駿逸的生活科學課(手電筒 01)

合作時間:一個月
成員:大班到小二
※ 搭配照片並非本班成員



手電筒比多色筆和迴力車都更加困難的部分,是牽涉到「電」的原理。在研究多色筆和迴力車的階段,即便是最「神秘」的彈簧,都是「看得見的」。而電是一種能量,其運作的方式如此「隱密」,我覺得有必要在拆解之前,先讓孩子們多瞭解一些「電的現象」,也多累積一些對電的相關器物的觀察經驗。。

為了讓孩子們達到這個目標,我們設計了三個教學階段任務,讓孩子們在操作中猜想與累積經驗:1. 材料:兩條電線、一個電池、一個燈泡。目標:讓燈泡亮
教學目標:瞭解「電路」以及「迴路」的具體現象。
2. 材料:三或四條電線、兩個電池、一個燈泡。目標:使用兩個電池,讓燈泡亮
教學目標:瞭解電池串聯(電壓)對燈泡亮度的影響,。
3. 材料:三或四條電線、兩個電池、兩個燈泡。目標:讓兩個燈泡亮
教學目標:瞭解燈泡串聯(電阻)對燈泡亮度的影響。

這半堂課,我們進行第一個階段。

我知道市面上有些套裝的科學教材,譬如電風扇,或者是馬達車,或許也有手電筒和發電機的,但這些教材都會把所有的材料「處理」成「零件」,有些甚至附上組合步驟圖,讓孩子很容易就可以按圖索驥地把成品完成,又通常賣得很貴,我認為不是很「值得」。科學奠基在觀察與驗證上,是經驗是過程,一個太容易直達成品的教學過程,往往不夠深刻。

下面是孩子們這週的「新發現」。

(1) 電池、燈泡和電線有「+」和「—」(小傑)
(2) 「+」把電送出去,「—」把廢電吸回來(小傑)
(3) 電池沒電以後,裡面都是廢電(閔)
(4) 電線是用來輸送電的(小傑)
(5) 電線裡面沒有電(塹塹)
(6) 讓燈泡發亮的方法(all)

小傑在哪裡看過電有「正」與「負」的特性,這讓他很快就發現電池上有「+」和「—」的記號。他接著想起,他好像有在書上看過「正」和「負」的電線,他很快做出推論:「+」要接正的電線,「—」要接負的電線。以這個推論為基礎,孩子們在實驗與觀察裡逐漸建構了他們的「電學理論」。「電池的『+』端接『電線的正端』把『好的電』送去『燈泡的正端』;電池『—』端接『負的電線』,接到『燈泡的負端』把廢的電吸回來。」他們也發現了「電線是用來輸送電」的,雖然左下圖的接法電燈直接碰到電池,不用電線來輸送,但要用右下圖的接法讓電線來輸送電,也無不可。



到此為止,我們在教室裡自行發展的電學理論有很不錯的解釋力。這裡面雖然有部分是依靠教室外的知識(電有正負的特性),但大部分都是孩子依靠觀察和推理所建構出來的。這樣的學習方式憑藉著對現象的實際觀察,在過程中排除了許多可能的錯誤推論,是很深刻的。而我這週發下去的教具,每人還不到三十塊錢。



然而我們的電學理論還是有些不足之處,問題是出在老話一句:「盡信書,不如無書。」讀過很多書,這是好事,但對讀過的書深信不疑,那就不太妥了。在我們的電學理論裡不足的部分,不是孩子依靠觀察和推理所發展出來的部分,而是從教室外帶進來的未經過經驗與思考驗證的「知識」。

沒有接上電的電線本身是沒有正負極的,燈泡也沒有正負極。然而我們的電學理論第一條就奠基在這個「知識」上,這可如何是好?其他的班級沒有引進這個知識,有位不怎麼讀科學書的孩子,在無意中把電池與燈泡的接法胡亂調換,訝異地發現這件事。我們的班級會不會也發生這樣的事呢?

我嘗試性地問孩子:「我們怎麼知道電線有正負極啊?」孩子們異口同聲地說:「書上說的。」個個堅定得彷彿他們也看過那本書一樣。我又問:「書上說的一定是對的嗎?」孩子們說:「當然啊。」我再問:「真的是這樣嗎?」孩子們猶豫了一下,又篤定地說:「如果是科學家寫的書,一定不會錯。」

如果孩子們堅信「知識」的正確性,並且把它援引到我們的電學理論上,而變成一種「定律」,還會有孩子大膽地去嘗試其他的可能性嗎?當「知識」被當成「真理」,我們的孩子有勇氣(或智慧)去懷疑、去做一些旁人看起來「傻傻」的嘗試嗎?

剛巧我知道幾個傻子,像是懷疑「被當時物理界當成真裡的牛頓定律」的愛因斯坦,像是懷疑「地球中心論」而被教廷軟禁至死的伽利略。下個禮拜,或許是孩子認識他們,以及他們對待「知識」的觀點的好時機。

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