【学习现场】用魔法科学解开生活之谜 | 中國報 China Press
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    【学习现场】用魔法科学解开生活之谜



    在我们的认知当中,学校所传授的物理科目(Physics)是一门艰涩难懂的硬科学,它完全无法靠死记硬背,似乎只有天资聪颖或勤奋努力的孩子,才能把物理搞懂!

    但是,如今有一名独中物理老师,他打破常规,将抽象物理科学概念,结合到日常生活中,瞬间让物理教学创意十足和充满趣味,颠覆我们对物理教育刻板与沉闷认知。

    物理可以很有趣,因为物理的原意就是捕捉大自然运作的规律,如今物理老师张荣施只是揭开了它被世人所误解的面纱,让物理回归生活、融入生活,并且运用在生活中……

    育才独中物理老师张荣施(中)和高三理科班同学。左起刘懿萱、锺美乐、谭梧权、丘汶槺。
    物理教育与生活结合

    你能够想像,物理也可以很有趣和生活化吗?你知道我们身边许多自然现象,都可用物理知识说得通吗?这甚至可以设计成为小游戏,透过“玩科学”的方式,让学生爱上物理。

    物理学是研究物质、能量本质的自然科学,科学家从观测与分析大自然各种物质与能量的现象而找出其模式,然后整理成物理理论,最后再经过无数检测而提升成为物理定律。

    物理就是源自对自然世界(如声、光、电、磁、热、力等)的观察所归纳出来的科学知识,但过往应试教育的氛围下,物理被狭义的理解成只是套公式的学科,让学生们对物理拒之门外。

    育才理科班的同学,把街头实验带进华小,利用肯特管作声波拟象化时,家长对这个实验看得目瞪口呆。
    育才理科班的同学,把街头实验带进华小,利用肯特管作声波拟象化时,家长对这个实验看得目瞪口呆。

    育才独中物理老师张荣施解释,设计物理小游戏的企图很单纯,学校过往举办许多招生、园游会、成果展等,美术班的学生都用本身专长,学以致用协助学校布置场地,但理科班学生经常都坐冷板凳,无用武之地。

    “于是我开始思考,物理教学该怎麽结合生活?是否可透过手作实验,让学生更了解物理?除了到群众里科普,更重要的是培养学生对学科知识的讲解与动手技能,将‘知识’转换成‘能力’。”他指出,学生若只是硬记知识,未来将很容易被人工智能取代,如果学生能对知识进一步理解、归纳、掌握、组织、运用,甚至创新,这才是未来大数据时代所需要的高思维人才。

    从十多年前开始,在不影响教学进度的情况下,张荣施透过网络自学和上课进修,为的只是制作出这些物理小游戏,引起学生的学习动机,以及将抽象知识延伸至运用层次。

    民众在街头实验亲身尝试肉身睡钉床的“硬气功”,在又惊又恐的情况下完成“分散压力”实验。
    民众在街头实验亲身尝试肉身睡钉床的“硬气功”,在又惊又恐的情况下完成“分散压力”实验。

    这些年来,张荣施参考其他物理小游戏的教学,加以改良后再发展出五十多种包含声、光、电、力等方面物理知识的小游戏,摆脱物理只能在实验室操作的限制,将物理知识带向人群。

    “早期小游戏在校内进行,从2015年开始走出校园,在怡保各地展开街头实验,我们曾经到访六所华小、两次在怡保旧街场、一次在购物广场,以及数次受邀到不同活动中作展示。”张荣施分享,大部分学生都喜欢这样的学习方式,如果学生觉得有趣,能从中获得肯定与成就感,那他们就会主动学习、愿意学习,并且从学习中再提升兴趣与自信。

    那些魔术都是物理科学

    育才独中高三理学生丘汶槺告诉我,坊间有一些号称硬气功睡铁钉床的武术表演,从物理力学角度来看,它就是“分散压力”作用。

    他以科学角度分析,即使没有硬气功的普通人,睡在钉床上都不会感受到特别的疼痛,因为人体躺钉床时的受力面积够大,众多铁钉共同承受人体重量,每一根铁钉分担一点力,所以才会毫发无伤。

    他也说,张荣施老师会利用假期组织理科班的学生,共同设计许多物理小游戏,将这些游戏活动带入社区,向民众和小朋友介绍的同时也做科学普及教育,让学生们学会自动自发设计游戏及参与制作。“透过这样的游戏,我们收获更大,因为可以从学习中获得乐趣,同时也让父母看到成绩以外的学习成果。”

    学生在向父母和小朋友解说人体导电作用,只要双手触碰开关就能点亮灯泡,不知情者以为这是魔术表演。

    学生刘懿萱说,好些魔术表演也是透过物理定律所设计出来的作用,例如三颗垂直排列,但使用不同长度的绳索绑在同一根棍子的念力球,号称可透过念力随意控制任何一颗球的摆动。

    她补充,一般人以为垂吊在同一根棍子的三颗球一定会一起晃动,事实上,它可以根据摇动棍子的速度,分别控制个别球的摇摆速度和频率,以致看起来好像是透过念力控制球的运动。

    刘懿萱解释,这就是物理当中的“共振现象”,即当棍子摇摆的频率与某个摆球自身频率相同时,该球就会产生共振反应。

    刘懿萱(左)在百货商场的物理街头实验当中,为友族小朋友解说“共振原理”,当双手磨擦水盆扶柄时,只要捉对频率,就能使静止的水,水花四溅的跳动。
    刘懿萱(左)在百货商场的物理街头实验当中,为友族小朋友解说“共振原理”,当双手磨擦水盆扶柄时,只要捉对频率,就能使静止的水,水花四溅的跳动。

    电视节目中,飙高音震碎酒杯的表演就是共振现象。她也说,很多小游戏的原料,都是就地取材,由老师带领下,同学们共同制作,透过这些物理小游戏,可让同学更深入了解理科知识在生活中的实际用处,也可以透过成果展协助学校招生。

    学生谭梧权也说,物理在我们日常生活当中几乎无所不在,但很多人并不晓得,例如空气的存在与声音传递,人们认为那是普通不过的自然现象而没有细究。他指出,空气与声音都是看不到的,但我们有特殊方式让声音具象化,例如将保丽龙球粒放进肯特管(一种透明管子),然后对着管子喊出声音,保丽龙球就会将声波拟态化。

    “小朋友看到这样的情况会觉得新奇,会吸引他们更有兴趣进一步了解物理世界。声波的用途广范,例如超声波扫描运用在医疗领域,以及声纳探测深水鱼群等。”

    张荣施在怡保旧街场进行的物理街头实验吸引起游客注目,育才生在为小朋友解说等离子球隔空点亮日光灯的原理。
    张荣施在怡保旧街场进行的物理街头实验吸引起游客注目,育才生在为小朋友解说等离子球隔空点亮日光灯的原理。
    全方位学习不局限在课室

    锺美乐说,张荣施老师每年都会办科学教育活动,由于活动新奇有如魔术,因此大人小孩都喜欢前来做实验,也吸引很多友族的注意。

    “当友族同胞在观看的同时,我们就必须使用国语和英语解释当中的物理原理,这无形中训练了我们的口条及第二语言能力,同时也训练我们的主动学习、沟通、表达、组织等能力。”

    她也说,为推广街头实验理念,同学们也有拍摄宣传短片放上社群平台,让更多人了解物理的趣味,从脚本、选角、拍摄、剪辑,以及活动海报设计与文案等,都是学生一手包办。她说,这是将教学搬到课室外,让学生全方位学习,同时也训练同学之间的团队默契,是高中生涯的美好回忆!

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