內容的教學策略，以培養學生主動探究與獨立思考解決問題的能力。 三、概念流程的順序比較：比較中日有關化學變化與原子、分子概念的課程標準，再經由教師手冊的輔助轉化成教科書內容後發現，日本教科書的概念流程，比較能使學生掌握教材「結構」。 未來實施九年一貫課程，國中理化教科書將改為審定本，由本研究的比較分析結果與大家的意見調查，希望對未來編寫教科書，以及教師與研究者本身在轉化課程時，都能提供一些實質上的助益。
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氧化還原概念在國中理化課程中是相當重要的部分，不但與我們的生活息息相關，也影響後續相關概念的學習。現今常態編班下，學生的程度參差不齊，欲發揮教學的效果，使學生均達成教學目標需有別於一般的教學設計。本研究發展氧化還原概念精熟學習模式，以台北縣立某中學國中一班國三學生為教學對象，探討此教學模式在國三理化課程中實施的成效。 本研究得到以下成果： 1.以國中理化課程為主，參考相關文獻統整其中的氧化還原概念，完成氧化還原概念內容分析，包括氧化還原概念圖、氧化還原概念的鑑別性屬性與可變性屬性分析與CLD理論氧化還原學習階層分析。 2.採用Bloom的精熟學習理念，設計氧化還原概念的精熟教學，包括分析學習目標、訂定精熟學習標準、編製氧化還原概念的教學材料及形成性評量試題、設計校正活動與充實活動，以及編製總結性評量試題。 3.進行精熟教學，並以S-P表分析教學的成效，結果顯示此種教學方法是有效的，在校正活動前後進行前測及後測之評量，後測的S曲線和P曲線皆向右下偏移，而全班超過百分之八十的學生，可以在各階層的學習中達到其精熟標準，即通過率大於80%。另外，總結性評量的結果和另一班級作比較，以精熟學習教學之班級的精熟比率為80%，而以傳統教學的精熟比率為35%，證明精熟學習教學策略是有效的。
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隨著教改列車的推動，我國的師資培育制度有了重大的變革。自從「師資培育法」頒佈後，徹底改變了傳統師範教育的制度和結構。師資培育制度由封閉走向開放；由單一的師範院校培育走向多元；由公費培養走向公自費併行；由培養和任用合一走向分途。開放多元化的師資培育管道後，為了因應教職市場的需求，師資的品質受到格外的重視。在師資培育的過程中，以導入階段（亦即教育實習階段）居於承先啟後的地位，可說是培育教師專業成長的關鍵時期。因此，本研究旨在探究新制實習制度下，國中理化實習教師專業成長的表現。整個研究採用質的研究法，以文獻分析、後現代哲學理念、社會學與心理學等觀點為理論基礎，再配合教室觀察、實習反省日誌、深度訪談及現場記錄等所收集到的資料，分成實習教師的專業知識、教學特性、人際關係、個人價值觀這四個分析向度，並輔以教師個人特質、師資培育理念及實習學校環境的影響因子，來綜合分析、探討實習教師的專業成長表現。研究結果發現：(1)實習教師的師資培育理念不同，會使得實習教師在教師角色認同上有很大的差異。(2)實習學校的挑選對於實習教師的專業成長影響很大。(3)實習教師的個人特質，是直接影響實習教師專業成長的個人因素。(4)師資培育機構的實習輔導團 ，是實習教師在實習期間提供支持的團體。(5)實習教師在實習初期所持的教育理念，乃是以個人成長的學習歷程為最初的基礎，再經過整個實習的過程來加以慢慢修正。(6) 實習輔導教師在實習教師的實習期間扮演很重要的角色。(7)實習教師在實習期間主要的困擾來自於實習教師身份定位不明。(8)學生的回饋是促進實習教師專業成長的原動力。(9)實習教師遇到挫折時，需要他人精神上的鼓勵，以支持其順利完成一年的教育實習。
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從當今教育觀點看來，師資的需求趨向更具知識素養、溝通技巧與教學彈性之專業涵養教師，教師不再像傳統教師般閉門造車，只需要將教科書上的知識傳遞給學生，讓學生將教科書上的知識精熟，以取得更高的學習成就，而不必考慮其他外在世界知識的變動，而評量學生成就的方式，也由單一的紙筆測驗評量，演變成多元化評量機制，在教育理念轉變的過程中，影響學生學習的因素也相對增加，相對的也挑戰傳統教師的權威，以往傳統強調教材教法已不再適用當今教育體制，並衝擊師資培育機構，師資培育理念已成近年來研究的趨勢，越來越多的研究也相繼出爐，師資培育也朝多元化方向發展。 本研究目的在探討科學實習教師在當今實習制度下之專業素養培養，呈現六位實習教師在為期一年之實習期間其專業發展的情形。採用質的研究法來進行為期二年相關資料的收集與分析，對六位實習教師在實習學校表現在外表徵進行相關個案研究。資料的收集包括上課的錄影/錄音、現場觀察、晤談、現場記錄、教師日誌、紙筆測驗及其他質的研究技巧資料的收集，研究的分析透過資料的轉釋及編碼進行，本研究經由文獻分析與相關理論佐証，分析影響實習教師專業素養發展的因素如下： 1.實習教師本身對教師角色定位、專業素養、個人價值觀及信念等的看法與願景，將會影響到實習教師在實習學校中實際教學中教學與學習的表現與成長。 2.實習教師本身在實習學校環境、師資培育機構與本身認知三者之間的調適能力，影響到實習教師的專業素養的養成。 3.實習輔導教師在實習教師專業素養成長扮演重要的角色，引導實習教師在實習環境適應上與專業素養上的成長。 4.師資培育機構必須增強實習教師往多元文化價值選擇教育理念方向發展趨勢，以迎合未來師資需求傾向，在實際教學時因應情境的不同作調整課程設計的能力。 5.實習指導教授必須引導幫助實習教師摒棄過去傳統的邏輯理性思考模式，進而延伸至多元社會價值選擇的思考模式。 研究本質上，本研究架冀望探研出實習教師專業素養發展的相關因素，進而提供相關單位參考之用。
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由於有機敏光劑可於照光時顯現氧化力，本論文於是對多種敏光劑，如：thionine (簡稱TH)、phenosafranin (簡稱PSF)、phenazine methosulfate (簡稱PZM)、rose bengal (簡稱RB)、9-cyanoanthracene (簡稱CA)及9,10-dicyanoanthracene (簡稱DCA)的光電性質進行探討，並將之吸附於載體—Zeolite (NaY)中。根據螢光放射光譜、循環伏安法及暫態螢光光譜實驗，含敏光劑的沸石微粒於照光時可將電子授予者，如diphenylamine (簡稱DPA)氧化。 利用此一光誘發電子轉移反應，吾人成功地製備出一無銀感光薄膜，此感光薄膜於照光時可催化N,N-diethyl-2-methyl-1,4-phenylenediamine （簡稱DEPD）之氧化，並使其與α-naphthol進行偶合反應而生成藍色產物—Indophenol blue。 本實驗也將敏光劑之氧化力應用於選擇性氟化反應，實驗結果顯示：多數敏光劑可使有機物如Ph3P與Ph3CH在AgF存在下氟化產生Ph3PF2及Ph3CF。
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中文摘要 螺旋烯類化合物的結構由於上、下盤發光集團的立體障礙而造成不共平面特性。而此類化合物於基態吸收能量而躍遷至激發態之時，位於連結上下盤的雙鍵部份會形成雙自由基狀態，而此雙自由基激發態欲回到基態釋放能量的方式有兩種：一、 吸收能量後，所形成的雙自由基部分，由於雙鍵特性已消失，能量可由分子轉動形成另一異構物而釋放，形成另一異構物。二、所吸收的能量由於轉動能障較大而趨向由放光方式回到基態。而本論文所採取的兩種系統，第一種為上盤以二芐環庚烯酮為基本骨架而下盤採用單一苯環C(2)具L-menthol及(1R, 2S)-2-(1-Methyl-1-phenyl-ethyl)-cyclohexanol光學輔助基合成的螺旋烯類化合物。L-menthol合成的螺旋烯前驅物：環硫化合物，其非鏡像超越值( diasteriomeric excess, de value)只有16 %，且無法直接以管柱層析法加以分離，而以銅粉加熱去硫所得相對應的螺旋烯化合物de值只有20 %，但以(1R, 2S)-2-(1-Methyl-1-phenyl-ethyl)-cyclohexanol光學輔助基合成的環硫化合物de值有34%，且兩種非鏡像異構物能以管柱層析法加以分離，而得到純的兩種異構物，並以X-ray確定其立體結構絕對組態(minor: (R)-pro-(M))，再配合HPLC沖堤順序及CD掌性激發子(exciton chirality)的關係來判別類似結構化合物立體化學(後沖提出者為(R)-pro-(M))，而此類環硫化合物在分離後，以六甲基磷醯胺在0℃下進行的去硫反應也可分別得到近乎diastereomeric pure的螺旋烯，並也能配合HPLC沖堤順序及CD掌性激發子(exciton chirality)的關係來判斷螺旋烯絕對立體化學。而對於此類螺旋烯化合物，我們也進行了其光化學行為及光學開關的探討。 而本實驗室在發展各種不同類型的螺旋烯化合物，研究其光物理行為時發現當改變不同上下盤結構時會有明顯不同系統區分，上述上盤以二芐環庚烯酮為基本骨架者為第一種系統，而本論文另一系統為上盤為二芐環庚酮以及下盤為β-naphthol-flavone的螺旋烯類化合物即屬第二種系統，其能量釋放方式較接近於第二種系統，我們利用結構上的差別，能使得第二種系統的吸收光譜到達可見光範圍(λmax = 358 nm in n-Hexane)，而其放射波長更可達到接近綠光範圍(λmax = 478nm in n-Hexane)，我們利用此特性將其應用到有機電致發光二極體元件(OLED)的應用上。配合循環伏安法我們可得知此類化合物能階及能階差(HOMO = -5.29e.v，LUMO = -2.21e.v)，在增加下盤共軛性及上盤結構C(10)，C(11)位置上增加甲氧基取代方面加強了放光效果，但無預期的加大Stokes Shift的效應。對於此類分子的設計仍有極大空間，而此類化合物對於OLED的主、客發光體的應用上本實驗室為第一個例子，相信對於此領域新型材料的開發將有所幫助。
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本研究以謝清白和呂志昇學長改良的大環醯胺合成法合成一系列十七至十九環含硫、氧或含氮的雙苯大環二醯胺化合物，利用萃取及傳輸實驗對過渡金屬鈀(II)、銅(II)、鎳(II)離子的錯合能力進行探討。 萃取實驗中含硫大環二醯胺化合物(2a,2b,2c,4b,4c)對鈀(II)金屬離子的萃取效果比對銅(II)和鎳(II)金屬離子的萃取效果好;含氧大環二醯胺化合物(1a,1b,1c)對鈀(II)金屬離子並沒有萃取效果，對銅(II)金屬離子的萃取效果比鎳(II)金屬離子的萃取效果好;含兩個氧原子和一個氮原子的大環二醯胺化合物(3a)對銅(II)金屬離子的萃取效果比對鈀(II)和鎳(II)金屬離子的萃取效果好。 由傳輸實驗結果來看，含硫大環二醯胺化合物(2a,2b,2c,4b,4c)傳輸實驗的接受層金屬離子濃度是鈀(II)金屬離子濃度高於銅(II)金屬離子濃度高於鎳(II)金屬離子濃度; 含氧大環二醯胺化合物(1a,1b,1c)對鈀(II)金屬離子並沒有傳輸效果，接受層金屬離子濃度是銅(II)金屬離子濃度高於鎳(II)金屬離子濃度; 含兩個氧原子和一個氮原子的大環二醯胺化合物(3a)接受層金屬離子濃度是銅(II)金屬離子濃度高於鈀(II)金屬離子濃度高於鎳(II)金屬離子濃度。 由實驗得知含硫的大環二醯胺化合物(2a,2b,2c,4b,4c)對過渡金屬鈀(II)的錯合能力比較好，含氧(1a,1b,1c)或含氮(3a)的大環二醯胺化合物則對銅(II)有較好的錯合能力。 為了知道配位子與鈀(II)離子錯合的平衡常數（K），因此利用紫外/可見光光譜法(UV/VIS)來偵測配位子與金屬離子錯合的平衡常數，但與銅(II)及鎳(II)離子的錯合因無新峰線產生而未測。 分別以十八和十九環含硫的雙苯大環二醯胺化合物用氯仿和正己烷為溶劑養出鈀(II)單晶，經X-ray繞射鑑定後，得到兩顆皆為橘紅色但配位子和鈀(II)比例分別為1：1(十八環)和1：2(十九環)的晶體，且由(UV/VIS) Job’s plot (連續變化法)可發現其圖形介於1：1和1：2之間，因此認為1：1和1：2兩種錯合形式是在溶液中同時存在的。
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