2010年2月28日 星期日

魔術、科學與科學教學 ---研習心得3-2

魔術勾引人類的好奇心 
這兩年台灣魔術師劉謙在大陸央視春晚的表演,為他賺進大把鈔票,獲得最佳魔術師的稱號。人們之所以會被魔術吸引,是因為他違反科學原理,比如:我們知道物質不滅,所以當杯子中原應該存在的水不見了,我們會判斷:水一定在某個地方,但又看不到所以覺得很神奇。

很多魔術都是根據科學原理設計的,所以老師如果能選擇相關單元的魔術在教室表演,通常能吸引學生的眼光與注意力,獲得掌聲。「科學遊戲」、「科學教具」也是同樣的原理,因此受到很多科學教師與學生的歡迎。
但魔術和教學是有很大的不同的:魔術是騙人的,科學教學則是要發覺真相;即使魔術的破解也非科學教學,因為魔術破解只是在告訴觀眾魔術現象的「HOW」,而非造成魔術神奇現象所運用的原理「why」,觀眾無法因某一魔術的破解而推論到其他魔術,或應用到其他事物。所以一旦破解後,人們的好奇心得到滿足,下次就不想看相同的表演了!但好的科學教學是要讓學生參與破解的過程,讓學生自己去思考、找出合理的解釋,是動手作和心智思考的綜合活動。解開一些謎題之後會更有能力與興趣去解其他的謎題。

老師擔任魔術師或魔術破解員的可能下場
前幾年我還在擔任輔導員時,對科學遊戲之類的東西真是又愛又怕!因為只要研習是以「動手做」為主題,就不必擔心研習沒人參加,而且大部分老師也都玩得很滿意不會打瞌睡!但是我很擔心的是:老師來這裡學了魔術、拿了道具,回到教室後就像魔術師一樣表演,之後再做一些講解(這裡國科會請的教授也是這樣做),學生也許覺得好玩、很炫,但是對科學概念的理解會有幫助嗎?而且學生在多看幾次後,口味越來越重鹹,一般常見的遊戲已引不起他們的興趣,往往搞得學生覺得無趣、老師感到挫折,這對教與學都是傷害!
 比如:這次開學後我拿「瓶中蛋」的遊戲去和學生玩,當我
拿著錐形瓶和一顆煮熟的雞蛋問學生:「有什麼方法可以把蛋完整的塞進瓶中?」,學生幾乎異口同聲説:「泡熱水」,「因為熱脹冷縮呀」,顯然學生做過熱脹冷縮的實驗,而且老師也講了這個觀念,但她們只是把「瓶子加熱」這個表徵和「熱脹冷縮」這個概念記下來,而沒有做連結,所以學生無法發現「在瓶底加熱,則瓶底膨脹,但瓶口並未膨脹,這樣蛋是無法掉進瓶中的」的道理。我把這個矛盾分析給學生聽,鼓勵他們再想別的辦法,竟然沒人想得出來(其實沒幾個人自己在想,根本就在等答案)。我想如果沒有把實驗或科學遊戲和概念之間的關連建立起來,遊戲對學習也許反而有害。
老師要超越「魔術破解解説員」的角色
這次邁阿密大學的團隊(兩位教授)也是以動手做為主(化學科),研習前我心裡想:科學遊戲會玩的多得是,網路上也可以找到一大堆,幹嘛大老遠從美國請教授級人物來呢?我覺得應該很無聊而且化學科的東西對我而言也沒吸引力。不過這兩個教授讓我對科學遊戲的擔憂一掃而空,更讓我對教授教學的觀唸完全改觀!
邁阿密大學是針對「物質的粒子概念」發展一系列遊戲(這裡),教授們在演示過程中沒有講出任何科學概念,只是一直引導學生(參加的學員)用自己的語言、經驗去解釋看到的現象。比如:瓶中蛋的實驗(這裡):為什麼燃燒後蛋會掉進瓶中呢?很多人説:「瓶內壓力小,瓶外壓力大,所以把蛋壓進瓶內」(參加的都是教授、研究生或老師,知識概念很足夠),老師就問:「你有測量瓶內外壓力嗎?如何確認是不同的壓力?」,學生們一時詞窮,老師用比腕力的方式説:「雖然我們沒有測量,但從位置的改變,我們可以推論兩邊力量不同吧!」、接著再問:「為什麼瓶內壓力會變小?」,學生説:「因為用掉氧氣了」。如果是國中生也許可以停在這裡,但因為我們的程度比較高(?),老師繼續引導我們去把反應式算出來,發現燃燒會產生二氧化碳和水,加上高溫氣體膨脹,其實瓶內的壓力應該更大的(剛放上去的確有氣往外衝,蛋一直在跳動的現象!),最後我們自己算出:冷卻後,水氣變成水,瓶內氣體變少壓力變小,所以蛋被吸進瓶內。這樣的教學活動不但有趣、好玩,更重要的是:學生可以自己建立知識概念,這樣的學習應該是比較深入的!你知道如何去引導學生「完整的把瓶中蛋取出」了嗎?能引導他們解釋這個現象嗎?我在練習了3次(3班)後覺得真的有進步了!

一個好老師是1/3HEART、 1/3HEAD、1/3HAM
我一直覺得多數教授的教學是:把一些簡單的事情講到讓大家聽不懂。也許是受大學時某一個老師的一段話的影響,那位老師總是用同一套教法教我們所有的課程,有一次我忍不住説:老師我覺得你只有教材沒有教法ㄟ(類似説法!想起來我還真…),老師回答説:國中、國小老師才需要用各種教法去教小孩,大學教授是要有專業知識,都念大學了還需要什麼教法…。但是這兩個教授不管學員是教授、碩士、博士生或中小學老師,他們用很熱情、很生動、充滿表情與肢體語言的方式,讓所有學員很快就融入學習的情境(我甚至忘了她們講的是英語),真正讓課堂充滿笑聲、驚奇與高昂的學習情緒!真是太不簡單了!誰説教授就要很嚴肅?誰說老師的研習很難帶?如果我們擁有像她們一樣的熱情與表演技巧,加上有用的知識,學生怎麼可能睡覺呢?我後來在她們的講義裡面看到這句話
---A good teacher is 1/3heart、 1/3head、1/3ham
才知道原來ham是指裝腔作勢的表演!一個老師真的要有表演的能力呀!

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