[ 課程記錄 ] 科學觀點 / 擺

什麼是「擺」？孩子說：「擺動」、「擺飾」、「擺放」、「鍾擺」。在這些「擺」裡面，我們這次要談的，是「擺動」和「鍾擺」。我用螺絲和螺帽加上麻繩，做了一個簡單的擺，孩子們看著，說出它的組成：擺線及重物。

然後我們有兩個任務：任務一：將一固定長度的「擺一」貼在桌上，給孩子另一長度的「擺二」，固定擺二的位置，請孩子調整「擺二」的長短，設法讓「擺一」撞到「擺二」。並請畫出擺一的運動軌跡，以及擺二的相對位置。
任務二：固定「擺一」的長度，將一乒乓球至於一紙杯上，請孩子調整「擺一」黏貼的位置，設法讓「擺一」可以撞到乒乓球。並請畫出擺一的運動軌跡、乒乓球的位置。

　
這兩個任務的目的，是讓孩子累積關於擺的「物理經驗」，希望孩子能夠透過完成這個任務的過程，對「擺的軌跡」有一些初步的體會。

憑藉著孩子累積的經驗，我們開始討論擺的軌跡。孩子提出幾個可能，我們先猜想，然後驗證。關於擺的軌跡，對我們來說似乎是「近乎直覺的事實」，孩子怎麼會不懂呢？但事實就是如此，我們以為的直覺，其實很可能是我們日常生活中不知不覺累積而生的經驗結果，缺乏經驗的孩子，就是很難理解我們以為樸素簡單的事。
　
第二個階段，我們開始研究「擺與時間」的關係。早在四百多年前，當時還是青年的伽利略在教堂禮拜的時候，「意外」地發現，教堂天花板的吊燈擺盪的週期有其規律。說是「意外」，其實也沒什麼好意外的。伽利略的一生中，這樣的「意外」可不少。不把人生「理所當然」地活下去的人，生活中就是會有熱情與「意外」。這是我們希望孩子們面對人生所能具備的特質。

要討論時間，就不能迴避「時間感」。我請孩子們閉上眼睛，憑著自己的時間感，「決定」六十秒的長短。
　
我看著時鐘，等著秒針辛勤地移動六十下。孩子們若覺得過了一分鐘，就馬上舉手，讓我記錄下他們的「一分鐘」在客觀時間裡的「長度」。僅僅是一分鐘，有的孩子47秒就舉手了，有的孩子遲遲不舉手，讓大家都等得不耐煩了。

於是，我們知道客觀計時工具的好處。

約在350年前，惠更斯依據伽利略的發現與推論，繼續研究而發明了擺鐘。今天，我想讓孩子們透過製作「秒擺」（週期兩秒）以及「半秒擺」（週期一秒），來討論「擺與時間」的關係。

經驗不只是「到此為止」，而是為了讓我們超越經驗、走得更遠，並且遠得有根據、遠得安全。要達到這個目的，對經驗的思考與檢視是我所知道最好的方式。所以當孩子們興致昂然地製作完了，照慣例被我硬是拉到白板前，討論製作過程中所碰觸到的「道理」。

我們發現「擺的重物」並不能影響「擺一趟所需的時間（即週期）」，影響週期的，僅僅是擺線的長短。而且，我們也發現「秒擺」與「半秒擺」的「週期」差了一倍，但擺線的長度卻差了四倍左右。

孩子問我：「為什麼會這樣呢？」我差點要回答：「因為公式是…」

然而，公式有時是對現象觀察所做的歸納。有時，則是以事物的部分現象推導出公式，預言更進一步的現象，百千年後才證實的確如此。只是，無論是哪一種，公式不過是形容現象的一種方式，將公式視為事物現象的緣由，等於是把「事物的一種說法」當成是「事物的本身（甚至是事物的原因）」，這其中的狹窄與虛浮，在我自己身上根深柢固地存在著，讓我時常難以欣賞事物的各種可能性。

這就是我在現階段絕口不提公式，而僅僅想方設法讓孩子們看見各種現象的原因。

我想，孩子如果能夠保持著對世界的好奇與熱情，那麼，他將在我到不了的時間與空間裡得到解答吧。不是都說「成功不必在我」？何況，這是孩子個人的成功。