「咦?水晶寶寶消失了?是誰騙了我們的眼睛?」塔塔老師一發問,馬上就有孩子大聲回答:「是光!」
「沒錯,是光影的折射欺騙了我們的眼睛!」
這一天,孩子們跟光一起成為魔術師,變出一個又一個驚奇的魔術。
美好的假日,與家人一起參與科學派對
沿著蜿蜒的新店溪向上,北勢溪與南勢溪的交會處,正是風光明媚的新北市新店區龜山國小。春風和煦,花木生長的三月中旬,龜山國小的大小朋友和「塔塔老師」陳宜鴻志工有一場特別的約會,他們將在光線的魔術中舉辦一場科學派對。
在李正琳校長的帶領下,參與科學派對的低年級的孩子唱起〈歡迎歌〉:「真正高興能見到你,滿心歡喜的歡迎你!」他們臉上純真的笑容,寫著滿滿的期待與興奮。唱完了〈歡迎歌〉,再唱一首泰雅族的〈歡樂歌〉(Rimuy Sola Rimuy Yo),稚氣的歌聲唱出歡喜相聚的心情,熱烈歡迎塔塔老師與家人的到來。
透過鹿樂平臺申請本次專案的二年級導師施沛如老師說:「停課期間有報名塔塔老師的線上科學課程給家中的孩子,覺得很適合引薦給未接觸過科學的孩子,能讓他們有不同的體驗、全新的視野,也增加文化刺激。」為了促成此次親子共學科學派對,施老師一一打電話邀請家長一同參與,造就了當天家長熱烈響應的盛況。曾瓊瑤教導主任也提到,因為偏遠地區學校員額分配有限,全校只有一位科任老師,沒有專任的自然老師,因此參與這樣的科學體驗活動對孩子們來說機會難得!
實驗就從簡單的水杯和硬幣開始,塔塔老師和擔任助手的家人們發下每桌一組的道具。硬幣放在空的透明塑膠杯下,看起來沒什麼特別的,但把水漸漸注入杯中,教室裡開始驚呼聲四起:「哇!硬幣不見了!」
這時,如果再倒水到底盤上,硬幣又會出現。塔塔老師解釋,這是因為加了水後,硬幣發生「全反射」,只有反射,沒有折射。光線只反射到水面上,而不折射到我們的眼睛,所以從水杯外就看不到杯底的硬幣了。
孩子們從不同角度觀察藏在水杯下的硬幣
神奇的實驗激發孩子無限的創意
接著是「斷掉的筷子」:筷子放在水中好像斷掉了,這是因為光線從空氣到水中,經過了不同介質而造成的折射現象。孩子舉一反三,把手指放入水中,對旁邊的阿嬤說:「你看,我的手指也斷了!」祖孫倆哈哈大笑──這樣大小朋友一同歡笑的情景,在這場親子共學裡處處可見。
孩子舉一反三,讓自己的手指彷彿斷掉了
塔塔老師逐桌示範水杯造成箭頭的顛倒成像
塔塔老師緊接著介紹:裝水的透明塑膠杯,其實還有另一個神奇的秘密。透過裝水的杯子來看,紙卡上畫的箭頭會顛倒方向!孩子們馬上拿起彩色筆,在紙卡上畫下色彩繽紛的箭頭,迫不急待自己來實驗一次。
為什麼箭頭會顛倒呢?這是因為裝水的透明塑膠杯相當於圓形的「凸透鏡」,只要將紙卡放在距離水杯適當的位置,便可以看到顛倒的箭頭。(物體放在凸透鏡的焦距1-2倍的距離時,會得到「倒立放大」的實像。)
水杯與光影折射的魔術來到最後一個,他們和空氣要一起來把圖案變不見。塔塔老師示範在夾鏈袋和紙卡上分別畫上圖案,夾鏈袋上是手掌的形狀,紙卡上則是細菌。將紙卡裝入夾鏈袋中,然後放入水中,神奇的事發生了!細菌們全消失了,只剩下乾淨的手!
看完老師示範後,孩子們發揮創意,在卡片與夾鏈袋上分別畫上圖案。那我該畫什麼呢?孩子們都思考了一番後才下筆,也有家長給予孩子意見,一邊提醒他們「夾鏈袋上的圖案會留下來,紙卡上的圖案會消失」。
經過全神貫注的發想與創作,精彩的作品一件件出現:有的孩子畫上小魚與方塊愛心,轉個角度,魚兒消失了;還有孩子在夾鏈袋上畫了一坨大便,於是,紙卡上的章魚留下大便後揚長而去──看完這個「有故事的魔術」,大家都哈哈大笑,驚嘆這群孩子的創意!
魚兒水中游,轉一個角度……
魚兒不見了!
這背後的原因又是什麼呢?水中夾鏈袋上的圖案發出的光線,由水進入空氣,再到我們的眼睛;而夾鏈袋內紙卡上的圖案,因為袋中有空氣,所以光線得先由空氣進入水,經過折射,紙卡圖案所發出的光線,無法穿出水面(或與水面產生全反射),於是無法被我們看到。
大朋友小朋友同心協力:小球穿牆術與海洋瓶
試管中間有一道黑色的牆面,小保麗龍球卻神奇地穿過了牆,全場大小朋友「哇──」的驚呼,大家都急著知道背後的運作原理。隨即接著發下的新道具也讓大家嘖嘖稱奇:試管與兩張偏光片。
塔塔老師解釋,偏光片若放大來看,可以發現它在黑線間有水平的空隙,因此單張偏光片呈現出來的是灰色。若兩張偏光片疊合時,彼此的黑線垂直交錯,則會使光透不過去,因此呈現為黑色。
塔塔老師解釋偏光片的原理
試管中間的黑色「牆面」,正是兩片偏光片角度垂直交錯構成的黑色不透光層,所以小球當然可以穿過它囉!
不過,把偏光片捲起來,塞進窄窄的試管中,對孩子們來說較為困難,於是每一桌的家長與老師大顯身手的時刻到了!在大人的幫忙下,孩子們見證黑色牆面的生成,立時眼睛一亮:「哇!異空間產生了!我要叫這個魔術『穿越時空』!」一旁的塔塔老師聽了,都讚嘆這個名字取得比原來的「小球穿牆術」氣派多了。
在爸爸的幫助下,成功用兩片偏光片組成黑色牆面的孩子露出興奮的笑容
最後,製作海洋瓶的時間到了!海洋瓶的主角是水晶寶寶。塔塔老師又拿水晶寶寶變了一個魔術:手上的小水晶寶寶放入水杯中,再次撈出來,竟然變成了巨無霸水晶寶寶!「哇,他是水晶大人啊!」孩子驚呼,而後他們隨即察覺,「一定是光在騙我們的眼睛!」
沒錯,水晶寶寶會吸水,吸水後約95%都是水,因此它的折射率幾乎與水相同。 所以在加水後,它看起來像是與水融為一體,因此可以讓「水晶大人」隱身在水中。
孩子們領取一杯又一杯的水晶寶寶,透過試管把它們用力壓碎,注入燈泡瓶中。大小朋友同心協力,用不同顏色的水晶寶寶營造漸層感,討論要把小魚玩偶放在哪個位置,一起把海洋瓶布置的漂漂亮亮的。
使用試管,把水晶寶寶壓碎,放入海洋瓶
志工眼中專注投入的孩子與家長
塔塔老師在疫情期間創立了「塔塔老師科學Fun心玩」,透過科學實驗材料包的寄送,搭配線上直播講解,帶著大小孩子在家玩科學。疫情暫緩之後,她思考自己作為一位科教老師,如何帶給偏遠地區孩童這類的體驗課程。說起投入志工服務的初衷,塔塔老師說從前的服務沒有親自到偏遠地區走過,感受並不深,「我想實地到各個鄉鎮去走訪,到現場去看看!」於是塔塔老師透過鹿樂提案,發起「科學派對」課程,和家人一同出發,載著一車的實驗材料,開啟服務之旅。
「科學課其實非常適合親子,大人跟小孩在過程中,一起操作,一起學習。之前在外面上課時,有些家長會忍不住幫忙,反而變成家長自己在做,小孩在一旁看。我會希望能讓小朋友來動手操作,即使失敗也沒有關係,最重要的是過程。」塔塔老師分享她的教學信念,並為龜山國小的親子學員們喝采:家長們會在旁等待,提點實驗步驟,讓孩子嘗試自己做,在必要時才出手相助。
大小朋友同心協力,一起動手做
塔塔老師注意到龜山國小的小朋友非常專注在每一個當下,她說:「以往上課,其他小朋友看到桌上擺著的水晶寶寶,都會探頭探腦,不斷追問:什麼時候做水晶寶寶?導致前面的實驗可能就速速帶過了。但今天龜山的孩子,即便早就看到水晶寶寶了,他們還是非常專注地投入在當下的每一個實驗,這樣的專注讓我很驚喜!超棒的!」
海洋瓶完成了!
課程的最後,完成作品的孩子們仔細端詳手中美麗的海洋瓶,開開心心的合照。等到他們升上中年級,一定會對光影折射的單元特別有感吧!畢竟他們曾跟光影變過那麼多魔術!
對於塔塔老師與孩子、家長來說,這次的相見,都將是印象深刻的一個上午──像大海裡的魚,珍惜相逢的緣分,專注於每一個當下,成就美好的回憶。
親子同樂的科學派對,成功!