【IB課程】IB化學科Internal Assessment四部曲

臨近暑假,相信不少同學開始準備IB Chemistry(化學科)的Internal Assessment(IA),最近我收到不少同學提問有關IB化學科的IA,內容圍繞著﹕IB化IA有咁多題目,究竟揀咩題目做好啲?點先為之一篇好的IB化學科IA?曾為學生的我明白同學的憂慮,因此,我整合了寫好IB化學科IA四部曲,希望有助提升同學做IB化學科的IA技巧。

第一步﹕如何選擇IB化學科IA的課題

IB化學科的IA通常在第一年和第二年的之間的summer完成,共有11個課題給予選擇。當中包括﹕原子結構(Atomic structure)、氧化還原反應(Redox Process)、能量學(Energetics)等等。在選擇紛紜的情況下,同學難免遇上「選擇困難症」。一個好題目很大程度上取決於是否容易取得數據作分析(Data Collection)。我們建議同學選擇較熱門的topics,當中包括 topic 6化學動力學(Chemical kinetics)、topic 8酸與鹼(Acids and bases)、topic 9氧化還原反應(Redox processes)和topic 10有機化學(Organic chemistry)。上述題目均容易取得準確的實驗數據,以化學動力學(Chemical Kinetics)為例,由於有不同的因素(Factors)會影響化學反應(Chemical Reaction)的速度,最明顯的例子是溫度愈高,Vitamin C 便會受到破壞導致它的濃度下降。此外,雖然我們看重數據分析,研究結果的科學性和可信性一樣不可忽略。同樣以容易獲得數據的能量學(Energetics/Thermochemistry)為例,由於在實驗過程中,熱能(Heat Energy)容易流失在空氣之中,導致數據結果的誤差值大,可信性大大減少,因此是很難拿到高分。此外,由於課程的設計,學生往往在做IB化學科的IA時,一些較後的課題,例如﹕有機化學(Organic Chemistry),並未學習相關知識,以致難以發揮所長,因此我們不建議選擇這些課題。不過,若果學生擁有較高的自律性,樂於主動自學有關課題,選擇較後的課題也是未嘗不可。

當同學決定題目意向後,則需要設立題目,不少同學會犯上以下毛病,選擇例如「亞硝酸鹽(Nitrite)是否隨身蔬菜擺放時間而增加?」等類型題目,這類型的題目相信不是修讀IB Chemistry的人都知道,平時吃的蔬菜,放久了會產生亞硝酸鹽(Nitrite),而亞硝酸鹽(Nitrite)對人體有害。因此,這類型的研究題目價值不高 。但是只要同學稍微將題目變得更specific,加上研究蔬菜擺放到第幾天,其所釋放的毒性最不建議人體食用,這類題目相對上更有研究價值。

第二步﹕了解課題的資料搜集(Background Research)

一篇正規和可信性高的文章需要有一些學術期刊(Journal)的支持,學生可以透過下述學術文章網站,例如: Beilstein Journal of Organic Chemistry、Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems和Journal of Chemical Information and Modeling等等取得與題目相關的資訊和論文。有學術期刊(Journal)內容的支持能大大提升IB化學科IA內論點和論據的說服力。此外,亦要避免選擇一些與學術期刊 (Journal)出版過的題目,例如: 溫度如何影響Vitamin C的含量? 這類題目往往已經是眾所周知,欠缺創新性,難以取得高分。同樣,學生也要避免選擇一些較前衛和新穎的題目,即是學術期刊(Journal)沒有出現過的研究文章,學生在缺乏相關專業知識下,難以寫出一篇好report。因此,學生在選材上應取一個平衡點,既沒有與以往題目相撞,又有學術期刊(Journal)的支持。

第三步﹕如何設計化學實驗(Design Experiment)

化學實驗的設計是IB化學科IA的重要一環,考驗同學能否從科學實驗中取得Primary Data和如何運用Secondary Data。例如: 蔬菜的擺放時間對亞硝酸鹽(Nitrite)含量變化的題目為例,我們可以參考過往文獻有關檢測亞硝酸鹽 (Detect Nitrite)的方法取得亞硝酸鹽(Nitrite)的含量,既是運用滴定(Titration)或者紫外光光譜儀(Ultraviolet–visible spectroscopy)的方法都可。紫外光光譜儀(Ultraviolet–visible spectroscopy)比較準確,實驗過程簡單。滴定(Titration)比較常見,大部分學校可以提供,但誤差精確性比紫外光光譜儀低。同學若果想用紫外光光譜儀(Ultraviolet–visible spectroscopy)做測試,但卻因為學校沒有相關儀器而轉用滴定(Titration)的方法,學生也需要將未能實行的測試方法寫進report內並列明原因,因為這樣能夠向評核員展示你有思考的過程。Primary Data 有助同學在實驗報告(Lab Report)做數據分析(Data Analysis),而 Secondary Data則大大增加了學生論點的可信性和說服力。我們建議在IB化學科IA中均使用Primary Data和Secondary Data,不要只使用其中一方。

第四步﹕怎樣收集實驗資料(Data Collection)

首先,同學需要做一次trial experiment,確定是此實驗符合開始時訂立的預期結果,我們需要訂立用量、濃度和日子。因為不同的因素均會對是此實驗有不同程度的影響。例如: 日子對蔬果中亞硝酸鹽(Nitrite)的釋放含量為例,由於未做實驗之前,同學不會知道用多少小時或者天數做才會有結果。從蔬果的情況出發,人們通常考慮的是量度時間為放置的天數,並非以小時和分鐘計算。所以,我們便會選擇使用天數來展開是次研究。然後,我們便會觀察每一天亞硝酸鹽(Nitrite)含量在蔬菜中發生的變化。 如果我們觀察到第一天與第二天的亞硝酸鹽(Nitrite)含量數據是一樣的,學生便不能看出有任何跡象。因此,同學便需要調節天數,放1天,3天,5天,直到能看到數據的變化,實驗才有意義。如果天數太長, 同學則需要注意體積(Volume)、表面面積(Surface Area),重量等等的相關變項,然後進行修改。因此,在正式下筆寫IA報告之前,試驗性的實驗是非常重要的,他不只是幫助我們查看實驗設計的合理性,還幫助我們及時對不同的變量做出適當的調整,從而讓我們獲得完整和準確的科學證據和結果。

相信現正或有意修讀IB化學科的同學對IB化學科的IA有更深入的認識,我更希望同學能夠了解IB化學科IA四部曲,有助學生了解IB化學科IA的竅門,在IB化學科的IA取得理想分數。

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