以科普啟蒙偏鄉小孩的眼界

 
2018/09/06 吳翰有 | 特約文字編輯     197
 

時值暑假期間的花蓮縣花崗國中,校園內本該是空蕩蕩的中庭,此刻卻聚集著來自花蓮縣境內五十多位的國中與國小學童,他們正興致昂然地參與著一場為期五天的科學營。

 

 

作實驗學思考

 

這天下午科學營的活動開始了,學生們分組坐著,桌面上已備妥實驗所需的各種器材。講師提點實驗的步驟之後,便放手讓學生自己動手操作,並宣布,只要成功完成實驗的人就有獎品。

 

 
早已迫不及待的學生們,七手八腳地展開他們的科學實驗。有的拿起剪刀,將吸管剪成相同尺寸的一小截一小截,將之對折之後,再別上迴紋針;有的拿著空的寶特瓶到水龍頭下裝滿水,並將做好的對折小吸管丟進瓶子裡,栓上瓶蓋;更有那動作迅速的人,早就握著寶特瓶,用力擠壓,只見瓶子裡的小吸管隨著手勁的收放而浮起、下沈,好不生動。

 

「老師,你看我做的吸管有浮起來耶,可不可以領獎品?」小朋友高舉一隻裝滿水的寶特瓶,勝利般的在講師面前搖晃「戰果」,他們望著講師的眼神,充滿著熱切的期望。

 

 
講師和藹的看著包圍在四周的小朋友,只要是已完成實驗的人,他不吝惜地就獎賞一份小禮物,鼓勵他們;但若有帶著疑問前來的人,他也會繼續提示要領,口氣之中,滿是長者的溫柔耐心。

 

這位身材高大、說話和氣、雙眼炯炯有神的講師,來自國立臺東大學應用科學系,他是林自奮助理教授。

 

 

「剛才那個實驗,我們稱做浮沈子,或浮沈玩偶。」林自奮解釋「浮沈子」實驗的原理:別上迴紋針的吸管內部含有空氣,當它們被放在密閉的液態空間時,若加壓這個空間,壓力會迫使水往低壓的地方流動,亦即吸管含有空氣處,當水流進了吸管,吸管的重量會增加,密度也隨之變大,「浮沈子」就沈了下去。反之,當壓力變小,吸管內部的水會被推出來,使它變輕,就會浮上來,這是密度的比較。第一個現象說明密度大小導致沈浮的原理,稱為阿基米德原理,第二個讓水進出吸管的現象稱為巴斯卡原理。

 

每年臺東鹿野都會舉辦熱氣球嘉年華活動,林自奮再舉熱氣球為例,指出熱氣球的升降也是利用相同的原理,甚至潛水艇亦然。

 

隨後的平衡實驗裡,林自奮首先鼓勵學生們設法讓易開罐空瓶呈大約四十五度角站立;其次,又拿出一根鐵絲與兩顆大小與重量不一的螺帽,指導學生將兩顆螺帽綁在鐵絲兩端,再將鐵絲對半折疊成一百八十度,然後輕放在手指上,必須設法讓兩端的螺帽取得平衡,宛如手指上的蹺蹺板。

 

 

帶動這些簡單的科學實驗,林自奮總在介紹完步驟之後,就放手讓小朋友自行操作。他希望他們在動手做時,多觀察與思考這些現象背後的原因。

 

物理教育也能玩花招

 

林自奮是應花崗國中校長李恩銘的邀請,特地從臺東北上花蓮,擔任這場科學營的講師。李恩銘長期在東部地區擔任國中校長,主修化學的他,不僅擁有化學博士學位,對於科學教育更是熱心推廣。自從擔任花蓮縣壽豐國中校長以來,他在每年的寒暑假期間都會舉辦科學營,即使轉任花崗國中校長,這份熱忱仍然不變,至今已舉辦了十三屆。

 

林自奮與李恩銘之結緣起因於科技部委託臺灣大學物理系傅朝銘教授主持的國家型奈米人才培育計畫,由於彼此都是科學人,對科學教育也都懷抱有使命感,兩人因志趣相投,遂一拍即合。此後只要是李恩銘主辦的科學營,林自奮總不缺席。

 

一位物理學教授,在繁忙的教學、研究與行政工作之餘,為什麼還會願意在偏鄉推廣科普教育呢?

 

其實,林自奮在高中時並未展現出對物理學的興趣,只因依大學聯考成績選填志願,碰巧考上了國立成功大學物理學系,他既不特別熱愛,但也不排斥。大學畢業後在國立中山大學擔任過一段時期的助教及資優班研究助理的工作,隨後申請赴美深造,攻讀物理學碩士與博士。

 

他從美國聖母大學取得物理學博士,專長是實驗高能物理與實驗天文粒子物理,畢業後留在美國做了幾年博士後研究。結束了在美國的工作後,他返回臺灣,順利進入國立臺東師範學院(今國立臺東大學前身)任教至今,現在還兼任該校科學教育中心主任,主要業務為推廣臺東縣科學教育。

 

進入大學教書之後,林自奮發現教室裡這群畢業後將成為國中小學老師的高材生,居然大都對物理課程都欠缺熱情,這令他百思不解。此外,擔任科展評審的經驗,他也觀察到許多參展的學生並非真心對科學有興趣,只是為了升學而不得不參與,其實缺乏足夠的動機。

 

這些現象,令他深感挫折。直到他在全國物理演示與教學會議(今全國物理教育聯合會議前身),接觸了國立高雄師範大學物理學系周建和教授的「街頭物理」後,看到周建和教授以生動有趣的方式「玩科學」,令他深受啟發!

 

從此,林自奮持續將在物理演示會議所見識的新概念與新教具引進教室,不斷改良自己在大學的物理教學方法,以創新而有趣的教法刺激學生的學習慾望。隨後,他更發現除了大學,國中小學的科學課程也因受限於授課時數及教材等因素,遭遇到難以啟蒙孩子們那股科學幼苗廟的困境。於是,他決定走入臺東縣的各國中小學,甚至離島學校,推廣科普教育。

 

為了孩子 再遠也要去

 

「其實在臺灣也有滿多人在做科普推廣,為什麼我們仍然願意這樣做?因為在做推廣的時候,我們會發現很多孩子在看到實驗之後,眼睛為之一亮,『哇!』他們這樣的反應常讓我感到做科普推廣很有意義。雖然不知道未來會有多少孩子願意走上科學這條路,但起碼激發了他們的興趣。」林自奮說。

 

正規科學教育的失落,也顯示在民眾無法判別生活中的各種科學謠言。林自奮舉一個例子,「有人說,吃蝦子再喝橘子汁可能會中毒,這其實是真的。但你得吃到幾公噸的蝦子才會中毒。沒有錯,這兩種食物有可能會產生化學合成反應,產生砒霜的分子,但是非常少量,對人體根本不會有影響,這是劑量問題,除非你吃了幾公噸巨量的蝦才會中毒。可是,實際上一般人不可能吃得那麼多呀。」

 

因此,林自奮認為自己積極推廣科普教育的動機,是希望透過生活化的實驗操作,幫助孩子們建立科學判斷的能力與精神;換句話說,要能判斷生活周遭各種事務的真偽,並抱持懷疑的態度,尋找解決問題的答案。

 

這種將科學應用在日常生活的學習能力,是他對科普教育的期待,即便孩子們將來未必要成為科學家,也該具備科學思考與判斷的能力。

 

目前,林自奮與系上師生組成了一支科普教育團隊,運用科技部提供的計畫資源,主導臺東縣全民科學週計畫,並參加了三次科技部辦理的科普環島列車、科學園遊會等活動。如今,透過這項計畫,他已跑遍臺東縣超過八成的國中小學,為學生上科普教育,為教師提供科學研習課程。

 
 「臺東縣幅員廣大,交通返往經常費時耗神,例如長濱鄉有一所竹湖國小,全校只有十五位學生,他們來申請全民科學週,希望我們去為小學生上課。為了這十五個孩子,我光是開車來回就要花上四個鐘頭,但只要偏鄉的小朋友需要我,我就會去。」林自奮帶著微笑,語氣堅定地說。

 

發願跑遍臺東縣所有中小學的林自奮教授,儼如下鄉演戲,為小朋友帶去歡樂與願景的紙風車劇團,他點燃了偏鄉科學教育的火種,讓看似生硬冰涼的科學知識,在孩子心中碰撞出科學精神的火花。