重心與重心範圍

什麼是重心不穩？孩子馬上就可以「演」給我看。但是什麼是重心呢？忠諺說：「有些事情你以為你知道，但是要是你仔細想一想，就會知道沒這麼簡單。」

重心是什麼？跟什麼有關呢？


「重」指的是重量，想必是不錯的，那「心」指的是什麼？重量的心跳？重量的心機？還是重量的心意？或者是，重量的中心位置？孩子們說：「先把比較不可能的刪去！」最後，我們留下兩個孩子覺得最可能的：「重量的中心位置（心臟）」以及「重量的心意」。

我不給答案，先玩個遊戲。


我們都玩過上面這個遊戲， 我把規則稍微修改了一下，讓孩子抽紙牌來決定腳步。紙牌上畫有各種不同的腳步，有的光是站就站不穩，有的儼然八風吹不動。讓孩子在八種腳步裡逐漸淘汰比較不穩的，最後孩子們有了共識，他們認為在這個遊戲裡最穩的腳步，就是「弓馬步」和「馬步」。

透過對自己身體的探索，我們對重心與腳步之間的關係有了些感覺。然後，我們開始研究物體的重心與「腳步」之間的關係。


上面這張照片的教具，是用來模擬一棟大樓，以及樓層裡的重物。


這是大樓的平面圖，樓層裡有23個位置可以佈置柱子，孩子要思考如何佈置柱子，可以讓核子反應爐（重物）盡可能安全地被擺放。柱子的數量逐漸減少，當柱子只剩下三根到一根時，哪些位置是穩當的呢？

我看見孩子在這樣的操作中，不自覺地使用生活經驗，慣於思考的孩子想要謀定而後動，但往往光說不練虛度時間，又拿不定主意；而慣於操作的孩子，則不斷地試誤，以求「碰到」一個好結果，況時費工，可是往往又找不到。這時分組就有其優勢，不同性格的孩子在這裡口角、爭辯，彼此嫌棄又彼此瞭解，逐漸修正自己的慣習，尋求一個折衷的模式。

透過這段時間的操作經驗，在課末總結時，孩子們分歧的意見得到統合，一致同意重心的意思應該比較接近「重量的中心位置」，而非「重量的心意」。

同樣站在孩子們這段時間操作的經驗基礎上，我引進了「重心範圍」的概念。

看上圖，我們大概就可以理解重心範圍的大概意涵。簡單地說，將支撐點連線可以圍出一個範圍，當物體的重心偏移出這個範圍時，就會失去支撐而倒下。

這是跟重心有關的概念裡很有趣的一個，也是很生活的一個概念。為什麼桌面比桌腳範圍更大的桌子，很容易倒？為什麼坐椅子的時候往後傾、翹起前腳，會往後倒？就是因為我們的重心跑出重心範圍了。


而這三種腳步，哪一種對正面的衝擊最有抵抗力呢？哪一種對側面的衝擊幾乎束手無策呢？從重心範圍的角度來解釋，也變得清晰而簡單。

最後，這是我們的畢業口試。孩子們想通了唷，你想通了嗎？