學校老師與駕訓班教練有什麼不同？

學校老師與駕訓班教練有什麼不同？

一次偶然的情況下在上加速度運動時，和學生聊起自己開車的情境，忽然心生一念，問了學生一個問題：「駕訓班教練的功能是什麼？」學生的回答讓我不意外，「當然是教我們開車啊！」

早已經有了駕照的老師們，您們的答案是什麼？

我回想 起自己十多年前在駕訓班「學習開車」時的經驗，直線加速、上坡起步、倒車入庫、路邊停車，當然還有讓許多初學者聞之色變的 S 型。當時的教練以讓人不可思議的「高超技巧」瞬間就高速通過了 S 型，當時的我真的佩服得五體投地，馬上投以偶像式的眼光。只是當自己開始練習後，才發現這對初學者而言真的不是件容易的事，當然接下來的數個星期中，「學 習開車」的主要工作就成了「練習 S 型」，甚至我那「優秀的教練」還開發了一套獨門口訣，「左半圈、回正、對準旗桿、右半圈……」認真的我也真的努力背了下來，終於到了考駕照那天，我在口訣 的帶領下，順利通過了殺手鐧 S 型，當然也就考上了駕照！當時對我的教練真是感激涕零！

有 照駕駛的感覺真爽！但台灣的道路似乎不是考上駕照就可以安心上路的，有一次不知怎麼的開進了一條單行的小巷道，就這麼湊巧遇到一輛來車，我只得暫時倒車先 進入左邊與小巷道垂直的一條更小的防火巷，天啊！我這隻菜鳥就這麼左偏右轉的怎麼就是倒不進去防火巷內，對面來車的司機終於忍不住下車，很不耐煩的指著我 的鼻子，「你到底會不會開車！」

「我到底會不會開車？」我不 是上過駕訓班，考過了駕照嗎？我回想起駕訓班的課程，我的教練似乎沒教過我如何在小巷道中直角倒車，這是在台灣很容易出現的道路，為什麼我的教練不曾教過 我，我最「引以為傲」的 S 型道路卻在離開路考試場的當天就從此消失在我的生命中……，我忽然覺醒了，因為駕照路考不考巷道直角倒車！

我斬釘截鐵的回答學生：「錯！至少我的駕訓班教練只是在教我們如何考上駕照！」我又問一次學生，「那你們認為學校老師的功能是什麼？」當然，沒人敢回答！

學校老師與駕訓班教練有什麼不同？

有多少老師只教我們的孩子練習 S 型，只因為考駕照的時候需要，卻忘了最重要的事情「學會開車，學會在真實的道路上應付所有可能的路況」。

但，我們必須承認的，考駕照重不重要？當然重要！那學會這輩子只會出現在路考場的 S 型重不重要？當然重要！因為只要 S 型過不了，你就別想拿到駕照！

這 是許多在國中第一教學現場老師的無奈！ S 型重要還是學會開車重要？不可否認的，只要路考方式不改變，兩個都很重要！對一個普通的初學者而言，沒有充份練習過 S 型是很難通過這個關卡的，過不了就沒有駕照，沒有駕照的你駕駛技術再高明，在現實生活中依然還是無用武之地！

您是學校老師？還是駕訓場教練？

(以上言論對駕訓場教練絕無輕蔑之意，只是一個比喻而已)

林宣安 2009.09

動物園裡的老虎

在整理資料時發現這一段在 2006年時的短文，很有感觸！尤其在現在書商作的這麼多這麼好(?)的情況之下，讓人不得不開始擔心這到底是不是一件好事？或許有人可以提供資源，讓老 師有更多的後勤補給，可以讓老師們更放心在前線與學生搏鬥，但，如果哪一天這些資源都不見了，是否就像是在動物園長大的老虎，只會吃別人餵食的食物，失去 的覓食的能力！你可以說我是杞人憂天吧！但，如果你可以練就一身好功夫，這些是否就可以迎刃而解？然而，這些功夫是必須在現在安逸的環境就要開始鍛鍊的， 大俠不都是如此嗎？
林宣安 2009.04
四年的設備組長讓我有了許多管理實驗室的經驗，也被迫練就了一身「無中生有」的好功夫！這一切都要感謝某些老師的磨鍊。
「林組長，實驗室怎麼沒有石灰水？」，我準備了氧化鈣和氫氧化鈣在藥品櫃，怎麼會有這樣的問題？
「林組長，單槍怎麼接？電腦怎麼打不開？」延長線上的開關都沒開，怎麼會有這樣的問題？
「林組長，三用電錶怎麼用？」這不是最基本的，怎麼會有這樣的問題？
「林組長，沒有打火機怎麼點酒精燈？」只有打火機可以點酒精燈嗎？怎麼會有這樣的問題？
「林組長，學校教具那麼爛，怎麼做實驗？乾脆不要做了！」不好用不能自己設計嗎？怎麼會有這樣的問題？
你問過這些問題嗎？
十年前有學生問起我，「老師！我們幹嘛要學理化，一天到晚都是計算，以後又用不到！」，當時的我回答了他們「最標準」的答案：為了讓你們可以考上好高中；讓你們有一個好學歷；讓你們將來出社會之後有和別人競爭的本錢。我沒說錯！
十年後經歷了許多事，學生又問起我相同的問題，我回答了他們「最基本」卻也是「最終目標」的答案：為了讓你們可以解決生活中的問題！我沒說錯？
「解決生活中的問題」，這樣「最基本」的答案相信有許多老師在課堂上不只一次耳提面命的告誡學生，「不要死讀書！要會活用！」只是，這樣的告誡從某些老師口中說出卻更顯諷刺！
「解決生活中的問題」，這樣「最終目標」的答案，你做到了嗎？
知識不是力量，運用知識才是力量。
還記得馬蓋先嗎？這就是以上問題的答案！
林宣安 2006.10

小愛與老爸的科學實驗

這一系列的文章說來是很有趣的，內容主要是我和女兒作實驗的點點滴滴，只是.........女兒現在其實才三歲！
也許是為人父的期 許與希望吧，文章內容根本都是我的想像！(完了！有了孩子之後就變神經病了！)藉由女兒的好奇心，並利用實際的科學實驗來說明日常生活的自然現象，這應該 才是學習自然科學的主要目的吧，可以真正融入生活中。很有趣的是，第一篇「現代煉丹師」完成的時間女兒才剛出生一個星期左右吧，我就已經「幻想」她在跟我 作實驗了，那時連她的名字都還沒取好，所以文章中的名字就以當時叫她的小名「小愛」來稱呼了，雖然最後她的名字叫「忻嬡」還是有一個「ㄞˋ」字，不過是令 嬡的「嬡」，因為我們希望她是個「永遠快樂的女兒」，所以算是一個紀念吧！我還是將標題取為「小愛與老爸的科學實驗」。
到目前為止已經完成了三篇，我希望可以一直寫下去，寫到女兒長大後讓她看看這個愛作夢的老爸有多麼愛她！也許以後可以集結出書，應該不會賣錢，甚至還會虧，不過.........又如何？我就是愛作夢的老爸啊！
2008.03

瓦斯與用電安全

電視連續兩三天撥放了以下的新聞(2010 年 4 月 5 日)；在彰化發生了一件震驚
社會的瓦斯氣爆事件，一位小妹妹因為家裡瓦斯外洩，再加上不小心開啟了電器用
品，竟引爆了充滿客廳的瓦斯，瞬間產生的氣爆威力使得這位小妹妹身受重傷，甚
至最後送醫不治。
我和老婆在電視前相對望了一眼，無需太多言語，我們兩個很多事就這樣的眼
神交會就可以傳遞許多訊息。這件令人難過的新聞不但給了大家許多反省居家安全
的省思，站在老師的立場更是讓人感到惋惜，難道小妹妹對瓦斯外洩的臭味都沒有
警覺嗎？難道學校師長都沒有提到用電安全嗎？就一個自然老師的立場而言，這絕
對不只是一個社會事件，更重要的是背後的教育問題與科學素養。
我看著在一旁做功課的可愛女兒，心中更是對這些因為大人的疏失而喪失性命
的孩子感到不捨與難過！
「這樣的一個事件或許讓人難過，但也是一個機會教育的最好契機。」我心想
著。
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磁鎖

女兒那台「小紅」 ( 她的腳踏車；只因為有二個紅色的把手，『小紅』就這麼來了 ) 自從上次幫她除鏽，順便上了一堂氧化還原的課之後 ( 註一 ) ，已經很久沒聽她提起了，最近不知道她又那一根筋不對勁，一直要我帶她去買一個新的車鎖。
「爸 ~~~ 小紅的鎖不見了啦！」這可神奇了，鎖不是都「鎖著」，怎麼會不見！我一臉苦笑著望著她，她似乎也看出我心中的疑問。
「就我們班那些男生啊！上次有人帶了一把什麼萬能鑰匙，把我們班很多人腳踏車的鎖都打開了！小紅也淪陷了，人家要再去買一個新的啦！」
真是一群無聊的小學生！一定又是前一陣子新聞大肆渲染萬能鑰匙的後遺症。
「好啦，妳就不要和那些男生計較了，我們一起去五金行，妳自己挑一個如何？」
女兒一邊搭著我的肩，一邊拉著我就要出門，「果然上道！走吧！」這是那門那派的黑話啊！越來越沒有女孩子樣。
到了五金行，架上林朗滿目的各種鎖具，要問我哪種比較優，我也說不出個所以然來，索性讓女兒自己去挑，沒一會兒就聽到女兒在狂叫。
「老爸！你快點過來看，這個 ( 鎖 ) 沒有洞 ( 鎖孔 ) 耶！」這個急驚風，每次一心急，說話就開始省略，誰聽得懂啊！
這倒也引起了我的好奇，沒有鎖孔的鎖！怎麼開啊？
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鈔票內的秘密

好不容易將一些瑣事忙完，終於趕上HBO撥放『瞞天過海』(Ocean's Eleven)，這種好事可不是每天都有的！深呼吸，再泡上一壺好茶，準備好享受電影的心情………沒想到才看到片頭，就聽到女兒在狂叫，「ㄅㄚˊ~~~~~~~~，你為什麼又把錢和發票放在口袋，又被洗衣機洗爛了啦！」

自從女兒小三後，我們就安排她要開始分攤家務工作，訓練她對這個家的責任感，沒想到她自己選擇要洗衣服這件工作，理由是『反正只是丟進洗衣機而已嘛！』

只是她似乎從來不會檢查衣服，就直接往洗衣機理丟，她的理由還很充分，『你自己要先把東西拿出來啊！』說來說去又是我的錯！

    只見她氣沖沖地跑上來，一手拿著衣服，一手拿著一張被洗衣機蹂躪過的千元大鈔，「你看！衣服上都是屑屑啦！」

    我無奈地看著她，「好啦，以後我會注意的啦！」眼睛還是捨不得離開我得來不易的HBO。

她乾脆把我的電視關掉，直接拿著衣服站在我面前，用了一種可怕的眼神看著我，那種眼神跟她老媽簡直一模一樣！反正是我理虧在先，這時候可千萬別和她爭論，否則沒完沒了！忽然我的眼神喵到她手上的一千元，腦中頓時心生一計，鐵定奏效！

「嬡嬡！你看發票已經爛成糊狀了，可是妳手上的一千元，為什麼就沒有被洗爛？」

「真的耶！你沒說我都沒注意到！」她拿起紙鈔端詳著。

看 樣子我的『調虎離山』已經奏效了！「世界各國的紙鈔材質和一般紙類製品是很不一樣的，裡面除了一般的紙漿，還加上了一些塑料，還有許多被列為最高機密的材 質與比例，讓我們的紙鈔可以防靜電、防油污、防複印、不容易起毛、堅挺、韌性大、耐折摺等特性，所以如果只是一般洗衣機的洗程，是不容易將紙鈔洗爛的！」 我一口氣就把它說完。

「好厲害喔！我一直以為『紙鈔』只是紙作的而已。」

我笑著回應她，「我們的紙鈔是有法律效力的，不只是一張紙而已，所以當然需要一些不同平常的設計，才可以預防偽鈔的發生啊。」

我靈機一動，「你拿一罐碘酒給我」，只見她對我露出一抹神秘的微笑(她知道我要幹什麼了！)，連忙從急救箱拿了一罐碘酒出來交給我。

我用棉花棒畫了一條碘酒在白紙上，只見碘酒變成紫黑色。再將碘酒也畫了一道在紙鈔上，只出現了原本碘酒的淡黃色，而且過了一下子顏色就消失了！

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綠色小鴨鴨

電視，無疑已經成為現代人最重要的資訊來源之一，不可否認的，這是一種非常方便又容易獲得資訊與娛樂的管道，也正因為如此，電視的內容便成了許多孩子吸收「知識」的來源(姑且這麼說吧！雖然我還是不認同那些亂七八糟的大雜燴叫作「知識」)。 但，裡面的知識真的是正確的嗎？許多的廣告甚至節目內容看在科學老師的眼中真的只有「啼笑皆非」四個字可以形容，這些似是而非的言論對成長中正在建構知識 的孩子無疑是一種可怕的傷害，甚至許多孩子相信電視所說的勝過老師多年的科學知識！阻止孩子看電視？似乎又是治標不治本的方法，這是一個時代趨勢，你能擋 多久！看來，只能讓我們這些作師長的自求多福了。

女兒也是屬於電視一族，甚至一些常見的電視廣告她還可以跟著哼哼唱唱，真是讓我哭笑不得，唸書都沒這麼厲害！但我可不願就這樣屈服，也許危機就是轉機，如果可以利用電視裏某些錯誤的觀念當作引言，說不定可以開啟我更多的教學空間，就這麼想著，電視裏傳來某個奶粉廣告的台詞………『對了！黃加藍變綠喔！』

我忽然心頭一震，「黃加藍變綠？！」我忽然自言自語的說著，怎麼和我學到的不一樣？

    女兒回過頭來用了一種莫名奇妙的眼神看著我，「你在發什麼神經啊？忽然亂叫很可怕耶！」

我一時之間還沒回過神，愣了一下才回答她，「沒有啦，我只是忽然覺得剛剛那個廣告怪怪的。」

「有什麼好怪的？不就是奶粉的廣告嗎？」

「奶粉沒問題，問題出在裡面的台詞。」

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與磁共舞

回想起當年唸小學時的印象，生活裏似乎除了玩……還是玩，不像現在的小學生，功課不但越來越多而且更加多元；參觀訪問、查資料、作報告、生態觀 察……這些作業若非父母協助，一個小學生實在很難獨立完成，所以我一直覺得好像是出給父母的作業！女兒才剛剛養完蠶， 參觀過科博館，寫完媽祖的報告，又要開始養大肚魚了！天啊 ~~~~
孝順的我只好又帶著女兒到水族館開始「我的」 ( 通常最後會變成「我的」 ) 養魚生活，買完必要的東西，開始回家組裝啦！
幸好曾經養過魚，上手還不難，只是似乎事情總是不會如想像中的順利……
「老爸！打氣機怎麼都沒有冒泡！」原本想說安排一些簡單的工作給女兒，也讓她有參與感，沒想到又出問題。
「我看看！」我接過打氣機，摸了一下出風口，好像真的沒有風耶！
「你到底行不行啊！」可惡，每次都用這招激我，誰不知道妳在想什麼鬼主意！
我喵了她一眼，「嗯 ~~~~ ，妳可以那妳自己來！」我順勢將打氣機推給她。
「我可以！那要老爸幹什麼！」她所幸直接坐到我大腿上撒嬌，天啊 ~~ 這一招使出作老爸的如何抵擋得了。
「哼！都是妳的話！打氣機的出風口完全沒有空氣跑出來，所以問題一定是出在打氣機……」
「廢話！我也知道！」可惡！又打斷我的話。
「同學 ~~~~ 麻煩妳聽我說完再評論好嗎？」也許是老師加處女座的職業病吧，我總是習慣「話說從頭」，然後那個「衝衝衝」的牡羊座總是耐不住性子聽我說完。
「一般市售的這種簡易型的打氣機通常是兩個零件組成的 ( 如圖一、圖二 ) 」我一邊說，一邊將打氣機拆開來，這下女兒的興致可來了，遺傳吧！跟她老爸一個樣。 
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雨傘上的水滴

前幾天連日來的大雨讓大家上學上班都好不方便，甚至許多地方都開始積水，我擔心女兒在上學途中被一些沒有公德心的汽機車騎士們噴得滿身水，總是希望 她可以穿雨衣，只是現在的小孩子不知道是否是社會資訊的快速成長，小小年紀就已經開始注重起自己的外貌打扮，怎麼說就是不肯穿。
某天，又是下著雨，一如往常到學校接她，原本想開車她就一定堅持要走路！就在這時，忽然迎面高速駛來一輛小貨車，濺起了好大一片水花，正巧就打在我們前方的一個小朋友身上，看到這一幕我又忍不住跟她說了一次穿雨衣的事。
「爸 ~~~~ ，我不要穿雨衣啦！你看人家我們同學都沒有人這樣穿，很『ㄙㄨㄥˇ』耶！」又用那種斜視的眼神看我，最不喜歡了。
「老爸是怕你在路上不小心被路過的車子噴濕啊！你看剛剛那個同學 …… 」換我皺起了眉頭，只是她又打斷我的話。
「放心啦，如果他們敢噴我，我就用我的『宇宙無敵花花傘』噴回去！」說著說著還真煞有其事的轉起了她的『宇宙無敵花花傘』，旋轉飛出的水滴正巧就打在我臉上。
「喂！不要就不要，用不著找老爸出氣吧。」嘴上說著，心裡卻突然靈機一動！
「對不起！對不起！人家不是故意的嘛。」他突然甩開我的手要來幫我擦去臉上的雨滴，我索性蹲下來讓她好好『彌補』自己的過錯，其實是我自己在享受這幸福的瞬間吧！
「好了，沒關係啦，妳又不是故意的，不過我問妳一個問題，如果妳能回答，我就原諒妳！」老師的職業病嗎？老喜歡問學生問題。
「妳知道為什麼旋轉雨傘的時候，傘上面的水滴會飛出去嗎？」我牽起她的手，慢慢走回家。
她仰起了臉，一副很有自信的口氣回答我，「我知道！就是離心力嘛！」一如我預期的答案。
「我就知道你會說離心力！不對 ~~~~ ，其實 ….... 」她又打斷我的話，實在很沒禮貌，不過聽她的老師說，似乎只有對我會如此！天啊 ~~~
「怎麼會不對，電視上都這麼說啊，還有離心力洗衣機呢！」可惡，竟然連廣告都記的這麼清楚，上課的內容怎麼都會忘記。
「廣告詞聽聽就好，不要太認真！嚴格說起來會讓水滴飛離雨傘的原因應該是『慣性』，離心力其實是不存在的。」
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現代煉丹師

一個難得的週末下午，原本打算帶女兒出去走走，免得被書本悶壞了小腦袋；誰知道人算不如天算，偏偏在這個時候下起雨來。
「老爸，好無聊喔！」
「有什麼辦法，本來想說下午一起去美術館散散歩，我怎麼曉得下雨了！」
可憐的女兒，原本期待了一個禮拜要去美術館，卻被這一場午後的雷陣雨打壞了興致，看她一個人傻傻的望著窗外，口中還喃喃自語；「不要再下了好不好？否則我的週末就真的泡湯了！」
「爸！」女兒忽然轉過頭來喊著，似乎發現了什麼事。
我過去將她抱坐在腿上；她最喜歡我這樣抱著她。「乖女兒，老爸知道你很失望，這雨來得又快又急，應該很快就停了。等雨停了，我們就出去好不好？」
「不是啦！你看我的腳踏車生鏽了。難怪我昨天騎回家的時候一直嘰嘰叫，讓我覺得好丟臉！」女兒指著放在院子的腳踏車，可能是連日來的大雨，許多接合處的螺絲還有齒輪盤都已經生鏽了。
我突然靈機一動，「我們去把腳踏車牽進來，老爸幫妳把它修好，妳說怎樣？」
「好啊！好啊！」女兒從我腿上跳了起來，露出了原本就該屬於她這個年紀的天真笑容。當老爸的看到這一幕，就完全被征服了！
「妳在這兒等，老爸去牽車」
「你不穿雨衣喔？這樣會淋濕，會感冒的啦！」女兒竞嘟起了嘴，指著我教訓了起來。
「一下子而已，沒關係的。」心中可是一股暖流散佈心田。
「不然我幫你撐傘。」她馬上衝去廚房拿了一把「小傘」。倔強的牡羊座，我知道跟她爭辯是沒有用的了。
父女倆七手八腳的，終於把腳踏車牽進了客廳，我連忙拿了毛巾將女兒臉上的雨水擦乾，否則她一感冒，我可是會心疼好久！
「小嬡，妳知道妳的小紅為什麼會生鏽嗎？」女兒管她的腳踏車叫「小紅」。只因為它有兩支紅色的把手！
「不是因為下雨嗎？」她拿著抹布一邊將她心愛的小紅擦乾，一邊回答著我的問題。
「嗯 ~ ，不完全對，不過下雨的確是一個很重要的原因。」
「不然呢？」
「妳去把桌上那包豆乾裡面有一個白色的小包裝拿給我好不好？還有妳房間白板上的磁鐵也拿一個下來。」
「好！」她興致勃勃的跑上跑下，幫我把所需的東西備齊。
「妳知道這個白色的小包裝是什麼東西嗎？」
她似乎已經被我這些問題吸引住了，盤坐在地上，仰著紅通通的小臉回答我，「不是乾燥劑嗎？不然是什麼？」
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終結二氧化硫

終結二氧化硫

一、前言
這個環保意識抬頭的現代，國高中的化學實驗課也跟著3R(Reduce、Recycle、Reuse)的
腳步改良了許多實驗的觀念與方法，儘量以「減量、回收、再利用」為設計的大前提，甚至
早期課本有些污染較重或危險性較高的實驗；例如觀察過錳酸鉀的擴散(註一)、鉻酸鉀與二
鉻酸鉀的可逆反應(註二)、鹽酸加硫代硫酸鈉的反應速率實驗(註三)等，乾脆就刪去或轉變成
老師的演示實驗，這是教育部的美意，許多老師也都深表贊同。只是，在九年一貫實施之後，
許多之前因環保或毒性較高等因素而捨去的實驗，似乎又死灰復燃了。
就鹽酸加硫代硫酸鈉的實驗而言，原本課本的實驗設計是直接觀察(測量)產生固態硫遮
住燒杯底部十字記號的時間，所以觀察者須在燒杯的上方，相信有經驗的老師就知道，反應
一開始進行馬上就會感覺到一股濃重的鞭炮味，甚至會引起頭暈或呼吸困難等症狀，兇手正
是反應伴隨產生的二氧化硫。
筆者本身因為對二氧化硫的氣味十分敏感且厭惡，自然對這樣的實驗設計相當反感，加
上只是利用眼睛觀察遮住十字記號的時間，人為誤差的影響實在太大，拼了老命所得到的實
驗數據可能根本沒有利用價值，難道沒有人跟我有一樣的困擾嗎？
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神奇音樂水杯

神奇音樂水杯

壹、前言
終於盼到了暑假(2005 年)！上午上完輔導課之後難得可以有一個悠閒的下午時光，選了
間看來人潮不是很多的咖啡館，點了一杯冰涼的espresso；也許是習慣，也許是刻意的欣賞，
我總是喜歡隨手晃著玻璃杯中的冰塊，聽著冰塊和玻璃杯撞擊的清脆響聲，這是宇宙中最簡
單的音調之一，這樣簡單的聲音經常可以讓我紊亂的思緒重新整理。音樂是如此的神奇且美
妙，透過大自然中介質的傳遞，讓我們可以聆聽到上帝這偉大的創作，然而人類為了能更清
楚欣賞這無暇的天籟，利用了科學與科技的進步，巧妙的運用電磁學放大了上帝美麗的自然
樂章……我望著手中的玻璃杯，是否可以讓這單純的音符變成更加動人的樂曲呢？
就這麼一下的心念意轉，忽然一瞬間我的腦袋衝進了許多想法！如果我的杯子可以演奏
更多動人的音樂……難道不可能嗎？
五個小時後，試驗成功。
加上無數次的實驗和改良，我的神奇音樂水杯終於完成了！
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共振三部曲

共振三部曲

一、前言
「共鳴」；共同的情緒反應。如：他這種處理方式很難引起共鳴。這是教育部國語辭典對
「共鳴」的解釋。其實就自然科學的角度來說「共鳴」比較適當的稱呼應該是「共振」，指振
動頻率相同的兩系統，彼此間的振動，可產生交互感應作用的現象。不懂？簡單白話一點說
就是，發音體因受到與本身振動頻率相同的波動影響，產生自然發音的現象。如兩個頻率相
同的音叉放在一起，敲擊其中一個使它發出聲音，另外一個音叉也會跟著發出聲音。
這是自然界中很常發生的現象，我們的老祖先很早就已經發現，雖然不明究理卻早已運
用自如。如樂器的製作或龍洗盆(如圖1)等，這些應用或許早就耳熟能詳，但真要探究背後的
科學原理卻困擾著許多國中學生。沒關係，就讓我們用實驗一步一步帶領各位同學進入共振
的世界！
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燃料電池

燃料電池

壹、前言
自從 18 世紀工業革命以來，人類對能源的需求不斷攀升。原本以為取之不盡也
用之不竭的能源，在我們過度開發與濫用的情況下，漸漸的地球出現了許多數億年
來從未出現的病症。少數有先見之明的智者雖然不斷地提醒我們，但一直到 21 世
紀，人類才真正的覺醒！這些原本我們視為理所當然的事情，再也不能讓我們這麼
為所欲為。原來人類不是唯一，自然才是唯一，失去了自然，就失去了一切！
這一場人類與自然的世界大戰，站在教育第一線的我們，當然也不能缺席，也
許我們無法像政府高官的立法規範，或大企業的節能商品與替代能源的研發，但我
們能做的卻是一個最根本可以解決問題的事─『觀念改變』。環保絕對不是我們這
一代一兩年或是一兩個人的事，而是需要我們的下一代、下下一代甚至下下下一代
可以繼續接力下去的長期奮戰，如何可以讓我們的孩子了解環保的重要與責無旁
貸，中小學教育絕對是重要的關鍵因素之ㄧ。
這樣的責任與壓力也許對許多老師而言真的太過沉重，但就是希望每個人可以
在其崗位上發揮他最大的附加價值。在我們現在的自然科教材中其實已經加入了許
多以前沒有的環保觀念與新知，只要能在課堂教學中可以落實，甚至加上一些簡單
的課程設計，就可以讓我們這群國家未來的中流砥柱有更多正確的觀念與想法可以
讓環保工作繼續持續下去，讓人類與自然未來可以創造一個真正雙贏的局面。
以國中的電化學單元為例，從最基本的伏打電池開始，到現今常用電池的介紹，
許多老師已經開始加入更多單純科學原理之外的自編教材，以筆者的經驗為例，數
年前筆者開發的『廢電池再生』教材(刊載於科學研習雜誌 43 卷第 8 期)，即增加了
許多環保再生的概念，不但讓學生了解了科學原理，更希望學生可以有更多珍惜資
源的觀念！近來也有一些教科書加上了燃料電池的內容，雖然已經不是什麼高科技
的商品，但燃料電池所運用的能源轉換概念卻是一個未來能源的主要趨勢！也許從
這一個角度出發，我們的孩子在未來可以有更多我們這一代沒有的遠見與想法！誰
知道呢？敬愛的老師們，別輕忽了您可能的影響力，或許就是改變下一個世代的關
鍵！
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自製眼球模型在光學上的教學應用

自製眼球模型在光學上的教學應用

壹、前言
筆者在2006、2007 年開發了一系列有關近視眼光學路徑與矯正的教具，利用簡單的雷射
光與透鏡加上LED 所作成的光源，即可清楚的呈現眼球成像的光學原理(如圖1、圖2)。雖然
精良，但心中總覺得這項教具有點美中不足！最近在上課時卻直接被筆者的學生點破我這一
兩年來心中的痛！
「……老師，那為什麼正常的眼睛遠近都看得清楚？你可以作實驗給我們看嗎？」孩子們！
老師何嘗不想，就作不出來啊！
其實重點就在如何設計一個可以隨意改變焦距的凸透鏡來當作水晶體。說是如此，但談
何容易！眼睛的光學原理雖然簡單，但其構造之精良可以說是上帝給人類最得意的傑作之
一，要說如何仿製，或許我們就該從眼球的構造與光學原理開始說起。
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雲霧 DIY

雲霧 DIY

一、前言
今年初濕濕冷冷的天氣讓大家都印象深刻，每天面對著霧茫茫的天空其實也勾起了許多
人對大自然奧秘的好奇心！到底「雲是怎麼形成的呢？」又「為什麼高山的溫度總是比平地
還要冷呢？」，雖然這都是在我們身邊再平常不過的現象，但卻是我們心中盤旋許久的疑問。
其實如果真要詳細回答，恐怕沒有一個是完全正確的答案！畢竟上帝不是用一個原理就決定
了世間的萬事萬物。不過，一般大概都會以絕熱膨脹(註一_的角度來解釋；只不過「絕熱膨
脹」光聽這個名詞恐怕就會讓許多國中生打退堂鼓了，根本就不會想要去了解內容。如果能
以簡單的觀察和實驗來代替這些刻板的專有名詞介紹﹝解釋﹞，學生的接受度或許就會大大
提高。相信許多老師也都認同；對初學的國中生而言，了解原理原因應該比知道專有名詞來
得重要吧！
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無線光傳輸

無線光傳輸

壹、前言
近幾年的石油價格暴漲、經濟恐慌與環保減碳的意識抬頭，加上科技工業的成熟，促使
世界各國對新能源開發更加積極也更有興趣，其中太陽能的開發更是少數產學界均看好的再
生能源，除了低污染之外(只有在製造過程中產生的汙染，發電時將是零污染的最佳裝置)，
太陽能幾乎可以說是取之不盡用之不竭的能源，只要我們可以克服一些技術上的困難(價格、
轉換效率等《註一》)，人類未來將會因為太陽能的廣泛運用，使得日常生活有突破性的大轉
變！這絕對不是科幻小說的情節，而是指日可待的好消息。雖然現在我們的太陽能發電僅佔
全球總發電量的0.15%(Danil M Kammen , 2006)，但近10 年來全球的年成長至少有25%，2005
年更暴增45%，足以顯現太陽能在未來的潛力！
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動電生磁，動磁生電

動電生磁，動磁生電

壹、前言
自從1831 年法拉第發現電磁感應的現象之後，加上馬克士威的推波助瀾；
物理學界中可以媲美牛頓古典力學的電磁學大樓終於在十九世紀完成，伴隨而來
的發電機的應用以及馬可尼無線電的發明等更是讓電磁學蓬勃發展到二十一世
紀。如今，在我們生活週遭已經無處不是充滿了電磁學的應用，話雖如此，能真
正知道這個偉大原理的人實在不多，真有這麼深奧嗎？
電磁學的內容撇開數學不說，以最簡單的語言解釋只有兩個重點，其一為「 電
生磁」， 另一個就是「磁生電」。「 電生磁」就是所謂的「電流磁效應」，在1820
年由丹麥科學家厄斯特所提出，他發現當導線有電流通過就會伴隨產生磁場(註
一)；而「磁生電」就是法拉第所發現的「電磁感應」現象，當線圈附近的磁場
發生變化時，就會產生另一個感應磁場並伴隨著產生感應電流。
就這樣而已？就這樣而已！
原理的力量是很可怕的，一但科學原理建立，就可以發展出許許多多方便我
們日常生活的物品，但只是看字面或教科書的解釋或許不會有深刻的體認，筆者
在此提供兩樣同時利用到「電生磁」與「磁生電」的有趣教具，試試看！或許可
以讓你對電磁學有更深一層的認識。
貳、免插電對講機
還記得小學的時候大家都作過一個簡單的對講機；利用兩個紙杯中間用棉線
串連起來，將綿線拉緊時，就可以利用聲音的振動將能量傳遞出去，但缺點就是
棉線必須繃緊，才可以產生良好的震動，更不用說可以樓上樓下對講了。
製作對講機的原理不是只能靠聲音的震動，我們也可以利用電磁學的原理來
製作，效果更好喔！
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光的三原色

光的三原色

一、前言
國中自然科中，「光」是其中一個很重要的單元，雖然它所產生的現象在日
常生活中隨時都在上映，但原理對國中生而言卻是惡夢；例如「反射」、「折射」、
「三原色混合」等，如果能用一些簡單而且有趣的實驗來呈現，不但學生能對自
然科更感興趣，老師在教學上也能更輕鬆。
光三原色的混合觀念(相加混合)，對國中生而言常和顏料三原色的混合(相減混
合)搞錯，因為顏料的混合從小大家就在美術課、或自己塗鴉中得到了驗證而根
深蒂固，然而光三原色的混合卻鮮少有人去真正實驗觀察過。
過去在實驗光三原色混合時，不外乎就是利用三台液晶投影機，貼上紅藍綠
三色的玻璃紙來驗證，不但麻煩，而且顏色亦很難真正混成白色；若利用電腦合
成(例如flash 或java 等)感覺上又缺少了一點真實感。有鑑於此，筆者提供一
個簡單、有趣、成功率高的方法，希望能對各位老師在教學上有所幫助，也讓我
們的孩子能真正在操作和觀察中學習自然科學。
我們可以利用市面上的LED 來實驗三原色的混合，但如果直接觀察，因為出
來的顏色亮度不同、且不夠均勻，根本不可能觀察出混合的現象。筆者簡單利用
光在水管中漫射的原理，使LED 色光可以均勻投影在牆上，簡單易作，成功率又
高！在此提供給各位參考。
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自製照度計

自製照度計

一、前言
「眼睛」是學習的主要工具，然而眼睛的功能卻得完全依賴「光」才能發揮，在沒有光線的情況之下，眼睛幾乎是無用武之地；或者在光線微弱的場所裡，對眼睛而言不但工作量大增，對自己的學習情緒也是大受影響。但若光線過強，不但眼睛容易疲勞，更可能會有頭暈目眩的不適。所以適當的光線，在這個追求知識的時代佔有一個不可或缺的角色。
只是，到底怎樣的光線才是最適當的呢？根據經濟部中央標準檢驗局參酌先進國家的檢驗標準，於民國76年訂定照度﹝註﹞標準；一般工作場所，包含教室、辦公室、保健室、會議室等等至少都應有200至750Lux﹝註﹞的照度。但，我們如何知道自己的工作或讀書環境合乎標準呢？當然最簡單的方法就是買一台照度計，一般行情約在數千元左右，如果只是用一兩次似乎不是很經濟。在此筆者利用太陽能板與數位型三用電表自己製作照度計，經度量衡矯正之後還滿準的喔！而且自己設計的東西，更是充滿樂趣與成就感。提供給各位老師及同學參考。
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厄斯特的小磁針

厄斯特的小磁針

壹、前言
厄斯特實驗在電磁學的發展史上是一個非常重要的里程碑，那是電與磁第一次
美麗的相遇，那天在哥本哈根的邂遘讓人類進入了另一種完全不同的生活方式。雖
然只是一個磁針的小偏轉，卻轉動了整個科學界對電磁的研究，或許厄斯特不如其
他許多科學家來得有名氣，但他卻給物理界開啟了另一個春天，也許人們最後只記
得法拉第，但厄斯特的小磁針卻是所有研究電磁學的啟蒙老師。究竟厄斯特做了什
麼實驗？就讓我們重回1820 年的哥本哈根大學實驗室，重複一次大師的實驗吧！
……………………………………………………………………………………………
我們利用一些簡單的電子零件製作「厄斯特實驗板」，方便老師在課堂上演示
這個劃世紀的實驗，另外也可以同時驗證安培定律，補足課本只有文字敘述的缺
憾，讓學生能愉快的進入電與磁的世界。
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自製幻燈機

自製幻燈機

壹、前言
現在科技的發展用「日新月異」來形容絕對不為過！
還記得十多年前如果上課使用透明片或幻燈片就已經是不得了的「資訊融入
教學」，甚至在那個電腦剛要普及的年代，教育部更斥資數百萬研發了CAI
﹝Computer Assist Instruction﹞的電腦教學輔助軟體，但曾幾何時，透明片與幻
燈片早已被低價的筆記型電腦、數位相機與單槍投影機所取代；早期CAI 的簡
單介面及單調的動畫也被冰凍起來，取而代之的是更便宜的網路線上教學
﹝e-learning﹞及flash 等。或許樂觀一點，CAI 因為網路普及可以讓更多的人方
便下載使用，但DOS 介面以及部份程式不相容的情形，加上早期為單色介面，
畫面不夠流暢等因素注定讓這些CAI 提早退休。
透明片和幻燈片的下場也好不到哪裡去，強光投影機的笨重體積讓許多老師
望之卻步，甚至部分型號的機器連燈泡都已停產；幻燈機的高故障率也讓許多學
校乾脆就不修了，但之前花了大把銀子所拍攝的幻燈片難道就算了？當然不！最
簡單的方式是利用可掃描負片的掃描機讓它變成數位檔即可再次利用，說是簡
單，卻也是一件浩大又費時耗力的工程。不過在筆者眼中，似乎應該可以有一個
更有趣的方法將這些「古董」賦予更多的教育意義與新生命……危機或許就是轉
機；幻燈機壞了，自己作一個如何！
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周公再見

周公再見

一、前言
這應該可以算是「馬蓋先的炸彈」(刊載於科學研習雜誌四十卷第五期)續篇！
很多老師可能都和我有同感，「現在的學生似乎比老師還要忙碌！」每天上課時似乎永遠
都處於睡眠不足的狀態，打瞌睡的比比皆是！難道真的是上課太無聊，亦或者是晚上外務太
多；忙著交際應酬、忙著上網交友、忙著線上遊戲、忙著打工賺錢……，好像就是沒有忙著
用功讀書！
筆者的學生其實就有不少是這樣的情況，如何提醒學生不要睡著，又能兼顧學生的自尊
與教學氣氛？這樣的想法在心中想了許多年，也曾被幾個好友揶揄，「你不是很會發明？我們
可是很期待呢！」或許就是這樣的壓力和「使命」吧，就在一次靈光乍現，真的讓我完成了！
筆者曾利用水銀開關製作了「馬蓋先的炸彈」，就是利用水銀可以導電且易流動的特性，
只要裝置失去平衡，水銀就會碰觸導線「 引爆炸彈」，同樣的原理，我們就可以來製作一個「 防
瞌睡裝置」。
在製作之前首先我們必須先對水銀的性質有一個初步的了解。
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王建民的秘密

王建民的秘密

壹、前言
說到棒球，應該可以算是台灣的「國球」吧！從紅葉少棒奪下世界冠軍到中華職棒的成
立，再到王建民的揚威國際，棒球幾乎成為大家每天一定會提到的話題，尤其在王建民拿下
美國大聯盟十九勝(筆者於2006 年撰寫這篇文章)成為勝投王之後，幾乎已經把台灣民眾對棒
球的熱愛推向高峰，不管是公車上、電視上、報紙上、雜誌上充滿了王建民手持棒球的海報，
這股熱潮自然也延燒到學校，許多國中學生下課瘋狂談論著什麼是「伸卡球」？如何投出「伸
卡球」？為什麼「伸卡球」會如此利害？也許我不是棒球好手，但或許可以把握機會藉此吸
引學生學學物理！
讓我們就從科學的觀點來看看王建民的秘密如何？
伸卡球，或許應該叫它「沉球」更為合適，一般認為是由日本發展出來的一種下墜球，
專門往右打者內角下沈，而且速度較慢的變化球，日本人稱為シンカ－(羅馬拼音唸法為
shinka，英文原文為Sinker)，我們則音譯為伸卡球。
其實不管是哪一種變化球，主要就是投手利用球的旋轉讓球行進的軌道偏向，而非預期
的直線前進，以致打者無法明確判斷球的走向。科學上說是簡單，但實際上只要投手在出手
的前一刻手腕些許的變化，就會造成完全不同的球路，讓打者無法捉摸，我想這應該也是為
什麼投手總是球隊中身價最高的球星之一的原因吧！
回到科學，為什麼球旋轉就會讓球產生偏向呢？簡單的來說(也只能這樣說了，否則大概
要寫上一篇數百頁的論文)就是當球旋轉時，造成球不同位置氣流方向不同，根據白努利定律
(Bernoulli＇s Theory)，當流體速度不同就會產生壓力差(註1)，進而迫使球偏向而非直進，最
簡單的兩種形式應該就是上飄球與下墜球吧。
當球向左行進且以順時針方向旋轉時，會使球上方氣體流速較下方快，也就是說上方壓
力較小，球便會向上偏，也就是上飄球。如圖一所示。相對若球向左行進且以逆時針方向旋
轉時，會使球下方氣體流速較上方快，也就是說下方壓力較小，球便會向下偏，也就是下墜
球，如圖二所示。聽不懂？我們利用實驗來驗證看看如何！
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通通給我立正站好！─駐波產生器

通通給我立正站好！─駐波產生器

一、前言
駐波，這個名詞對國中生而言或許很陌生，但這個自然現象卻無時無刻出現在我們的身邊。没感覺？且聽我娓娓道來！
首先我們先了解何謂「駐波」。根據維基百科﹝http://zh.wikipedia.org﹞的解釋：
駐波(standing wave)為兩個振幅、波長、週期皆相同的正弦波相向行進干涉而成的合成波。此種波的波形無法前進，因此無法傳播能量，故名之。
駐波通過時，每一個質點皆作簡諧運動。各質點振盪的幅度不相等，振幅為零的點稱為節點或波節(node)，振幅最大的點位於兩節點之簡，稱為腹點或波腹(antinode)。
由於節點靜止不動，所以波形沒有傳播。能量以動能和位能的形式交換儲存，亦傳播不出去。
簡單的說駐波就是波動在一個有限範圍的介質中入射波與反射波合成的結果。例如聲波在一空腔中振動時，便會因反射波和原本的入射波合成產生駐波，由於能量被限制在兩端點之間，可以累積成較大的聲音，這就是共鳴箱的原理。
在自然界雖然存在著許多駐波的現象，但卻不容易觀察。到底駐波長得什麼模樣呢？又有哪些因素會影響駐波的形成呢？
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有趣的電磁感應發電機：垂直型

有趣的電磁感應發電機：垂直型

壹、前言
當教到電磁感應單元中的「磁能生電嗎？」時，要能引發學生的興趣，我們可以運
用科學史，要學生閱讀《電學之父：法拉第的故事》(張文亮, 1999)；或者分段講述法
拉第如何研究電磁的精彩故事給學生聽。
但是讀法拉第的故事或聽法拉第的故事，可能效果不如國外的聽法拉第的廣播劇，
或者看法拉第的電視劇。更進一步的方式，則是要學生來演法拉第的故事，不過最好能
夠包括重現當時研究的情境，也就是重做法拉第的一些實驗，也許更能幫助學生體會前
人科學研究的艱辛、科學研究突破的快樂、與電磁研究對現代文明的巨大影響。
更重要的是這樣還能幫助學生體會：為什麼法拉第在注意到磁鐵插入線圈和拔離線
圈時檢流計會動一下之後，還要經過漫長的實驗與失敗，才能設計出能夠運用電磁感應
原理來發電的裝置？從而讓學生對電磁感應的原理有更進一步的興趣與理解。
以下我們就來教導學生實際動手製作簡單又有趣的垂直型電磁感應發電機吧！
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白努利的飛碟

白努利的飛碟

一、前言
1968 年波音公司以不可能的任務完成了總長 70.66 公尺， 翼展長度 64.92
公尺，高度 19.41 公尺，空機重 180,985 公斤，最大起飛重量 391,500 公斤，
最大載客量600 人的雙層民航機，在當時幾乎沒有人相信這個怪物飛得起來，但
是波音747 不但成功地以時速940 公里雄霸了天空，直到2005 年法國空中巴士
公司才以A380 打破了波音公司保持了37 年的紀錄。
A380 這個「空中之城」更是誇張！總長 73 公尺，翼展長度 79.8 公尺，
高度 24.1 公尺，空機重量更達 280,000 公斤，最大起飛重量 560,000 公斤，最
大載客量850 人，比波音747 足足大上將近1.5 倍！
到底是什麼力量可以讓這些龐然大物騰雲駕霧！當然如果真要詳細分析，只
怕三天三夜都說不完，但其中最基本的原理卻再簡單不過─就是「白努利定律」。
丹尼爾白努利﹝Daniel Bernoulli﹞1700 年2 月8 日生於荷蘭格羅寧根，是著
名的白努利家族中最傑出的一位，1715 年便以15 歲的年紀獲得了哲學學士學
位，1716 年又獲得藝術碩士學位。起初他的父親原本希望丹尼爾白努利能從商，
但是這個想法失敗了，於是轉而讓他學醫，1721 年白努利又獲得醫學博士學位，
只是在他似乎永遠發掘不完的腦袋中最無法忘情的還是數學與物理。1724 年他
發表了《數學練習》(Exercitationes mathematicae)，這一出招便引起許多人的注
意，並被邀請到彼得堡科學院工作，1725 年被任命為生理學院士和數學院士，
這段期間白努利在醫學、力學、物理學、數學等，做出了許多令人讚嘆的貢獻。
1738 年他出版了一生中最重要的著作《流體動力學》(Hydrodynamica)，
在這本著作中，白努利提出了「流體因為速度增大，而使壓力減小」的觀點。這
簡短的一句話卻成了飛機升空的主要關鍵！由於機翼及機身的特殊設計，使得流
過機身上方的速度遠大於下方，這上下的壓力差便將重達數百噸重的飛機抬了起
來！
不懂？讓我們用簡單的自製教具來說明白努利這個偉大的發現吧！
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繩波現形

繩波現形

一、前言
波動,這個抽象的物理現象對許多初學理化的國中生而言真的是一件苦差事!主要的原因是
波動的現象不易具體地觀察,一般老師上課大概也只能利用彈簧或繩子甩出橫波或縱波(註:若
利用繩子就只能作出橫波,無法甩出縱波),而且經常且無法避免地因為反射波和原本的入射波
合成駐波,這個我們不希望出現的現象著實困擾著許多國中的理化老師(註:駐波的現象及原理
在現階段國中自然科並未詳細陳述),經常有學生作完實驗後反而更加的困惑。
「老師!為什麼我們作出來的波動和老師上課講的還有課本畫的都不一樣?」
「孩子們,你們沒有錯,你們的實驗是對的!只是,老師現在還無法和你們解釋原因。」
「那可以作出像課本的圖形嗎?」
好孩子!你們的問題很好,只是有人知道該怎麼解決這個討人厭的駐波嗎?
另外,又該如何在同一介質中(波速相同)呈現頻率增加,波長變短的實驗呢?如果直接利用彈
簧甩動,效果又不如預期理想。
可真的是「一波未平,一波又起」,又有另一個煩人的問題。彈性體(一般都利用橡皮筋來呈
現)的鬆緊程度亦直接影響到產生的頻率,聽到的聲音也隨之高低有別,只是「聽」得到卻「看」
不到,或許有老師想到利用高靈敏度的收音麥克風配合示波器就可以呈現彈性體振動產生的
正弦波(橫波),只是這樣昂貴的儀器可不是一般國中付擔得起的,另外是否每個老師都可以順利
操作又是一個技術性的困擾!
問題這麼多,怎麼教啊!
這些似乎無解的問題的確困擾了筆者好幾年的時間,直到二年前,終於在科博館找到了答
案!
在科博館的科學中心地下樓(原本放在一樓的右側),有一把吉他,背後放了一個黑色的圓筒,
上面畫上了白線,當撥動琴弦,同時並轉動圓筒時,神奇的事情就發生了!琴弦左右振動的時侯因
背景白線依序出現,兩者均快速運動的結果在視覺上產生了暫留的現象,正弦波就這麼神奇地
出現了!多麼簡單卻又不可思議!發明這個裝置的傢伙真是個天才,以上的問題全部解決了。
好是好,但總不能搬回班上吧!沒關係,自已作一個。
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皮卡丘大戰傑尼龜

皮卡丘大戰傑尼龜

壹、前言
2005世界物理年，全世界為了紀念愛因斯坦這位科學巨擘展開了各式各樣的紀念活動，台灣自然也不能缺席。尤其是集中在暑期的物理博覽會，北中南同步展出的各種物理教具，不但展現了台灣對物理教育的熱誠，也讓民眾對物理的想法不再只是一門高深的學問，而是貼近生活的有趣現象。
筆者在高師大物理系周建和老師及逢甲大學光電系林泰生老師的鼓勵下，也針對了「能量」的主題設計了兩項展品─「放電高手」及「上帝的神劍」，在台中科博館為期兩個月的展出中，得到許多老師的鼓勵，也希望能獲得更多相關的訊息。其中「上帝的神劍」於科學研習雜誌四十四卷第六期刊出後，獲得不錯的迴響，在此針對「放電高手」系列再作詳細說明。
「放電高手」系列的展品，應該可以算是「發電高手」(刊載於科學研習雜誌四十五卷第二期)的加強版，我們僅利用國中所學到的電磁感應的發電原理，重新設計了三項更有趣，並可方便操作的中型教具，期望藉由這樣的展品，讓自然科學可以在無形中融入大家的生活，也算是功德一件了！
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上帝的抽象畫─克拉尼圖形

上帝的抽象畫─克拉尼圖形

一、前言
每年暑假總會抽空到台北科教館走走，雖然已經參觀過好幾次了，但不同的
心境、不同的生活經驗，每次總會有新的收穫！
在展場五樓有一個叫做「克尼拉圖形」的展品，根據簡介的說明；所謂克尼
拉圖形是使一定大小的板面產生振動時，由於板面邊緣有波的反射，因而產生駐
波，形成不振動的「波節」與激烈振動的「波腹」。由於是平面振動，所以波節
排列在曲線上，形成複雜的模樣。在振動狀態的板面上撒上細砂，則細砂會聚集
在一振動的波節線上。而所產生的模樣，依研究者的名字，取名為「克拉尼圖形」。
那美麗的共振圖形，相信只要看過的人都會留下深刻的印象。隨著金屬板振
動頻率的改變，上面的細沙隨之翩翩起舞，排成令人驚訝的幾何圖案。每次在這
個有趣的展品前總聚集了許多好奇的小朋友，雖然不懂是什麼原因讓沙子可以這
樣乖乖聽話，卻已經被這個奇妙的自然現象所深深吸引。
我們只要利用木槌敲擊或弓繩拉鋸金屬板邊緣，就可以產生不同的頻率，圖
案也隨之改變。不過根據筆者的經驗，如果要在同一個金屬板上做出三種以上的
圖形﹝頻率﹞，就需要一些功力和運氣了！
如何可以 DIY 在課堂上就做出如此神奇的克尼拉圖形，最好還可以簡單地
改變共振的頻率，更重要的是~~~~還要省錢！這個念頭在筆者心中盤旋了好幾
年，經過無數次的測試之後，雖不完美，但卻以最簡單的器材成功完成了這個「上
帝的抽象畫」！在此願與各位先進與同學們一同分享，並期望能激起更多的火花。
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彩色監視器在教學上的妙用─前篇

彩色監視器在教學上的妙用─前篇

一、前言
九年一貫之後，很多老師開始嘗試著調整自己的教法，不管是教材的創新、教具的應用、
評量的多樣、多媒體的教學、科學實驗的實作等等，都讓老師在一般傳統黑板教學之外有了
更多的衝擊和選擇，也期望讓我們的孩子能在生活化的教育環境中自然而然的學習。在台中
縣自然科輔導團數年來走訪全省近一百所國中的經驗中，聽到許多老師埋怨因為學校的設備
不足或教學經費拮据，無法提供適合且足量的設備以供教學之用。但花錢若許是一種方法，
卻不一定是最好的方法。
有鑑於此，筆者數年來利用課餘的時間積極開發了許多方便老師可以在課堂上方便使用
的小教具；「方便」、「好用」、「經濟」、「有趣」、「結合生活」，就是設計教具的五大準則。積
年累月的開發，終於才讓大部分國中所教授的科學原理有合適的教具可以運用。只是，這樣
的「小」教具，雖然有方便攜帶、容易製作等優點，卻相對的有演示上不易讓學生們觀察的
缺失。筆者在此介紹一種方便好用的工具─「彩色魚眼監視器」，功能超強，便宜又好用！
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彩色監視器在教學上的妙用─續篇

彩色監視器在教學上的妙用─續篇

一、前言
筆者在本刊「康軒新視界」九十五年十二月號上發表的「彩色監視器在教學上的妙用」，巧妙地利用了彩色監視器輕巧且方便使用的特性，現場直撥老師的示範實驗或教材，補足了筆者開發教具上常被人詬病的體積問題﹝太大則不方便攜帶且製作成本較高；太小演示效果又不佳﹞，這個好用的小玩具不僅僅只是用作「教學提示機」，筆者亦提供了可以外接顯微鏡的延伸，只有如此嗎？那就真的小看這個偉大發明了！
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風車轉轉

風車轉轉

一、前言
「國際原油價格又再度飆高到每桶七十美元！中油預估若不調漲油價，每月將損失上億台幣。」
這樣的新聞相信大家都不陌生，石油在現今社會的利用已經有了一個難以取代的地位，從最基本的燃料油、發電、生活用品到間接的整體經濟市場平衡，石油無庸置疑地都是一個呼風喚雨的角色；似乎只要掌控了石油就等於控制了全世界的經濟命脈！難道我們就沒有其他的替代能源嗎？就
當然有！全世界的科學家早在數十年前就已經預見到這個一定會發生的石油危機，雖然核能的發現一度讓我們以為解決了問題，但後續帶來的環境污染才更是讓我們聞之色變、望而卻步的可怕殺手！替代的「綠色能源」的尋找一直以來從未間斷過；從最根本的太陽能、風力、潮汐、水力到最近的氫氣、生質能﹝廢棄有機物再生發電﹞等能源的利用都令我們躍躍欲試，尤其是風力發電在工業技術日益精良的推波助瀾之下，已經在世界各國的發電系統中佔有一席之地，二○○四年全球風力發電量已達四千七百七十六萬瓩，為二○○一年的二倍，足供二千萬個家庭使用。台灣為一海島國家，風力的供應更是一年四季從未間斷，尤其是臺中港全年風勢強勁，被風力發電相關業者認為是最佳的投資地點，去年有臺電、德商英華威、永傳、中威、北海、業信等六家業者陸續向港務局提出申請，爭取在臺中港裝設風力發電機，申請總數多達一百多座。現階段臺電公司在臺中港區預計設置二十二座風力發電機，總發電量為四萬四千瓩。
風力發電的趨勢似乎已經銳不可擋！然而，我們中學的自然教育對於風力發電的著墨卻少得可憐。其實，簡單的來說風力發電就是利用自然界的風帶動發電機運轉來產生電能，對於國中生來說是可以理解的簡單原理，但實際的成品呢？筆者在此介紹幾種可以自己DIY的風力發電裝置，在教學上相信能給老師更多的便利，學生也會對風力發電有更深切的體認！
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馬蓋先的炸彈

馬蓋先的炸彈

一、前言
說到「馬蓋先」﹝MacGyver﹞，想必現在八年級的學生沒幾個知道；但對
許多五六年級生而言，馬蓋先可以說是他們心目中永遠的偶像。這部充滿科學、
冒險與人文關懷的影集在台視週六的黃金檔播放了好幾年的時間﹝台視重播了
三、四次，之後民視又重播了一次﹞，依舊是收視常勝軍，當年瘋狂的程度想必
連飾演馬蓋先的李察狄恩安德生﹝Richard Dean Anderson﹞都覺得不可思議！
筆者當然也不例外，只要周六八點一到，沒有什麼事情比看「百戰天龍」﹝馬
蓋先的影集名稱﹞重要。影片中的馬蓋先是個和平主義者，絕不用槍﹝或許應該
說是「制式的槍」﹞是他的原則，但他總是可以充分利用身邊的物品拼拼湊湊成
足以讓他化險為夷的工具，「科學」在他手中成了最厲害的武器。
這些情節在筆者當年小小的心中烙下了不可抹滅的記印─原來科學的力量
可以如此之大，可以在生活中發揮到如此淋漓盡致！馬蓋先成了筆者學習自然科
學的第一個也是最重要的啟蒙導師。
如果要票選馬蓋先的經典，「瘋狗老莫﹝馬蓋先的死對頭﹞系列」和馬蓋先
大學母校﹝加州理工學院﹞舉辦的「闖空門物理競賽」應該不會讓馬迷們失望。
尤其是物理競賽那ㄧ集可說是將生活物理的知識發揮到極至；其中故事裡的一位
物理高材生因為受不了擔任該校院長父親的壓力，在物理競賽落敗後竟然做了一
個炸彈打算和學校同歸於盡！他父親原本一直認為壓力可以讓孩子成長，沒想到
卻成了逼自己孩子走向極端的主因。「壓力的確可以讓碳變成鑽石，但壓力太大
就連鑽石也會粉碎！」馬蓋先的這一段話讓他重新思考對孩子的教育方式，當然
也成了馬蓋先的經典名句之ㄧ。
馬蓋先ㄧ方面要安撫父子雙方的情緒，另一方面又要想辦法拆除可怕的炸
彈！這個炸彈是利用水銀控制引爆，只要移動炸彈就可能因水銀的導電性使佈滿
在水銀周圍的導線通電而引爆炸彈。多麼簡單卻又聰明的裝置！
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進士！近視？

進士！近視？

壹、前言
「根據臨床醫學統計台灣近視人口約有一千萬，其中 10 % 為高度近視(600 度以上)族
群，近視人數比例高居世界第一！目前小學生的近視人數到今年更達60.7%。國中以上的近
視人數到今年已達80.7%，高中生的近視率更高達85﹪」這是最近在網路上所看到的一篇報
導，真是讓人害怕的數字！在這個資訊爆炸的時代，每個人獲得訊息的主要來源幾乎都是從
電視、網路或報紙。不管是哪一種通路，「眼睛」成了我們和外界溝通最主要的管道，也難怪
現代人在眼睛過度使用的情況之下，視力減退的人越來越多。
所以近幾年來，國中在理化﹝自然與生活科技﹞課程中增加了不少篇幅在介紹近視的成
因；簡單而言，就是因為長時間近距離使用眼睛，壓迫水晶體縮短焦距，使得眼睛內部的水
晶體曲率過大，導致遠處的物體焦距落在視網膜前，而產生模糊的現象。只要加上適當的凹
透鏡將焦距拉大，就可以將影像再次聚焦在視網膜上。

一般上課時大概就是在黑板上畫畫圖，就結束了；若利用市售的教具，大概也都是利用
蠟燭將影像投影在眼球的模型上，但因為光度太弱且無法顯現光的路鏡，學生容易和課本所
繪的圖形造成混淆；而且一套的售價至少都要數千元，如何表示這個現象才能更有趣、更具
體呢？
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右手開掌定則

右手開掌定則

一、前言
1820 年的哥本哈根，厄斯特的小磁針轉開了電磁學的大門，開創了物理學另一個新紀元。
隨後許多科學家的前仆後繼，如：安培、法拉第、馬克士威等，讓電磁學光耀在十九世紀，
更加蓬勃發展至今。
或許大家會記得法拉第的發電機，但如果沒有安培接手電磁學開山祖師─厄斯特的實
驗，想必法拉第的研究也不會如此順暢。這個安培到底是何許人也呢？
安培﹝1775~1836﹞，生於法國里昂，從小就是個數學天才。他父親還因此特別為他設立
一個圖書館，所以他從小就埋首於群書之中，培養了對自然科學、數學和哲學的興趣。但他
的才能卻不僅僅只是在於理論數學上的研究，而是徹底利用數學，在物理上發揮到淋漓盡致。
尤其對電磁學的發展更是功不可沒。他不但創造了「電流」這個名詞，也根據1820 年厄斯
特發現的「電流磁效應」，進行了很多有關電流和磁鐵相互作用的實驗，發現了兩條載流導線
之間所產生磁場的作用力關係，終於在 1822 年發表了「安培定律」，更進一步在 1826 年推
導出兩載流導線之間的作用力公式。
安培在電磁學上的成就除了「電流磁效應」的數學分析，更發明了一個極簡單的方法來
判斷載流導線的磁場方向及載流導線與外加磁場之間作用力的結果。也就是著名的「安培右
手定則」及「右手開掌定則」，這兩個簡單的法則對於一個電磁學的初學者而言，無異是另一
大貢獻。
然而，「右手開掌定則」的應用對於初學的國中生來說卻也是相當頭痛的問題之一。似乎
總是在手上筆劃筆劃，而難以觀察到實際上載流導線和外加磁場交互作用之後的受力結果。
在此，筆者根據國中的教學現場設計了一個簡單、易於操作演示的教具，希望能利用具體的
實驗，讓學生更易了解這個電磁學上的偉大成就！
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發電高手

發電高手

壹、前言
前幾年九二一大地震，讓大家感受到自然的力量及人類的脆弱。一時之間斷水斷電，在缺乏電力的情況之下，對外資訊完全斷絕，聰明的台灣商人馬上發明了許多隨身型的發電機，手搖幾下就可以照明一分鐘或聽三分鐘的廣播，只可惜隨著大家漸漸淡忘這些天災的同時，也扼殺了台灣人這些可愛的發明。其實發電機的部分在國中的理化課程中佔了滿大篇幅的敘述，對國中的孩子而言，也是極有趣的部分，加上有真正的實用性，學生在經歷過九二一之後對電的重要性也有了更深一層的體認。筆者再此提供一系列簡易發電機的製作方法，在教學上不但讓學生能真正了解理論與日常實務的連結，老師在教學上也能更加活潑，而且構造簡單透明化，學生能輕易和所學的知識相連結，讓學習更有效率，落實九年一貫的精神。
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水的合成

水的合成

一、前言
還記得以前的一個新聞；有一個小朋友在遊樂區內買了一些造型可愛的氣
球，正興高彩烈之際，卻因附近有人吸煙點燃氣球內的氣體而突然爆炸！賣氣球
的商人卻堅稱使用的氣體是不會爆炸的氦氣，不是氫氣。沒錯，氫氣是一種可燃
的氣體，若接觸到火花很容易產生爆炸，同時也釋放出巨大的能量；若處理不當
的確是一股可怕的破壞力量。但也就是因為氫氣蘊藏著強大的能量，如果能有效
利用，它﹝氫氣﹞可是未來最乾淨、最強大的能源之一。到底氫氣是個什麼東西
呢？它究竟有著什麼神秘的性質，會讓我們又愛又怕？
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上帝的神劍─閃電

上帝的神劍─閃電

一、前言
夏天的午後雷陣雨經常會伴隨著閃電的發生，當一道閃電劃過天際時，扯開的不只是灰暗的天空；更多的是我們的好奇心。說穿了，閃電的發生不過就是高壓放電的結果，高能量的電子正負中和時放出的強光就是我們所見的閃電，這些原理在國高中的課程中或多或少都會提到，而且學生對這些自然界神奇的力量也是充滿好奇，只是，老師在教授閃電的成因時，根本不可能有實地觀測的機會，頂多就是使用影片，但又少了那麼一點真實感。坊間有出一些模擬閃電的教具，只是動輒數千元之譜，對經費拮据的國中學校而言根本是天方夜譚。筆者在此提供一個模擬閃電的方法給大家參考，既有趣又方便製作，且成本也不高，希望能給各位老師另一種教學的選擇。
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光的反射與折射

光的反射與折射

前言
日前，神探李昌鈺博士來台辦案，引起了一陣不小的騷動，在大家沉醉於神探如何破案的同時，筆者卻對李博士遠從美國帶來的彈道重建的雷射儀器深深吸引，也頓時讓我對製作此一教具有了一個重要的靈感。沒錯！這個現象從小在我們的身邊不斷出現，卻一直被我們所忽略，還記得學生時代打掃時，教室裏總揚起陣陣的灰塵，這時西斜的日光照進教室，就會產生類似「廷得耳效應(Tyadall effect)」的結果，也就是說當空氣中有著像灰塵一般的大粒子時，光就容易因為這些大粒子產生漫射的現象，自然就可以看到光的路徑。我們利用香煙及洋菜膠的大粒子讓雷射光漫射而顯現出路徑、筆者利用此原理製成一簡單有趣的教具，期望能對忙碌的老師在教學上有所助益，更希望教育先進們不吝指教。
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電流磁效應

電流磁效應

一、前言
國中理化電流與磁單元，當中有一個實驗是觀察通以電流的直導線所產生磁場的分布情形。就課本的實驗裝置，所使用的導線是一條實心銅線，所以為使磁針偏轉，就必須通入較大的電流，另外為觀察電流大小對磁針偏轉角度的影響，課本直接利用電源供應器來調整電流大小，但一般國中實驗室所使用的電源供應器，品質實在不是太好，電流及電壓的大小都很難控制，不要說學生，連老師自己在操作示範時都會七上八下，很容易在接觸時產生大量的火花。加上電源供應器又笨重也沒有辦法提供低壓的交流電，所以許多老師就乾脆改成了「黑板實驗」。如果要買品質好、體積又小的電源供應器，價錢至少都在七、八千元以上，以國中的經費而言，實在是難上加難。另外，如果要灑上鐵粉作出磁場形狀，更是耐心與技術的考驗，而且鐵粉不易回收，經常就是直接灑到地上回歸大地，不應該是消耗品的東西，卻因為實驗器材不佳而浪費了！還有，許多實驗中所需的電源其實大多都要直流電，如果利用電池，也是非常大量的消耗品，且如果需要較高電壓時又必須串聯許多電池才行；不但十分不便，就環保的角度來說，也是相當不好的選擇。有鑑於此，筆者提供了一些簡單的方法及改良的教具，讓實驗活動能更加順利更加安全的進行。
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上帝的第三隻手─磁

上帝的第三隻手─磁

一、前言
電視裡魔術師神乎其技的將美女助手凌空飛起，在大家的驚嘆聲中，似乎又感受了一次「超自然現象」的神奇！魔術師如何在不碰到助手的情況之下讓她能騰空呢？當然是有手法的，魔術師不會告訴你，但可以確定的一點是；不管他用了什麼方法，一定都符合自然定律。那麼，我們是否真的可以在不碰觸到物體的情況之下就移動物體呢？當然可以！靠的不是手法、不是魔術，是上帝的第三隻手─磁力。
大家從小就玩過磁鐵，但磁鐵為什麼會有如此「隔空取物」的能力？它又如何才能擁有這樣的能力？磁力到底是什麼德行？怎樣才能讓這項能力「永保青春」？又要如何自己做出一個磁鐵呢？這一連串的問題，讓我們用實驗一一來解開這第三隻手的神秘面紗！
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廢電池再生

廢電池再生

    實驗室裡常有許多用完的廢電池，丟掉也不是，留著又佔空間；而且在現在環保觀念抬頭的社會裡，再生資源的利用已經是教育的重點課題，如何讓沒電的廢電池再生，給學生一個環保、資源再利用的教育，或許也是學校另一個教育重點。筆者在此提供一些廢電池再利用的方法，不但可以達到資源再利用的觀念，更可結合國中自然科的實驗，讓學生對科學實驗的操作不再侷限於實驗室中，而是可以在日常生活中實際觀察實做的有趣科目。
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改良式伏打電池

改良式伏打電池

一、前言
利用課本所設計的實驗，光是硫酸銅與硫酸鋅溶液的配置就要100ml左右，加上鹽橋、燒杯等玻璃器材不易攜帶，且產生的電流偏小，無法驅動電器，對學生來說也不會有太深刻的印象。其實，歷年來有許多改良伏打電池的作品，但其實驗裝置和課本相差太多，對一個初學的國中生而言，實在不容易了解。而且為加強電流，捨棄了鹽橋的裝置，在老師講解鹽橋功能及作用的時候，也無法實際去操作，實在美中不足！
改用有蓋的透明塑膠瓶當容器，並將鹽橋以酒精燈的棉線代替，輔助以CCD（CMOS）彩色監視器現場直撥，不但可改善小型實驗的缺失，也容易引起學生興趣。改良過的伏打電池亦可當作電子錶、計算機等的電源。
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三原色手電筒

三原色手電筒

一、前言
國中自然科中，「光」是其中一個很重要的單元，雖然它所產生的現象在日常生活中隨時都在上映，但原理對國中生而言卻是惡夢；例如「反射」、「折射」、「三原色混合」等，如果能用一些簡單而且有趣的實驗來呈現，不但學生能對自然科更感興趣，老師在教學上也能更輕鬆。
光三原色的混合觀念﹝相加混合﹞，對國中生而言常和顏料三原色的混合﹝相減混合﹞搞錯，因為顏料的混合從小大家就在美術課、或自己塗鴉中得到了驗證而根深蒂固，然而光三原色的混合卻鮮少有人去真正實驗觀察過。
過去在實驗光三原色混合時，不外乎就是利用三台液晶投影機，貼上紅藍綠三色的玻璃紙來驗證，不但麻煩，而且顏色亦很難真正混成白色；若利用電腦合成﹝例如flash或java等﹞感覺上又缺少了一點真實感。有鑑於此，筆者提供一些簡單、有趣、成功率高的方法，希望能對各位老師在教學上有所助益，也讓我們的孩子能真正在操作和觀察中學習自然科學。
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