牧夏教育工作室

0802 動手科學(五)。動滑輪與定滑輪  ◎文躍

幾週以來的動手科學課程，為了累積孩子對於"物質"與"力"的概念，在課堂上花了許多時間討論與琢磨，目的是希望孩子能漸漸發現科學其實很親切，而這些知識，都是為了能解決生活上的種種問題由前人們累積起來的智慧。

我們期待孩子能有創意的思考，並且領著孩子們一同想像，今天這堂課，一開始就是一個故事。

在遙遠的星球有艘太空船(裝滿水的寶特瓶)，它將來到地球出任務，即使是太空船，也有它的弱點，它無法碰觸到地球上的地表，否則將會故障無法修復，為了能讓遠道而來的太空船順利降落，我們需要為太空船製造一個起落架，研究了許久，發現只有竹筷與膠帶這兩種材質不會導致太空船的故障，現在，就請大家為它做個能夠承載它重量的起落架吧。

明明是要談結構與力學，但，什麼都不多說，就讓孩子自己嘗試，做了再說吧。

孩子們量著寶特瓶的寬度尺寸，一邊猜想一邊手做。

連來訪的友人綿羊，也投入設計起落架的過程。
「原來，做出一個承重的架子，這真的不如我想像中的容易。」綿羊說。

能夠透過雙手的操作，孩子依照自己的生活經驗與想像，將一根根竹筷裁切、拼合，創造出新的結構體，一邊看著孩子完成起落架的過程，一邊思考著是否要出手協助孩子。

小鋒在設計架子時，忽略了接合點需要多預留長度，好讓兩處接合時有著力點可以用膠帶綑綁，所以無法支撐；阿靜則無法將竹筷架成空間，始終停留在平面上的堆疊；小恩動作很快，也很精準，但結構體少了能分散力量的斜撐，勉強放上寶特瓶後，支架會歪斜。

我決定不出手"指導"和"搶救"，這是他們自己的作品和想法。我可以提供我認為可行的方法，以及我為何會這樣思考和設計，供他們作為日後參考，但實際面對問題，需要解決問題的，是孩子自己，而身為大人的我們，願意陪著孩子面對"我剛剛的設計無法達到條件的設定"這件事。

換言之，這是在孩子先備知識不足的情境下所發生的必然現象，要不要讓這個經驗影響自己心情，以及願不願意繼續研究而突破困境，這些，才是我們關心的重點。

寶特瓶的確被撐起來了，而且，連特大號的寶特瓶也撐起來了。孩子，雖然你沒成功，但你所經歷的思考與實際操作與嘗試的種種過程，比知道答案還更重要、更真實。

所以我們不評分，不競賽，不訂定你非得如何不可的標準，所以我們為了理解這世界而動手學習，所以我們遊戲。至於，究竟起落架該如何設計才能穩固，才會紮實，下回你再遇到時，你就能多一個猜想了。現在是下課，那就玩樂。

第二階段，又是另個故事，太空船掉進山洞中，我們如何將它拉起來？

包包裡放的，是四大罐的水，以單個定滑輪的方式讓孩子拉扯之後，我們再以兩個定滑輪的方式讓孩子體驗力量的差異，最後再以定滑輪加上動滑輪的安排，就發現只要一個孩子的氣力，就能輕易拉起整個重物。

拉拉看，拉了就知道。直覺式的真實感受，是能進行抽象、圖像思考的基礎。

再來是和孩子討論剛剛不同設置時，對於力量的感受，然後發下滑輪與綿線，由孩子自行設定，大人則各自分頭關照。

「利用動滑輪和定滑輪，改變了力的方向和節省了氣力，達到用1/2的力量就能舉起重物。」

這是今天的教學目的，是我們希望孩子知道的。有沒有達到教學目的呢？孩子是否清楚了呢？對於這問題，在課程進行中，我隱約感覺到不安與心虛，今天的課程安排，是否真讓孩子學會這一件事？我是不是該再更仔細的安排每個銜接的環節，讓孩子可以學得更深刻？

只見，孩子們各自投入的觀察、研究、嘗試、玩樂，時而露出思考、困頓、專注、堅毅的神情，完成裝置後，顯露喜悅的神色。

「文躍你看，我弄好了！」小鋒興奮的喊著要我看他的成果，「再多給我兩個滑輪，我要做一個超大型的！」小恩利用白板架，仰頭吃力的綁著繩結。

然後我鬆了一口氣：大人汲汲營營想傳遞給孩子們的知識，不如孩子自在的、主動的、如遊戲般的親身體驗一回。

課程結束，正當我落入思考檢討著今天的課程安排時，只見小鋒拎起他未能成功的起落架，笑著問我：「我可以把它帶回家嗎？因為我還想把它設計的更好。」