玩科學不是耍把戲,需結合思考與生活

我不是老師教育體系出身,本來學土木工程,如果覺得房子快倒或想知道房子安全與否,可以來問我(笑)。所謂「函數」就是要你套關係,我就先跟大家套關係。民國七十三年我來苗栗,在後龍雷達站當兵,本來很高興可以學客家話,可惜後龍是閩南區。

高中有個物理老師對我影響很大,是我的恩師,讓我念高中很像過大學生的生活,老師常叫不想坐在教室的我到實驗室去。高一我參加生物科展,做黴菌的實驗,在顯微鏡下像是美麗的地毯,紅黴素很毒可以殺死細菌,但也會殺死你。

人是有思考的動物。擁有脊椎和大小腦的動物很多,人類為何可以稱王?因為人有思想,「先有想法再有作法」才會比較有意義。大家上課會不會覺得五十分鐘太長?才過十分鐘你就想下課,就代表老師的教法很有問題。

玩科學不是耍把戲,要跟學生的生活結合在一起。在座有體育老師嗎?有音樂老師嗎?有國文和美術老師嗎?其實你們教的科目都跟科學有關。例如成語「隔牆有耳」,就牽涉到聲音的科學,聲音在空氣中傳送速度最慢,在液體傳送的速度是空氣的四、五倍,在固體則是12到15倍。所以你貼在牆壁聽隔壁樂器初學者,會覺得很像魔音傳耳,印第安人貼在鐵軌上聽敵人可以提早發現,都源於聲音靠固體傳遞最快。

整合教學,得先整合老師自己

體育老師也可以教生活的科學,像蹲下來跳上去就跟彈力位能有關。田徑運動為什麼都是逆時鐘跑呢?跟生理結構有關係,心臟在左邊。心臟裝的是血液,「血濃於水」是因為血液很重會沉下去。重的東西要放在靠圓心的地方,不會放在圓周上,心臟才不會負擔太高。

太魯閣號傾斜式列車是因為底盤會自己調整,加速時歪一邊才不會翻車。你看過洗衣機脫水後打開,衣服是在中間那根柱子上的嗎?人的平衡感來自視覺和小腦。上船為何暈船?因為海平面一直晃。但習慣視覺搖晃的船員下船會很痛苦。

美術老師教人調色,三原色紅黃藍,三原光是紅綠藍,其中都有科學。既然中華民國強調課本整合,老師們就先要把自己整合。


等待笨蛋,包容孩子嘗試錯誤

我不考慮到學校教書,背後涉及的因素很多,但我不想要「框框」,回家又是回到另一個框。大家知道詹天佑為什麼偉大嗎?他發明了火車的連接器。詹天佑是送到國外的第一批小留學生,為何送到國外的學生發展更有成就?因為在台灣,老師很快對學生說「你錯了」或「你不可以」,老師可不可以讓學生錯完,讓他試試看?

本來沒有的東西才有創造的空間,教育就是要讓孩子有創意,如果教不出有創意的孩子,還不如去教動物。很多數學白痴是畫畫天才,給素材讓他去創造,孩子能發揮各種創意。

台灣應該學學北歐和丹麥人。「IKEA」是瑞典的品牌,為什麼他們設計的床會讓人想躺上去生十個孩子,台灣設計的卻像是要交代遺言的床?丹麥特別強調「等待笨蛋」。不會去鼓勵先把事情都做好好的學生,而是要他們好好等後面的人,慢做好的人可能是明天另一顆巨星,前面發光亮的可能是隕石,一下子就毀滅了。

讓自然科技教室,跟生活一樣愉快

科學和科技有何差別?很多科學家是生活科技的白痴。人發明飛機的過程,就是一路笨過來的。看過飛機的輪胎嗎?胎紋沒有橫紋只有直的,跟飛機滾動方向相同,因為飛機降落時不能單靠煞車減速,而是靠摩擦力。

為什麼切蛋要用線?因為蛋黃容易全部黏在刀上。阿嬤用線切,「面積越小壓力越大」。不過要小時候窮困,才會吃得切成八分之一的滷蛋,現在大概都不用切了。以前發生機車騎士被天線掃到切頭而死,也是面積越小壓力越大的問題。

自然生活與科技課程是希望「課堂就像生活」,不是讓學生變得懶散,而是變得愉快。遇到破壞公物的學生怎麼辦?台灣發生過一個實際案例:曾有個學生用美工刀削桌子的邊,被記大過,問他為什麼要破壞桌子?學生帶爸爸去校長室說:「你看,校長的桌子邊邊都圓圓的,教室裡的桌子都是直角摸起來不舒服,削成圓的就很舒服。爸爸認為孩子說得有道理,校長和老師卻堅持要記過,爸爸只好兒子帶回家自己教。

善用情境設計,課程更活潑有趣

設計課程要善用情境,才能活靈活現。有種工法叫「地下連續壁」,一旦碰到不准你開挖的地方就得使用,像台北捷運就很常用。「潛盾法」是讓地表不動,運用阿基米德的浮力原理,就像在地底蓋一個水泥船般,讓高房不會倒。

家裡用的磁磚,正方形的那種,丟到水裡一定沉,但你若拿五片做成沒有屋頂的五面體,八個接縫不要漏水,變成磁磚船,就會浮起來。所以各位小朋友,不要再懷疑「重鐵為什麼可以作船」,你只要不會吐氣、不要放屁就會浮。

學生不想睡午覺怎麼辦?該睡的時候不睡,不該睡的時候睡,但不想睡就讓他好好玩。像我當兵不睡覺,被長官罰去抓一百隻水蜘蛛,他以為水蜘蛛很難抓,你一靠近水面牠們就逃,但我有訣竅,只要破壞水的表面張力就好。怎麼破壞?加雜質和熱水啊,等水蜘蛛逃上岸就通通抓起來。

雞湯太油怎麼辦?煮完不要馬上喝,先冰起來,等油都浮上來結凍去掉,再拿去煮就能喝到清清的雞湯。希望老師都回去想想自己是怎麼長大的,從你的生活中舉例。

「科學是一篇精采的故事」,這是我今天講的主題,也是結論,我剛講的是我成長的故事,每個人的一生都有屬於自己的故事,天下沒有人會跟你過著一模一樣的人生。當老師回想自己人生各個片段,巧妙擷取出來當教材,就會比任何一個版本的教科書都要精采。

(圖文/創意快遞電子報主編八寶  

 

【摘錄】便宜又有趣的生活科學實驗設計

 

實驗一:五秒鐘瘦身法

想減肥不用花大錢,改變溫度和氣壓就好。溫度越高,空氣體積越大。讓學生拿寶特瓶在高溫水裡泡著,並在水裡蓋上蓋子,一拿起來五秒鐘就瘦身,因為內部氣壓小於外部大氣壓。

實驗二:針筒溫水變熱水

運用壓力原理,把溫水注入針筒,按住針孔,拉開針筒放大體積,就可以讓溫水冒泡沸騰。

實驗三:玻璃融化變光纖



實驗四:兩片玻璃鏡變聚寶盆


實驗五:輕鬆學系統力學

只需吸管、迴紋針和公文夾,就能讓學生學習槓桿原理,做出一連串的平衡系統。 

附註:更多田園老師的資訊請參考「Roger 科學大魔界 

 

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