WFU

2018年5月4日 星期五

從科學展中學習到思考問題能力


作者:歐俊彥 醫師





為了準備科學展覽常常在學校實驗


「阿爸,你知道嗎,這幾天上完課後,我的手都好酸啊!」柚子一坐上車,就告訴我,還把手伸了出來「你看,都舉不太起來了…」


「喔!怎麼啦!」阿爸看著柚子的手,露出疑惑的表情。

「阿爸,這幾天我有空時,就會玩著指尖陀螺啊!」柚子放大音量,告訴著一臉疑惑的我。

「嗯!指尖陀螺?」我想了一下、恍然大悟。

「就是那個放在手指上,然後一直轉啊轉、看誰轉得比較久的陀螺嚒!」我得意的告訴柚子,試圖證明我和柚子之間沒有generation gap。




「不過,之前我不是就買給你了,偶爾也會看你把指尖陀螺在手指上轉啊轉的,也不曾聽你告訴我說手會酸啊…」邊開車、邊提出我的疑惑。

「我知道啊!可是,這次是為了學校的學展覽,我要做的研究啊!」柚子又把手伸了出來「我可是一有空,就開始玩著指尖陀螺呢!」


因為同學玩指尖陀螺,想知道如何轉得久


一開學,柚子的老師就要同學準備科學展覽研究,參加學校舉辦的活動。柚子和幾位同學因為想到前一陣子同學流行指尖陀螺、比賽誰的指尖陀螺轉的比較久,所以柚子就想到研究的主題,看看指尖陀螺如何能轉得比較久。

在老師的指導下,柚子和同學想到,改變發射力量的大小,也就是把橡皮筋往後拉,看看橡皮筋拉力大小是否會影響到時間的長久。

另外,在老師指導中,想到陀螺的旋轉半徑、半徑的平衡、配重的位置和溫度高低,是否會影響到陀螺轉動的時間。



上課時,柚子和同學不停地玩著陀螺,在不同的變數中實驗、尋找答案。

有時候阿爸媽咪會問柚子「今天學校開展的進度如何?」柚子就會放大音量、用誇張的口氣回答「你知道嗎?今天我又轉了好久的陀螺,手都酸了!」、「還要趕緊把數據記錄下來,趕緊去分析數據…」、「老師還要我們想想結果,看看這樣的數據有什麼結果!」

柚子總是在回家後,嘰哩呱啦的說著在學校發生的事情。


不覺得實驗很累,而是樂在其中


「喔!那這些變數是怎樣發現的?」阿爸媽咪問著柚子。

「當然是老師問,我們慢慢去找原因的啊!」阿爸媽咪想,應該是學校的老師循循善誘,要柚子和同學們去找會影響陀螺轉動時間的原因。

「你覺得這樣的科學實驗會不會很累啊?」阿爸媽咪常常看到柚子回到家後,不但告訴阿爸媽咪「手好酸喔!」又會聽到柚子喃喃自語說著諸如「為什麼連溫度高低都會影響轉動?」、「當然半徑大、轉動效果會最好啊?」提出疑惑。

柚子總是說「不會啊,而且我覺得很有趣喔!」



「你知道嗎,開始上科學課後,我的腦筋都變得靈活起來了,天天都在想著實驗的結果勒…」聽到柚子這樣說,儘管常常看到柚子因為實驗露出傷腦筋表現,阿爸媽咪知道柚子是因為在動腦筋、而不是排斥,也放心了。

當然,柚子也會跑過來問著例如「老師今天教我們『角動量』,『說是物體旋轉產生的能量』,但為什麼角動量又會速度有關係?」問題,這時候阿爸媽咪就要去找找書籍,或是在網路上幫忙找「角動量」的定義,用最簡單的方式讓小小的柚子理解。

有時候,阿爸媽咪會發現柚子的一些同學利用星期六日到學校實驗,阿爸媽咪會疑惑的問「那為什麼你不需要到學校實驗?」這時柚子就會露出微笑的表情說「因為我們這一組都在計劃時間內完成實驗、不需要再利用其它時間實驗啦!」


利用時間分析數據、整理實驗結果


這段時間,阿爸媽咪常常看到柚子利用空閒的時間分析數據、整理實驗結果,有時候腦筋打結了、就會追問著瓜爸瓜媽遇到的問題,此時阿爸媽咪就會一起幫柚子找答案、解決問題。

就這樣經過了約兩個月,柚子終於有了實驗的數據、分析出結果,接下來就是打字寫出結果、製圖,準備完成後,就是接下來不久後的學校科學展。

老師為了要讓同學在科學展覽時對於實驗內容熟稔,要同學們寫一張關於實驗內容的大綱,把整個大綱背起來,在科學展當天可以用來把科學展覽內容介紹給參觀的其他同學聽,遇到評審老師問問題時,也不用擔不知道該如何回答了。

「這是因為較大的外力產生的速度較快,造成的角動量也較大」、「角動量是物體旋轉時所產生的物理量,角動量旋轉半徑和動量有關L=r x P,動量P又跟質量m和速度v有關,P= m x v!」雖然柚子不斷地背誦著實驗大綱,但是總是結結巴巴、偶爾還會忘詞。





媽咪拿出了一根指揮棒,告訴柚子指揮棒的一端當作一道門的軸心,門把最遠處、也就是指揮棒的另一端比較好推動,這就像實驗中的,半徑越大、角動量越大。又例如指揮棒的一頭越中,就像是質量越大、轉的速度越快,就和實驗時轉動動量越大原理一樣!

「哦!我知道了,這樣我也比較不會忘詞,而且,我也可以用自己的方式來解說了…」柚子如獲至寶,開心的繼續背著大綱。只要遇到結巴地方,阿爸媽咪就想著辦法,讓柚子不用再因為空洞的物理原理而天馬行空、記不清楚了。


參加科學展覽過程中學習到解決問題能力


柚子不停地練習著,不到一個星期時間,就把整個實驗過程、原理記得滾瓜爛熟,無論阿爸媽咪怎樣出些狀況題,柚子也能怡然自得、從容地回答著問題。

阿爸媽咪看到柚子從容的應對,知道柚子和往常的比賽活動一樣,這次的科學展,完全準備好了,接下來,就是當天的好好表現了。





無論柚子的結果如何,這次的科學展覽的實驗,設定影響指尖陀螺轉動變數的過程,分析數據,從結果發現指尖陀螺轉得久的結果,並且記錄分析數據,也從結果中主動去找到影響指尖陀螺轉動長短的原因,這些過程,讓柚子成長、成熟。

這應該是這個科學展過程中,柚子學習到解決問題的能力、獲得無形的智慧吧!


更多生活經驗