藍與綠的連結

前一陣子在研習遇到一個聰明的小孩(我想應該有人認識，我就不指名道姓了)
中間休息的時候
他似乎像是自言自語，又像是撇過頭在跟我說話
「為甚麼你們大人有空的時候就都只會划手機？」
我迅速地(或者是害羞的)將手機由藍翻黑
下意識地回答了他
「因為大人們只想要用最快速、最方便的方法和這個世界連結...」
他喔的一聲，一溜煙的又跑去東看西看了

是啊!我們是從什麼時候開始用如此廉價的方法和世界連結
這件事有錯嗎？這種連結的方式應該被唾棄嗎？
在自然科學的訓練裡告訴我
事實就是事實，即使你再怎麼不喜歡它，還是要接受它
但這個"事實"是"真理"嗎？
自然科學的訓練也告訴我
我們所認知的"事實"也有可能是被"曲解的真理"
但除非你完全熟悉了這個"事實"，才有機會讓它修正成為"另一個真理"

這種藍與綠的連結(非關政治)，已經成了普世價值
也成了最迅速最廉價的方式
你不得不承認它的優點，因此你還是選擇了用藍與綠和這個世界溝通
因為這已經是普世價值
若真如此，為甚麼孩子們和世界的連結不是用這種方式？

回到教學現場，我們真的要重新思考我們所認知的連結和孩子真正需要的連結之間的距離了...

水晶寶寶看世界_玻璃彈珠版

筆記一下，光學課再來試

這幾年上到透鏡成像都會用水晶寶寶當做凸透鏡讓學生觀察成像性質
並進一步量測焦距(2倍焦距)
水晶寶寶建議使用市售的芳香劑
因為市售的芳香劑完全透明，顆粒大小也幾乎相同，方便也便宜
但使用前千萬記得要先泡水清洗過數次後再使用(最好通風處再放個幾天)
否則有些學生不喜歡那種味道

前幾天在十元商店忽然看到透明彈珠(小時候的回憶啊~~)
完全透明的，大小和水晶寶寶相同
又不容易損壞，基本上買一次應該可以用到退休
試用看看，雖然表面難免有刮傷
但出來的透鏡效果和水晶寶寶差不多(雖然還是差了一些)
但CP值高相對多了

先讓學生觀察這樣的彈珠和哪一種透鏡類似?
當你把彈珠放在課本上(儘量選擇很小的字)
紀錄觀察到的像性質(放大縮小、正立倒立)
慢慢向上，像的性質如何變化?
注意有一個位置是否完全模糊，量出彈珠中心和紙面的距離

再緩慢向上，像的性質變成如何(放大縮小、正立倒立)
慢慢向上，像的性質如何變化?
注意有一個位置大小剛剛好和旁邊的字一樣大(但是倒立的)，量出彈珠中心和紙面的距離
(也可以直接看尺的刻度，兩倍焦聚的大小相等就更容易比較了)
再繼續向上，像的性質變成如何(放大縮小、正立倒立)

整理一下從貼著紙面慢慢向上移動時，所有的像變化(老師要幫忙了...)
再將剛剛測量的兩個數字填入，這兩個數字有何關係?

根據以往的經驗
1倍焦距和2倍焦距會很吻合
但有些學生測量方式的不同
建議將大家的數據都寫在黑板上
去除太大和太小的(第一章測量就有提到)，再取平均
可信度就會很高

光纖氣氛燈_定稿

最後還是又試了許多方法
反正我的大原則就是要能拆卸、改裝
用一個專業的術語就叫做"模組化"
其實就是講到人家聽不懂又覺得很厲害的意思
這種人最討厭了...

外殼用廣口瓶
裡面換上2.54的杜邦母座
就可以隨意插上LED

最後還嘗試了用雷射(第二張)
效果真的比原本的紅光(第一張)好上許多

整體來看應該是沒搞頭了
就定稿封存吧
尋找下一個目標

光纖氣氛燈_後續發展

人，就是經不起刺激
雖然我的光纖燈被人家嫌得一文不值
但我還是覺得有趣啊
於是加碼繼續玩下去
原本塑膠管裡面放水
但全反射效果不好
於是加入了一咪咪的夜光顏料

看會發生甚麼事
把我手邊有的LED燈全拿來試
(以下照片都是沒有關燈拍的)
白、暖白、紅、藍、綠、黃綠、橙(抱歉沒有粉紅色)

結果發現綠色完美啊~~
可能和夜光顏色偏綠有關(??)
紅色也可以
還可以變成雙色的

但效果棒呆了!!
甚至可以當做微微的照明功能
女兒說像是燈籠
不過，綠色燈籠...很詭異的感覺

光纖氣氛燈

有個很要好的朋友前陣子不斷虧我
「你能不能像某某老師一樣平易近人一點」
「做些大家看得懂的東西」
「弄漂亮一點，當擺飾也好啊」
「不然有趣一點，也可以當玩具...」

蛤~~所以您老人家言下之意是我做的東西大家都看不懂?
我看只有你不懂吧~~(他不是學科學，也不是老師)
好，那我就弄一個給你當擺飾

當擺飾最好還是要會亮
單純燈泡不夠氣氛
那就用全反射吧
利用塑膠管和LED
配上電路和開關
塑膠管最後再用針筒加入水
這樣有沒有符合您平易近人的要求

結果...
「果然你林宣安弄不出個好看的東西」
「哪有人用藍光的!!」
「還用布丁罐」(其實是奶酪)
「上面也不裝飾一下」

XXX，如果你不是我幾十年的好朋友
馬上飛踢過去!!

果然還是理化老師懂我...
是的，這是討拍文

教具存在的意義

前一陣子聽到有人說「你設計的教具都好有趣喔~~」
是嗎?其實我真的很懷疑，這些東西怎麼會有趣?
當初設計教具的出發點其實就是希望輔助抽象概念與平面解說的不足
或者是想要去釐清學生常有的迷思概念才從中設計出來的"輔助工具"
一開始就不是以"有趣"當作出發點
甚至有趣也不是必然一定要放進去的要素
但老師卻覺得有趣
或許是因為老師本身就是對這個主題有背景、有興趣的人
看到相關的就覺得有趣
日常教學不是科普推廣，對象不是一民眾，也不是帶著遊樂心情的小朋友
我們當然希望教學是充滿樂趣的，這也是我們希望去努力的目標
但卻不是最初的目的
而是過程中因為"付出"所產生的連結
狐狸對小王子說
「因為你為你的玫瑰花付出了這麼多時間，玫瑰花才會變得如此重要」
有趣的原因不是教具本身
而是你和它產生了連結

馬德堡半球裡面的事...

接續上一篇空氣成分的檢驗
我們曾經也利用燃燒做出另一種馬德堡半球的實驗
但情況卻是完全不同的

首先我們利用燃燒讓密閉容器內部產生低壓，但在實際進行教學時，卻發現學生反而產生困惑。
先前作空氣成分檢驗實驗時，我們同樣利用燃燒讓廣口瓶內部產生低壓，因此許多學生也類推了相同的原理在這個教具身上。
但這時我們並沒有讓容器內部吸入水，換句話說，內部因燃燒所產生的二氧化碳並沒有被吸收，如此內部並無法產生如預期的低壓，那又是怎麼一回事？
這時老師就有必要引導學生進一步思考，我們利用燃燒使馬德堡半球內部產生低壓的原因，和空氣成分檢驗的實驗所利用的原理是不一樣的
我們此時單純只是利用高溫使氣體體積膨脹，當回到室溫時自然就形成低壓，這時所利用到的原理就不單純只是壓力的變化，而必須牽涉到化學的理想氣體方程式來說明。
假設產生的火燄溫度約600℃~800℃，容器內空氣的溫度達200 ℃，此時未完全蓋住上鍋蓋，因此壓力維持1大氣壓，蓋上上鍋蓋降回室溫25℃後，內部壓力就為因為氣體分子數的減少而變小。
代入理想氣體方程式：PV=nRT
當P與V維持固定的前提，莫耳數(n)與溫度(T)會成反比，
所以 n(前)/n(後) = (273+25)/(273+200)=0.63
也就是說約有40%空氣量因高溫而溢出容器，內外的壓力差也就有約0.4 atm，我們自製的馬德堡半球直徑約23公分，代入壓力公式F=PA=1033.6*0.4*(23/2)2 *π=171687gw=171.687 kgw，因此產生的力就有170kgw左右，在實際操作時，兩邊各2~3個學生也幾乎拉不開，實驗的高潮就在此沸騰到頂點。
實驗的另一個神奇之處當然就是老師如何利用科學將馬德堡半球輕易打開，其實我們事先已經在不鏽鋼鍋的邊緣鑽一小孔，雖然說壓力差約有400gw/cm2，但小孔的截面積卻只有0.03cm2左右(小孔半徑約0.1cm)，因此擠壓在膠帶上的力只有12gw，當然我們就可以輕易將膠帶撕開了，一旦撕開膠帶，不鏽鋼鍋內外的壓力恢復平衡，鍋子也就自動分離了。