牧夏教育工作室

0726 動手科學(四)。重量   ◎芷芳


一切的科學，就從希臘神話，古典發明開始。

不是啦，只是剛看完全套波西傑克森的我，要幫文躍代一堂科學課。從上一堂聽完『速度』就開始打腹案，最後決定，要從『重量』來著手這一堂課。

故事的一開始，我說了一個探險隊的故事（參考數學想想），探險隊遇到了重重的關卡，第一個就是要從兩個一模一樣的寶箱挑選出一個，而且只有一次機會，先問問小孩該如何猜。

這是個莫名其妙，沒頭沒尾的猜想，於是小孩左思右想，只能隨便指了一個，接著告訴小孩，探險隊挑了『比較重』的那個，因為比較重的裡面，可能會有東西。

『要怎麼知道那個比較重呢？』我問小孩。
『拿拿看阿。』小孩很直覺得回答著。

手裡感覺到的是重量。在這裡，想把重量先從一個直觀的角度，讓小孩去感覺。

接著寶箱中出現了三個鑰匙，一個超級大，兩個一樣，提示說要用最重的鑰匙打開門。於是我們又一起『拿拿看』了鑰匙，發現其中兩個難分勝負，用拿的感覺不出來。

『要怎麼辦呢？』
『我知道。』小孩回答著。『拿一根長長的棍子，把兩端綁繩子，中間吊起來，就可以量看看那個比較重了。』

『是喔！那你要不要做給我看看，我們也來量量東西的重量。』

於是孩子認真的，把黏土切成一塊一塊當作基準，並且放上許多東西來測量，記錄下來。每一塊黏土，都有放在他自己擺放的天平上，量到一樣重。

『左右的距離要一樣，量起來才公平。』孩子說。

或許孩子說不清楚一個大道理，不過他用了『公平』來形容為什麼物品要放在距離支點一樣遠的地方，我想文躍日後的科學課會帶到這個部分，就沒有特別解釋，而且我覺得孩子用自己的話，來形容一個科學上的定理，是非常美妙的一件事。
 

中間發生了一個小插曲，因為一開始量一把剪刀等於兩塊黏土重，後來的蠟筆等於6塊黏土重，我就問小孩『那你覺得一盒蠟筆，會跟幾把剪刀一樣重？』小孩望望手中的筆記，笑著說『三把。』我說：『那我們就來證實一下吧。』

放上蠟筆，又放上剪刀，一把兩把三把，蠟筆居然還是沈在底部絲毫沒有動靜。

『怎麼會這樣！』我跟小孩異口同聲的傻眼了，在數學上這是一件合乎邏輯的事阿。於是我們重新測量剪刀，發現一把剪刀，其實只需要一塊黏土就可以平衡，最後蠟筆果然跟六把剪刀一樣重。反覆驗證重量，還滿有趣的。

量完一些物品，我忍不住問小孩『那你覺得1公斤的棉花跟1公斤的鐵，誰比較重？』小孩轉轉眼珠，說『他們一樣重，因為都是1公斤。』喔喔喔，真是厲害，我繼續追問『那麼誰會看起來比較多阿，還是一樣多？』小孩到黑板上，畫出棉花和鐵『棉花當然看起來比較大啦。』『為什麼？？』我問。

『因為，鐵的本身自己比較重。』小孩理所當然的回答著。

『你的意思是說，因為鐵他原本就比較重，所以只要一些些就很重了，而棉花原本比較輕，所以要很多很多，才能跟一些些的鐵一樣重？』我確認小孩的意思。
『對阿！』小孩露出他有大發現的笑容。

『那我先偷偷告訴你一件事，你可以把他放在心裡，你剛剛說的鐵的本身比較重，在科學家的世界裡，他們是說，鐵的密度比較大。』我照著小孩模模糊糊就有的科學概念，偷渡一點點名詞。

但我不想用一堆解釋，來填塞這個名詞，而希望小孩帶著這樣的感覺，就能夠漸漸自己明白了這些科學的奧秘。更何況，他的感覺非常精確，甚至用了很不錯的語言來形容這件事。

故事接近尾聲，也重複討論了一些天平與測量的觀念，最後我問小孩『我們剛剛做的事情，都是在確認重量，想知道誰比較重，那你知道，為什麼東西會有重量嗎？』

小孩馬上說『因為物品裡面有東西，所以他就有重量了！』
『有什麼東西？』我好奇。
『恩….』小孩思考一下，接著大聲的說『我知道了！有密度！！！』

我大笑。笑的原因是，剛剛我和孩子解釋密度，畫了一個個圈圈在物品中排列，排的緊密的，密度較大，本身比較重。
於是他這樣解釋，因為物體有密度，所以他有重量。

『你可以先猜猜，下一堂課，我們會討論重量這件事情。』

喔對了，在這堂課裡，因為探險家的故事，我順便講了希臘神話中偉大的迷宮發明家代達洛斯的故事，科學，或許就是一段人類文明的發明史吧。那麼，在希臘的神話中，也能看到科學的痕跡。

下課時間，孩子拿水彩畫畫，完成了一幅畫。

  
下一堂課，我們從薛西佛斯開始講起（參考數學想想），當然我免不了又說了一下薛西佛斯的故事（語文老師改不掉的習慣！？），說起薛西佛斯要不斷的把石頭推到山頂，於是他有個疑問『為什麼石頭會向下滾』，我畫了四個坡度給小孩，問小孩哪一種推起來最輕鬆，哪一種最累，小孩挑了平的路面說推起來最輕鬆，挑了垂直的路面說推起來最累。

『為什麼？』這不知道是我今天問的第幾個為什麼了，忽然懷念起語文課，科學課果然是邏輯的思辯以及重重的討論。

『因為平平的就沒有重力啦。』小孩說。
這也太驚喜了吧，我很想起立鼓掌，但只是跟著確認『你的意思是說，平平的推因為路支撐了重力，所以比較不費力，還是說平平的推物體就沒有重力了？』
『是第一個意思。』小孩和我確認。
『那那那，什麼是重力？你用了重力這個詞。』

小孩搔搔頭，『應該是地心引力。我昨天看了一本書，叫做科學家開的店，裡面有很多科學家都在開店，有一個叫做牛頓，他開的是蘋果店，他說兩個東西都互相有吸引力，因為地球比較大，所以東西會被吸到地球上。』

『所以放開東西，東西就會往地上掉，是因為地心引力？』
『對阿！』小孩點頭
『那如果我放開一個比較重的，跟一個比較輕的，誰會先掉到地上？』
『會同時掉到地上。』（老師你這是在岔題嗎）
『為什麼會同時？』
『因為他們的地心引力一樣大。』小孩想了想，給我一個這樣的回答。

我把他的答案寫在黑板上，說『這個問題我們先放在這邊，等下再回過頭來討論。』

接著我們討論了重力的方向，討論了坡度跟推起來費不費力，還有重力之間的關係。

然後我們的故事繼續，故事中的薛西佛斯戴上了隱形帽，爬上船，我把還沒有人爬上船的圖畫在黑板上，接著畫船上有隱形人的圖，船和水的接觸面明顯下沈，問小孩『你覺得宙斯看得出來嗎？』『看得出來。』小孩回答，因為船沈下去了。

於是我們討論了在水面的船因為重量而下沈，並且說到曹沖秤象的方式，接著我們也仿照這個方式，來秤秤看物品，驗證一下這個方式秤出來的結果，是不是和上一堂的天平一樣。

結果證明，大致相同。無論是中國的古人，或是西方的古人，都很厲害。

終於，我們討論到東西為什麼有重量。

說到了牛頓的萬有引力，我問孩子『你剛剛說牛頓說，任何兩個東西互相都有吸引力，那為什麼桌上放的剪刀阿，黑板阿，不會通通吸在一起？』

小孩想了好一下子，說『因為這些東西太小了，地球太大了，所以比起跟地球的吸引力小很多，所以東西會被地球吸住，而不會互相吸住。』

『那，我把同樣的東西搬到月球上，你覺得他量起來會變重，一樣重，還是變輕？』

『我猜是….變輕吧？』小孩懷疑的回答。

『為什麼是變輕！！』我興奮的問，有種覺得達到課堂上的顛峰討論的感覺。

『因為………』小孩想了好一下。

我鼓勵他『你記得你剛剛曾經說過，因為這兩個東西太小了，所以吸引力沒有地球那麼大嗎？』

小孩豁然開朗的笑出來，那個表情是忽然頓悟了什麼的樣子，非常美麗。

『我知道了，我懂了，因為月球比地球小，所以在月球上的引力比較小，東西量起來就比較輕了。』

是阿孩子，你知道嗎？一直以來都知道月球上的東西比較輕的我，也是到了認真準備這次課程，才恍然大悟物體在月球上比較輕的另一種原因與解釋。當初國高中的我，也是很會計算，關於那些物裡的題目，萬有引力的公式。卻在很多年後的今天，真正想通萬有引力的偉大含意。

其實我會的，沒有比你多多少。只有無盡的思考，以及討論辯證，才會讓我們往科學的路程邁進。

『所以你說，兩個不同大小的東西同時落地，是因為地心引力相同，你覺得這句話對嗎？』我回歸到孩子剛剛的答案。

『好像不對。』『因為物體的大小，會影響引力的大小，對嗎？』

『其實這句話是，因為自由落體的重力加速度相同，所以他們會同時落地。可是這件事，也是一件深奧的事，你可以把他放在心裡，以後我們慢慢討論解釋。』（因為要下課了）

『那麼，我們來回顧一下，你今天學到了什麼吧！』小孩很興奮的說出我們學到的東西，讓我們做為課堂的結尾。

到底為什麼，不同質量的物體，重力加速度會相同呢？

讓我們也好好想想看吧。