[ 博觀主題班 ]20090612 基礎力學

這禮拜我們上力學。「力的概念」好玩的地方，在於它是一個既直觀又抽象的概念。孩子們在近代科學文明中成長，可以朗朗上口「浮力」、「表面張力」、「地心引力」等等詞彙，但這些「什麼什麼力」之間的關係既薄弱又類似，這點不要說小孩，連完成基礎科學教育的大人們，都未必真的窺知一二。這堂課的目標有二。一是將力的概念從孩子的具體經驗出發而抽象化、普遍化，簡單地說，也就是將所有的力（無論接觸力或超距力）統合在同一個概念之下—「造成運動現象」，這也是牛頓第二運動定律F=ma這條公式所企圖詮釋的自然界現象。第二階段，則踩在「運動與力」的概念之上，進入「大自然中，物體呈現靜止時並非沒有力施加其上，往往是『合力為零』的情形」。這時反作用力出場，孩子在猜想「在靜止物體上與重力（地心引力）對抗並達成平衡的『未知的力』」時，取了「反力」這個名字（孩子說，因為方向相反），我大加讚賞，我不禁想起黃武雄教授說的：「成人失去的直覺」。接著透過實驗的說明，將運動的方向與力的方向做連結，也就是直角座標的「力分析」。



至此，牛頓三大運動定律除了第一定律（慣性定律）之外，孩子都已經有了大致的「體會」。

上一堂課沒有製作「地球防衛軍訓練手冊」，一方面是偷懶，一方面也覺得「孩子不能老是依靠遊戲性以及高結構性的方式學習」，這樣高結構的方式讓我不安。這樣的方式比較可以看見「效果」，但卻減低了讓孩子摸索開放式學習的可能性。但孩子究竟準備好了沒？他們已經具備高度開放討論的能力了嗎？如何評估孩子的這項能力，以及對孩子與對自己有信心，是我仍需要反覆練習的。



這堂課還有一個好玩的地方，關於「重力的方向」與「反作用力的方向」，孩子在討論的時候總是可以想對，但在填寫「訓練手冊」時卻一再地錯誤。我發現這個問題後曾經跟孩子們討論過，反作用力的方向應該是根著重力的方向而錯誤的，但孩子會搞錯重力的方向實在讓我百思不解。我猜想很可能是「填寫」這件事情太像「功課」，孩子們多少有敷衍的心情，所以沒有認真想過，光想著交差了事。這個猜想就可以解釋為何孩子在討論時能夠「想對」，但「填寫」時總是寫錯。



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