科學課有什麼魔力?沒學過科學也能發明酸鹼試紙

科學課有什麼魔力?沒學過科學也能發明酸鹼試紙

閉上眼睛,想像一下你心目中的科學課是什麼樣子,腦海中浮現出什麼畫面呢?有一堆步驟和表格要抄寫?有一堆不知道是什麼東西的實驗器材?有根本已經忘記內容的實驗安全守則?要加入正確的東西得到正確的結果,如果沒有還要修改一下數據?還是拿著實驗記錄答案本來抄?就算沒有做實驗也有東西可以寫進本子裡?小時候我們共同的回憶就是學校的理化課,害怕科學的朋友,是不是覺得自己理化不好就科學就一定不好?實驗就一定會做「錯」?

我們遇過很多家長因為擔心孩子「科學」不好,或者像自己一樣害怕科學(理化),就會希望孩子可以上很多有趣的科學課,而最常見的科學課類型不外乎就是實驗課。(你也害怕數學嗎?延伸閱讀:從不同角度切入,翻轉對數學的恐懼

我們不否認實驗課可以打開孩子愛上科學之門,但,實驗課的哪個環節才是真正開啟孩子科學腦袋的關鍵?

學次方的科學課一直以來和孩子強調的是看世界的方法,在我們的科學課中沒有標準答案,孩子們做出來的實驗也不會每個人都一樣,但科學真理有意思的地方就在於:「就算數據不同,但觀察到的資料所呈現出的趨勢,以及研究中的推論方法,將會有跡可循地相似甚至相同。」就算不背答案,在推論的過程答案就會自然浮現。

以基礎班的孩子來說,一半以上的孩子是第一次接觸科學,因此第一個學期的科學課我們不做太多,就是強調「觀察」,期待孩子從課堂裡帶走的是對世界的好奇,並養成時時觀察、假設的習慣。

孩子們做出不同的結果,在彼此進行討論

 打開你的感官,觀察身旁的世界

「觀察」,第一個字是「觀」,也讓大部分人以為觀察就是去「看」看得見的變化──看到燈泡插上電源後亮起來、看到鍋爐上的水漸漸燒成沸騰的滾水、看見街道旁植物的四季變化等等。但翻翻字典的解釋,「觀察:細察事物的現象、動向。觀察是一個科研名詞,是一種有目的、有計劃、比較持久的知覺活動。」

運用知覺和有意識地動作,才是我們所強調的觀察行為。於是第一個月的科學課我們練習將各個感官打開,當不能用眼睛辨別硬幣和塑膠圓片時還能怎麼做?聽東西在盒子裡,看不到也摸不到時,又可以怎麼分辨骰子、鈴鐺和綠豆?我們不提供孩子答案,而是讓孩子直接動手去摸摸看、想想看,也是這個時候,孩子開始深刻地感受到嗅覺、聽覺和觸覺的更多功能。孩子聞出錢幣的味道、摸到圓片的光滑、聽到錢幣落下的清脆聲響,將自己的各種感官發揮最大的作用去「觀察」。

孩子一邊搖一邊聽聲音,用聽覺判斷盒中物品為何

喚回嬰兒的自己,協助自己學習未來技能

我們還是嬰兒時期時,便是用全身的知覺去認識世界,只是當我們太仰賴某些感官時,忘記了自己天生的知覺本能,而孩子重新體會到觀察的各種方式、習慣運用自身全部的知覺後,我們也開始練習記錄,將能觀察到的任何事情記錄下來。學習紀錄只是第一步,將訊息記錄下來後,我們要練習的是提問問題以及看出訊息背後代表的意義

同一個命題我們一起試著提出不同面向的問題:「健康的眼睛和患有近視、散光或是色盲的眼睛,看到的有什麼不同?」、「皮膚到底有幾種感覺?」、「觸覺的敏銳程度又可以怎麼測試?」等都是我們觀察討論的範圍。

色盲測試,我們發現就算不是色盲,有些圖片也有不同解讀
手在熱水和冰水中可以承受的時間不同,是大家都有差別嗎?

漸漸熟悉觀察之後,很多實驗和討論,不需要你的催促,孩子就會主動提出自己的發現。我們透過細粉來採集指紋,我們發現有些人的指紋是連續的螺紋而有些人則擁有山型紋理,孩子也注意到不同的細粉在採集的強度上有所差異;香甜的飲料總讓人難以抗拒,但為什麼喝完飲料要刷牙?在將牙齒模型泡在飲料中一段時間後孩子得到了答案;我們也走進台北大學裡,替植物進行觀察與分類,不同的顏色、器官或是平行脈與網狀脈,大家各自訂定自己的分類標準來分類,完成任務後便在課堂裡互相討論。

孩子正在找最適合採集指紋的粉末,怎樣的粉末才是最適合採集指紋的呢。
孩子試著把牙齒模型上的色素殘留刷乾淨。
孩子最初的分類方式是葉子的平滑程度。
孩子是用顏色來替自己撿到的植物分類。

感受不同視野的觀察,奠定科學研究的基石

除了巨觀的觀察,學期中段我們也進入微觀世界的觀察,透過顯微鏡孩子發現原來布製品透氣是因為物品有孔隙。孩子們一直以為很光滑的地板在顯微鏡下也是凹凸不平的,原來我們常提到的摩擦力就是這樣來的。我們先用顯微鏡觀察每一種不同物品的結構,當然包然人造的物品以及天然的產物──比如:細胞。

孩子發現軟墊上有交織的孔隙。

我們利用顯微鏡觀察到的細胞結構,來推理如何萃取出香蕉的DNA。討論的一開始,孩子打趣地說:「是不是要把細胞一層一層破壞掉?」聽起來可能好笑,不過確實就是這樣沒錯,要萃取出DNA我們必須先弄碎細胞壁、洗掉細胞質再從細胞核裡洗出DNA。你會發現,就算沒有任何課本與答案本,孩子仍可以說出有邏輯的研究方向──這就是科學家的重要思維。

到這個階段孩子已經能深刻感受「觀察不只是走馬看花,而是對事物深入了解的一種方式,也是後續形成假設或是規劃實驗的依據。」

孩子正在觀察水蘊草細胞。
認識細胞後,我們也做出植物的細胞模型。
孩子用鹽水破壞細胞結構。

當有了科學研究的基本精神,發明的信心便隨之而來

在學期的最後我們做了一個嘗試,檢驗孩子一個學期下來觀察與歸納能力的提升,我們提供了各種不同的素材,並且拋出問題,讓孩子想辦法從中驗證及結論。而孩子們就像真正的科學家一樣,將各種溶液混和、記錄觀察結果並嘗試歸納。

實驗裡被放入的溶液包含了檸檬汁、小蘇打水、牛奶、蝶豆花水、蔓越莓汁、維他命C和鹽水等不同溶液,孩子的任務是發現溶液混和後的顏色變化與規則(酸鹼指示劑的功能)。

讓人驚喜的是,我們介紹了廣用試紙這項發明後,孩子主動提出了一個小專題計畫,他們覺得自己應該可以用類似的概念做出「紫色高麗菜試紙」!於是我們從材料開始討論,思考製作方法、測試可行性的方式,並在隔周正式製作。

最後,孩子真的成功做出「紫色高麗菜試紙」,還帶到學校去和同學分享呢!

孩子興奮的討論著加了蝶豆花水的酸性及鹼性溶液變色了!
孩子仔細的將實驗結果記下來。
孩子用大家討論出來的方法做酸鹼指示劑試紙。
碰到酸性液體成功變紫色了,「紫色高麗菜試紙」成功!

科學探究是一種看世界的方式

到學期中後,孩子常常在空白時間過來跟我們說:「老師我可以拿顯微鏡來看鞋子長什麼樣子嗎?」、「老師我今天早上發現學次方外面的樹葉變色了。」、「上次討論之後,今天我又研究出新的橡皮擦黏土了。」或是「今天我學校同學也說想學做紫高麗菜試紙,這次我們想試試看蝶豆花。」

其實科學精神並不複雜也不深奧,科學探究的旅程中也沒有「答案本」來對答案,對世界永保好奇,就能夠進入科學探究這無垠宇宙。

科學探究,歡迎任何人的加入。

 

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