演講側寫
講題:前進科學的遊樂園:老師,我們為什麼還不出發?
講師:中央研究院原子與分子科學研究所汪治平研究員
側寫:郭毓璞
身為今年的選書委員之一的汪治平老師,於中區說明會的演講中分享了一些他從事科學活動的一些心得,並準備了許多實驗器材和影片讓大家體驗生活中的科學。
汪老師首先談到當今科學教育的問題就是訓練學生為了獲得高分而努力,為了通過各種甄試和考試,學生們上補習班學解題技巧,記下動作重新演練,沒有思考,老師們教科學猶如教體操。填鴨式教育之外,還要透過考試讓他們吐出來,檢查看看有什麼東西,導致學生長大後觀念不清楚、公式早忘了,社會的領導階層都沒有科學素養。
針對這些問題,汪老師鼓勵同學自我探索,指出學習是為滿足好奇心,只要能把生活化的問題擺在學生眼前,透過歷史、科技進程的觀察,搭配新的教學資源(如網路、多媒體影音),就能夠超越前人的成就,開拓新視野。
老師並引述中央大學伊林教授所提出的「學思行辯述」整合學習概念,作為科學教育的新準則,除了大家熟知的「『學』而不思則罔,『思』而不學則殆」以外,更重視格物致知的觀察、推理等研究『行』動;接著透過實驗檢驗理論,讓真理越『辯』越明;最後則是透過演講、寫報告,將知識、技術整理清楚,闡『述』給別人,而這些過程大半都可以在參加今年度的「台積電盃─青年尬科學」競賽中學習到!
接下來老師和大家分享一些「你身邊的新鮮事」,汪老師說:「雖然不能登陸火星,生活中還是有許多有趣現象可以研究並實作!」例如太空人在太空中如何不用噴氣罐向後轉所使用的原理竟然和貓落地為何不會四腳朝天有關!我們知道東西要轉動要有外力推動,但貓卻能在空中扭身!
以上影片雖然有點虐待動物之嫌,但老師強調這位拍攝者的實驗精神相當值得嘉許。而其中所牽涉的物理原理其實是貓咪透過改變身體前後自轉軸改變角動量,就和以下影片中溜冰為何可以越轉越快是相同的道理。
接下來老師透過蛋糕轉盤以及腳踏車輪的搭配,親身進行實驗並邀請同學上台體驗!
另外,在以下的影片當中,沒人推的鞦韆為何可以越盪越高?甚至翻到對面去?也是相當值得探究的生活中的物理問題!
大家日常生活中應該都同意沒人整理的東西會越來越亂,熱力學第二定律也告訴我們亂度會越來越高,但以下這個影片卻顯示了不同相位的節拍器隨著時間竟會統一頻率?
甚至分成兩陣營! ?
原來是放在懸吊系統的緣故,拉高懸吊床以後,原本同步的擺也會亂掉。
此外,課本上講的潮汐成因單純來自於太陽和月球的重力影響,看似合理卻和中央氣象局的潮汐資料矛盾,原來是因為地球自轉比潮波傳遞快很多造成的!又如賞月時大家都有的共同經驗:初升時月亮看起來比較大,到天頂以後感覺比較小,這究竟是錯覺,或是某種大氣光學現象?老師透過實驗用高畫素的數位相機縮時拍攝,證明月亮在天頂時確實大了1.67%,而這個結果甚至可以用來推導地球和月球的距離!老師也透過這幾個例子也提醒同學不要把課本當作真理,要實際去了解,甚至自己動手去檢驗,才會有所感動!
接著老師介紹今年複決賽的三大議題的實作,首先「測量光速」並不一定要很先進的設備才能辦到,老師和學生合作只用了一個壞掉的硬碟、雷射筆就可以進行,且測量出來的誤差相當低;而檢視「光的波動性」的繞射現象的光柵也可以用印表機在透明紙上印出一些黑直線即可有效果,老師並現場演示給同學看雷射筆如何從一個點變成許多明暗帶;「偏振性」的應用老師則展示了一個他特製的魔術螢幕:只有戴上太陽眼鏡的同學才看得到畫面,讓同學們體會到生活中的光學奧妙。
最後老師和在場的同學以及老師分享他對參賽的期望,他認為演講的目的是讓別人不懂變成懂,短講更要生動有趣才能吸引注意,勉勵同學不要像鸚鵡一樣重複老師或者書本的話,要和能掌握的東西聯結在一起,尤其要把科學史上前人的發現對後人的影響的來龍去脈要講清楚,如此才能讓自己和聽眾都有所收穫!