在台灣,物理、化學和數學這三個領域,常常心不甘情不願地在爭一個「第一」,就是「誰是第一個被中學生放棄的學科?」聞之令人鼻酸。隨著「演示教學」的蓬勃發展,物理很高興地在這場競賽中逐漸落居下風。

想想看,學生進了「物理演示教學」的課堂,看到的不只是黑板和粉筆,而是教室前方的長桌上精心排列的演示教具,像是可樂罐、瓦斯爐、錫箔紙、電磁爐、液態氮、玫瑰花,再加上香蕉、葡萄和新鮮雞蛋…。學生愈是猜不出老師要搞什麼花樣,心中的興奮和期待就愈是高昂,老師幾乎不需要擔心學生注意力不集中,因為多半時間大家都會擠到教室前方,伸長脖子觀看各種有趣的物理現象!

在演示教學示範過程中,重要的是學生的參與,要讓學生親自動手操作;而更重要的,是當學生有了興趣,產生好奇,多半會提出問題:「如果換個作法會有什麼結果?」面對這樣的問題,老師不用給出答案,應當說:「你何不自己做做看?」學生自己提出的問題,由自己當場操作找到答案,這種「探究式學習」會讓學生產生豐富的收穫感和自信心,會以更積極的態度面對未來的學習。這些學生實際看過玩過的現象,若是在後續正規教學的過程裡,再次出現在課本中,就會顯得親切得多,學習起來自然較不吃力。

其實從小學到大學,老師的唯一責任,就是讓自己教授的科目看起來有趣。一旦學生感受到「知識的趣味」,開始主動學習,老師的工作就會輕鬆得多。這話在辛苦推動十二年國教的當下來說,更可令人深思。所以我們常說,老師的教學重點,不在「涵蓋」多少進度,而在「揭露」多少奧秘!

演示教學不僅可以作為課堂輔助活動,也可以幫學生和民眾解答生活上的疑惑。最近我受邀到學校演講,常會帶著半打新鮮雞蛋,加上幾個鹹鴨蛋和皮蛋,擺在台前長桌上。演講開始時,找幾個同學上來,每人發一個新鮮雞蛋,然後讓他們在長桌上各自找個地方試著豎立雞蛋;此時我問同學:「什麼時候可以立蛋?」大家異口同聲:「端午節中午!」再問:「為什麼?」大家面面相覷,不知如何回答,其實答案很簡單:「因為大家只有在那天中午才做這件事!」全場大笑,笑聲未完就會出現驚呼聲,因此時通常就已經有一兩位同學順利立蛋,站在台前顧盼自得,成功地終結流言!

新鮮雞蛋演示結束,但故事還沒完,此時拿起一顆皮蛋,問:「立蛋過程挺辛苦的,有沒有辦法不要那麼費勁,一秒鐘之內讓這顆皮蛋站起來?」學生的反應通常十分直接:「敲碎一端就好。」其實不用那麼暴力,只要將皮蛋按在桌上,使勁一轉,皮蛋馬上就會站起來!學生們再一次發出驚呼,然後問:「為什麼?」

老師要的就是這句話:學生主動說出「為什麼?」皮蛋或是鹹鴨蛋使勁一轉,瞬間站立,顯示的是宇宙中最基本的道理之一:最小能量原則!我們的宇宙是偷懶的冠軍,所有的自發性反應一定都趨向最小能量,皮蛋躺著轉需要消耗太多轉動能,站起來會讓整個皮蛋的質量較為接近旋轉中心,所需要的旋轉能量最小,可以轉得最久,這就是宇宙的經營管理原則。

今天是端午節,您手邊要是有雞蛋、皮蛋、鹹鴨蛋,何不在孩子面前做個「演示教學」,試著對年輕一代「揭露」宇宙的奧秘?

(作者為國立自然科學博物館館長、台大物理系與天文所教授)


【2012/06/23 聯合報】

全文網址: 孫維新:誰說只有端午節正午才能立蛋? | 名人堂 | 意見評論 | 聯合新聞網 http://udn.com/NEWS/OPINION/OPI4/7178727.shtml#ixzz1ybU7v6as
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