2013年9月23日 星期一

科展社第二堂課-解構

今天讓學生自己選擇實驗材料,本來是每人要自己準備材料的,可是很明顯的一定有人沒帶,所以我讓沒帶的選擇科展教室裡的材料。

先佑準備了曼陀珠加可樂。想要進行噴泉實驗,不過大多數學生只會想到要觀察現象,可是卻不知道如何進形實驗,本來先佑要將曼陀珠直接丟進可樂裡,但是我詢問他她想要觀察什麼? 可不可以設計出幾組實驗來證明一些事情,於是他就拿了幾個燒杯跟培養皿,打算把曼陀珠丟進去這些有可樂的容器。接著我問說:請問你拿不同容器的意義是什麼?要比較什麼差異?,他想了想沒有給我答案,直到最後我才放任他在水泥地進行遊戲,把曼陀珠丟進可樂裡然後很開心的噴發出來,引發了幾個問題。
更棒的事情是先佑回家後很認真的買了好幾瓶可樂跟不同口味的曼陀珠,然後告訴我:薄荷的噴發高度最高而且噴發的量最多,我問他是怎麼測量的,他就告訴我用眼睛測量。希望你們學完這些課程後可以用數據告訴我他們的差異是什麼。

學翰雖然第一堂課沒有帶東西來,不過他很認真的回家作了"聖誕樹"結晶的實驗,並且找到聖誕樹開花的原料可能是什麼。於是第三堂課我就藉此延伸出新的課程"重組"。

景文第一次就帶了食用色素,想要用食用色素更直觀的觀察不同高度的水杯毛細現象哪個比較明顯,不過他兩瓶加了不同色素,我就問他說:請問不同色素會不會影響速度?;並且我看到他衛生紙的折法很五花八門,於是我詢問他這樣的變因會不會影響實驗?
很棒的是他回家修正了這些東西,然後告訴我:比較矮的盆子毛細現象比較快,讓我產生非常多的疑問與想法,應該是個滿有趣的實驗。

心如拿到吹不滅蠟燭與正常蠟燭,問我說這兩種蠟燭有沒有差異,於是我們共同討論出是不是把蠟燭拆開,看看也什麼構造,這是實驗非常重要的一步"解構",於是促成下課十分鐘前的問題課程

士綦拿了小蘇打粉來,我問他他想探討什麼,他說他想嘗試在不同溫度的水裡小蘇打溶解時會不會有不同反應,於是我試圖告訴他"量化"的概念,要用湯匙舀一樣的小蘇打粉,放入一樣大小的水與容器裡。他回家作完告訴我大約超過70度小蘇打水會產生泡泡,其他沒有差別。

因為這些學生,課程就推展了開來。

今天在最後進行的課程是"解構"

無論是一般蠟燭還是吹不熄蠟燭都是由蠟跟燭芯組成。所以我們從以下幾個問題與影片進行探討。
1.蠟燭如何燃燒? 是固態蠟?液態蠟油?還是?請看著以下狀況思考並提出問題



2.蠟、燭芯分別進行探討,看燃燒的到底是哪個部分

3.同時燃燒燭芯與完整蠟燭,比較有什麼差別

4.隔空點火,試著思考什麼東西是可燃的

當產生衝突差異的時候,你就會進行思考,而產生的問題就是很好的研究方向與材料。

5.接下來是吹不滅蠟燭的解構,我們分別燃燒吹不滅蠟燭、燭芯、蠟塊,比較與正常蠟燭的異同。

經過這次課程,我想大家應該對於提問、解構有更進一步瞭解,可以在往後科學實驗時更加的有想法歐。

本周作業:完成本日實驗紀錄,下周攜帶實驗紀錄本

2013年9月9日 星期一

科展社的第一堂課

今天第一堂科展社課程,因為有許多社員完全不知道什麼是科展,就像誤入叢林的小白兔,於是特別告知科展社與其他社團的差異。順便說服部分人趕快轉換社團,畢竟科展是件複雜的事情,必須在學生投入以前讓大家了解科展在做什麼,也讓有興趣的人以後可以主動找我來報名。

由於今年事先在網路學校網頁公告社團報名表,結果到了上周回收率是1張,於是想著今年科展社可能開不成社團或是僅能將二年級那兩組帶完我就偷笑了。但是後來陰錯陽差還是開了每班兩個名額的科展社。

於是一開始就有二十幾個來選社團,通常這樣的數量沒辦法進行,所以第一堂課分享的是作科展有多辛苦,並且要學生好好思考一下,以免浪費太多師生雙方的時間,到時候又要考慮是不是要做下去又不斷掙扎,對雙方而言都是痛苦。

科展就是寫論文,老師我是指導教授,學生就像是研究生一樣;基本上指導教授只會給予方向建立與實驗吐槽,而所有的實驗幾乎都是學生要親自完成,我對於科展的要求便是如此,唯有經過如此扎實的訓練,才有可能會造就我想要的目標:一個具備觀察力、求知欲、科學態度、恆心毅力堅持、不怕錯肯犯錯能改錯、能於實驗迷霧中撥雲見日,解決問題的能力。科展比賽對我而言只是到驗收關卡,而過程建立出來的態度才是我一直想主動指導科展的目的:挖掘科學人才並啟發。教學之樂在於得天下英才而教之,青出於藍更勝於藍。

首先科展的苦在於問題發想,如果學生這個議題沒有興趣,絕對無法完成整個實驗,根據我前幾次的指導經驗,如果問題不是自己想的或自己選擇的,絕對無法完成實驗。

接下來對於科學方法的建立亦是種苦,要建立一套解決問題的方法絕對不是那麼容易,要思考很多並且不斷嘗試,去年指導的物理組在比賽前兩個月都還做不出任何值得分析的數據,直到送書面資料前一周我跟其他老師討論中才赫然發現靈感,並且迅速的利用半天公假完成整個實驗,而在這段時間以前,他們已經花了大約半年以上在進行實驗的嘗試與摸索,每周三都自己泡在科展教室裡面撞壁,撞到最後才能熬出好的結果。

科學是操作的學問,除了找問題以外,接下來就是要解決問題,解決問題絕對不只有動嘴而已,實做並不斷嘗試錯誤,修正錯誤得結果,是純正的試誤學習,如果你怕犯錯、不敢大膽假設小心求證,那你也不適合進行科展。

最後科學是由數據累積起來的,做一個完整的科展大概要蒐集300個以上的數據,如果每次實驗需要10分鐘,那就需要3000分鐘,而且對於實驗而言,這些時間很難一次處理完,要分批延長時間才可能完成,所以每天30分鐘做實驗大概需要100工作天才能完成。完成實驗數據蒐集之後要分析資料,分析完資料要整理報告,這些都是扎扎實實的訓練,也是最有成就的部分。

等到書面報告出來後,你又必須面對評審,進行5-10分鐘的口頭報告,並且接受評審不留情面的問答,俗話說臺上一分鐘,臺下十年工,你便知道這十分鐘要經過多少鍛鍊了。進年的訓練裡兩個學生因為接受我得質問流淚,但是他們又勇敢的站起來,反覆探求自己內心的感覺與體誤,相信他們經過這一段能夠有非常大的成長進步甚至脫胎換骨。

整個科展大概就這些部分,你準備好要進行科展了嗎?如果你是個喜好發問、喜歡動手做又不怕犯錯、喜歡追根究柢的人,那歡迎你加入科展社的行列,好好徜徉在知識之海裡,保證你有滿滿的收穫。

第一堂課回家作業:找一個有興趣的小實驗,並且於下周自行帶材料來學校試做。小實驗可以從任何書籍網站搜尋。

2012年4月10日 星期二

20120410實驗檢討

第一次段考後開始各自的實驗,希望學生可以在考後這段時間內多一些進度,至今已過三週,可以看出不同學生在科展這件事情上的一些態度差異,科展需要的是拉長戰線的精神
1.每次運用少量的時間照顧或收資料(可能有少部分需投入許多時間的大測量)
2.長期下來累積數據分析

在實驗中找尋樂趣與問題,並培養自己觀察與解決問題的能力,實驗結果可能不一定會有什麼重大發現,但過程中需要你學習的事情如下
1.時間分配,你不能花過多的時間在這件事情上面,可是不花時間又不可能會有進度,要衡量自己該在什麼時候做,該怎麼做會比較方便
2.觀察,觀察是很難培養的能力,但是一有觀察力之後就會發現很多有趣的東西,重點是要打開眼睛與拋棄成見,每次就會有新的發現,觀察是第一步,一定要慢慢訓練自己,如果不仔細觀察他,永遠不會有問題
3.操作的耐力,如果你沒有耐心去操作,虎頭蛇尾,相信一定不會有什麼接下來的問題了(代表你的實驗就此結束),在操作的過程可以找部分多餘的組別去"玩",儘管亂嘗試,想到什麼就玩什麼,這可以促進你的思考與發現更多有趣的東西(注意是剩餘的組別,一定要多做組別才能玩,既定的實驗還是要繼續下去)
4.問題解決,你會在操作過程中遇到很多問題,包含實驗失敗或是一直沒有進展,記得當實驗沒有進展時,可以多玩其他的東西,不要一開始就限制自己"只能做這個",或是"我做這個就一定能有結果",生物或是理化都相同,實驗是常常出人意表的,失敗也是一結果;有時候不是等待就能解決問題,在等待過程中還是有其他東西可以做嘗試。
目前看起來是有些不錯的小實驗逐漸成型,要繼續加油,你在製作過程中會學到一些東西,並體會實驗是有趣且需要不斷持續經營的,那已經是很棒的學習,但是不代表實驗就這樣結束了,要繼續努力改進,並挖掘新的問題,做了,問題就會一直跑出來的。
不知道可以做什麼,那就多蒐集資料吧,資料會引發一些新的想法的,無論是看書、上網或是直接觀察,那些都是資料來源的好方式。
很多時候我覺得有趣的東西你並不一定覺得有趣,甚至於做到一半就放棄了,這樣對你非常的不好阿!所以問題還是要自己找,慢慢在小實驗中觀察體驗,知識是要實做去驗證,並從錯誤中學習的。