磁浮列車與STEM

首次在上海浦東國際機場乘坐磁浮列車(Magnetic Levitation Train;一般稱為 Maglev Train)往市區,沒想到何其極快,比乘坐地鐵往市區足足快半小時,極之舒適、方便、快捷!不過大家又是否知道,磁浮列車的科學原理,其實可以是STEM的教材? ▲上海磁浮列車(Shanghai Maglev Train;SMT) 磁鐵的特性 磁鐵是一種能夠產生磁場的物體,同時又能夠吸引一些有鐵磁性的物質,例如:鐵、鎳及鈷等金屬。而磁鐵上的磁極判定,可以利用細線懸掛磁鐵,指向北方的磁極稱爲「指北極」,又會以英文字母「N」來表示;指向南方的磁極就稱為「指南極」,用來英文字母「S」表示。磁鐵異極則相吸,同極則排斥。意思是指南極會與指北極相吸,而指南極與指南極相斥或指北極與指北極相斥。 ▲▼磁浮列車採用磁鐵的「異極相吸、同極相斥」原理推進。 磁鐵附近會有磁場産生,可以利用磁力線來以形象地描繪磁場分布。磁力線總是從 N 極出發,進入與其最鄰近的 S 極並形成,而在磁鐵內部的磁力線就是由 S 極到 N 極。 從磁浮列車玩具分析原理 磁鐵的應用範圍很廣泛,小型的有開合用的鈕扣、櫃門和馬達,大型的就有磁浮列車。 ▲即使是玩具列車,科學原理仍然是一樣。 而當中的磁浮列車就不斷運用「同極相斥,異極相吸」的磁鐵特性來令列車運作。就以磁浮列車玩具來作基本的解說,要令磁浮列車玩具懸浮在半空,在列車的的底部和懸浮軌道上裝有同極的磁鐵,利用同極相斥的原理令列車浮起。 磁浮列車的車身上裝有一組 N 極的電磁鐵,前後位置被兩個 S 極的永久磁鐵隔夾著,而在推進軌道的外圍就安裝了間段連續的 N 極和 S 極的永久磁鐵作為導引用的磁鐵。 ▲玩具列車和路軌,同樣按照真車的設計原理,安裝了相應的磁鐵。 ▲N / S 兩極磁場,形成「前吸 / 後推」現象,列車就可沿著導軌前進。 當電流流經過列車車身上的電磁鐵時,會產生一個N 極磁場,於是列車會與推進軌道外圍磁鐵的異極間產生一股吸力,而遇到推進軌道外圍磁鐵的同極所產生的排斥力,列車就能藉著前吸後推的動作使磁浮列車玩具前進。 上海磁浮列車設計與運作 上海磁浮列車(SMT)的運作原理亦與列車玩具差不多,只是SMT利用電磁鐵產生吸引力令車輛浮起,同時軌道是以「T」字形導軌設計,列車的兩側下部向導軌的兩邊環抱,以防止磁浮列車在高速行駛時脫離軌道。 ▲磁浮列車玩具仍需要旁邊的支撐,與現實的SMT有點不同。 ▲SMT的導軌和列車結構,可見與玩具磁浮列車有異。 磁浮列車的無接觸懸浮和導向系統是根據電磁吸引原理工作,懸浮磁鐵從下方將列車向上吸向軌道,導向磁鐵則在側向保證列車的行駛軌跡,列車從頭到尾都安裝著懸浮磁鐵和導向磁鐵。而安裝在軌道上的長定子是用來替列車進行供電。 ▲值得留意導軌中央部分的強力懸浮磁鐵,是它們令列車浮起的主力。 在列車車卡下部的內翻部分面上裝有磁力強大的電磁鐵,導軌底部設有鋼板。鋼板在上,電磁鐵在下。當電流流經電磁鐵上的金屬線圈時,能產生磁力吸引鋼板,因而令列車浮起。 ▲▼簡單來講,導軌的「導向磁鐵」用作引導列車前進、「懸浮磁鐵」則令列車浮起。 當吸引力與列車重力平衡,列車就可懸浮在導軌上方的一定高度上。只要改變電流,就能夠改變磁感應強度,使懸浮的高度得到調整。由於列車被浮起,就不會和軌道產生摩擦力,亦解釋到為何磁浮列車比傳統輪式列車有更高速度。 磁浮列車與數學 明白了磁浮列車的原理,現在不妨透過數學計算,了解一下磁浮列車究竟有多快。 ▲SMT來往上海浦東國際機場及龍陽路站(接駁上海地鐵)。 題目1︰磁浮列車以300公里每小時的車速由浦東國際機場站前往龍陽路站,約需6分鐘,問磁浮列車行駛了多少公里? 300 / 60 = 5公里每分鐘 5 x 6 = 30公里 即磁浮列車行駛了30公里。 ▲可以見到列車行駛速度在 301km/h,隨時比高鐵更快。 題目2︰磁浮列車在上午9時至10時45分,以及下午3時至3時45分,均以430公里每小時的車速行駛,問由機場前往市區需用約多少分鐘? 430 / 60 = 7.2公里每分鐘 30 / 7.2 = 4 分鐘 ▲SMT時間表。 不過若細心留意以上的行車時間表,可以發現由機場前往市區最快的兩個時段(即上午9時至10時45分,以及下午3時至3時45分),只需用約 4 分鐘的車程,但為何列車全程的實際所需要的時間不是4 分鐘,而是8分鐘呢? 這是因為以上計算是假設列車一開始的車速是固定,而列車實際行駛時是由靜止開始加速至指定時速,以及由指定時速減速到停止均需要時間。 ▲停泊於上海浦東國際機場站的SMT。 磁浮列車中還有很多不同的STEM元素,只要多思考、多聯想、多閱讀相關圖書及多進行相關實驗,就能繼續發掘很多不同的STEM應用。 內容提供︰STEM Sir 刊載於︰GRWTH app

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STEM與智能迷宮機械人

為什麼把智能迷宮機械人放進迷宮內,它能夠在迷宮內不停走動並找出離開迷宮路徑呢?為什麼智能迷宮機械人能夠避開一些障礙物呢?為什麼機械人又能跟隨物件移動呢? 智能迷宮機械人的構造 迷宮機械人的辦事方式和電腦的運作很相似,智能迷宮機械人內部設有輸入、處理、輸出及儲存的裝置,機械人的輸入裝置是紅外線感應器、處理裝置是內置的中央處理器、中央處理器包含了儲存裝置負責儲存要執行的程式,而輸出裝置就是摩打令機械人活動。 紅外線感應的感用 這款迷宮機械人可算是紅外線感測智能互動的六足機械人,已具有「跟隨」與「探索」二種互動模式。 機械人的頭部的左右兩邊各自裝有一組紅外線感應器,每組紅外線感應器配置了一個發射器和一個接收器,當發射器發出的紅外線遇到障礙物時會被反射,接收器就會接收到被反射的信號,即接收器就可以按照是否收到信號來判斷前方是否有物體存在。 在「跟隨」模式下,智能迷宮機械人會按照左右兩組的接收器同時收到信號,來判斷前方有物體存在,以後便會向前進的摩打發出指令,控制機械腳向前行,這樣智能寶比就會成為一個忠心跟隨的小跟班,緊緊跟隨著小主人的行走方向移動; 當轉換為「探索」模式後,智能迷宮機械人會按照左右兩組接收器所收到信號而行動,若果在沒有收到信號的情況下會控制機械腳不斷向前行; 當左邊的接收器收到信號時,便會向前進的摩打發出指令來停止機械人前進,然後會向轉向摩打發出指令,控制機械人的身體向右轉直至左邊的接收器接收不到信號才停止轉動,再繼續前行動作; 當右邊的接收器收到信號時,便會停止機械人前進,然後指示轉向摩打控制機械人向左轉直至右邊的接收器接收不到信號才停止轉動,再重覆前行動作;因此智能寶比便可以偵測到障礙物而避開,開闢自己的行走路徑。 機械中的動力來源 機械人內安裝了兩個摩打,連接著兩組不同的齒輪組來傳遞動力,一組摩打與齒輪組負責控制機械人的六足向前進,而另一摩打與齒輪組負責控制機械人向左或向右旋轉。 機械人之能夠利用六足向前走動是模仿了拐杖移動的方式,再配合槓桿原理和與地面之間的摩擦力所產生的作用力和反作用力而成。 前進摩打的齒輪組帶動連桿以逆時針方向移動,令一組以等邊三角形排列方式的三隻腳一下的接觸地面,另一組的三隻腳會升起離開地面。當連桿繼續轉動時,原來接觸地面的腳會提起,而另一組會與地面接觸,就是這樣運用六足一下一下的向前走。 如果在智能迷宮機械人上加安裝辨識用的鏡頭,再連接人工智能的數據庫,就可以把機械人改裝成人工智能迷宮機械人,只要讓機械人進行學習記錄,就能計算出最快捷破解迷宮的路徑。 內容提供︰STEM Sir 刊載於︰GRWTH app

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吸塵機 百年科技沿用至今 發明一刻充滿STEM精神

現今每個家庭總會備有一台吸塵機,協助清潔家居,儼然成為必需品,近年更出現智能吸塵機械人,懂得繞路避開障礙物。不過大家又是否如道,原來這件家庭電器在百多年前已經面世,而當中的科學原理仍然應用至今?更有趣的是發明第一部吸塵機的人,懷著STEM的求知求真精神、用自己的口吸塵?! ▲今時今日,吸塵機是常見的家居電器,但它在百多年前發明的一刻,與近年STEM教育有關。 觀摩產品展示獲得靈感 回家用口吸塵 1901年在倫敦的聖潘克拉斯車站,進行一種新產品「列車車廂清潔機」的操作表演,它能夠吹起灰塵,但結果鼓起的滾滾灰塵,把乘客和圍觀者嚇跑了,令清潔機產品失敗。 就在吹塵器這種產品發明失敗的時候,有一位旁觀者,名叫休伯特.布思(Hubert Cecil Booth),他從表演中得到啟發,他連忙跑回家裡,趴在地板上,用手帕蒙住嘴巴,就向著地面使勁地吸著。 這時候,他的家人還以為他精神失常,正要把他拉起來送去醫院時,他卻喜出望外地宣布:「大功告成!」 ▲旁人以為是失常的舉動,卻催生了吸塵機這種發明。 原來布思發現了一個最關鍵的問題,就是比空氣輕的灰塵,只能用「吸」的而不能用「吹」的方式。與此同時,要達致吸塵效果就要使用一塊濾布,阻隔已經吸進機器內部的灰塵,又能使空氣通過,繼續操作來吸更多灰塵。 觀察能力成就新發明的關鍵 然而,布思發明的第一台吸塵機,這個新發明的體積很大,而且在運作時又會產生很大的噪音,所以又被稱為「吵死人的怪物」。布思在1905年,又發明了一種用電動泵產生吸力的真空吸塵機,並且開始製造及投入市場,世界上的第一台吸塵器就此誕生。 由吸塵機誕生的故事中,可見發明家運用了觀察能力,懂得從人家失敗的經驗學習,當中又利用了逆向思維由吹塵換成吸塵的角度思考,再不斷實驗測試改良從失敗中學習,他的研發精神,正正是今時今日學生透過STEM教育中所學習的技能。 吸塵機結構簡單 扇葉轉動方向決定吸塵或吹塵 吸塵機的基本結構是由電動馬達、扇葉、收集瓶、過濾網四個主要部分所組成。馬達與扇葉接駁,再連接電源形成閉合電路,驅使扇葉轉動。 ▲不論外觀設計如何,吸塵機離不開電動馬達、扇葉、收集瓶、過濾網四個基本結構。 ▲由於結構不算複雜,所以容易在STEM課堂裡製作。 扇葉轉動的方向不同會造出「吹風」和「抽風」的兩個不同的效果,好像一台風扇向前吹就是吹風,而倒轉風扇用就變成能抽氣扇。 怎樣控制扇葉的轉動方向?因為改變進入馬達的電子流動方向,扇葉的轉動方向隨即改變,所以把連接馬達上的正負極電線位置改變,或電池箱的電池正負極方向改變便可。 百年前的吸塵原理始終如一 現代的吸塵機的五花八門,甚至有吸塵機械人,然而吸塵的原理和百年前的大致相同,一樣是透過氣流由高氣壓區域流動到低氣壓區域,從而產生的空氣流動原理,形成吸塵效果。 吸塵機內的風扇將機內的空氣抽出,使機內的氣壓下降。由於瓶口外的壓力較大,外部空氣受壓吸入機內,灰塵和垃圾便隨空氣進入吸塵機。 三個影響吸塵機吸力的重要因素 吸塵機有多強吸力,取決於三個因素︰馬達功率、扇葉面積和收集瓶。 增加馬達的馬力和轉速能夠令抽入空氣的速度增加,加大扇葉的面積亦能增強吸塵機抽入空氣的力度。 收集瓶的空間大小亦是影響吸力的因素,空間大雖然能夠收集更多的灰塵,但就需要利用馬力較大的馬達才能配合運作。 ▲馬達功率、扇葉面積和收集瓶之間能互相影響,決定吸塵機吸力。 現代的吸塵機種類 時至今日,常見的吸塵機是按操作原理及構造來分類,分別是「直立式」、「吸力式」及「手提式」三種。 直立式吸塵機: 直立式吸塵機利用吸力及吸咀內一具由馬達推動的旋轉震動刷進行清潔。吸塵刷的旋轉震動力能把地氈的絨毛撥開,令深藏在內的塵屑污垢鬆脫出來,把它吸起,是清理地氈的上好選擇。配備其他工具,還可作其他清潔用途。 ▲▼直立式設計便於收藏,比較慳地方。 吸力式吸塵機: 吸力式吸塵機馬達馬力較直立式大,單純靠強勁的吸力吸塵,有多種款式,如罐筒型、圓柱型、手攜型、壺型等,都附有一管長喉接駁一系列特別配件,以應付不同工作環境的需要。對於清理地板、傢具、簾帷輕軟細薄的織物墊套,效果較佳。 ▲▼吸力式算是最常見的類型,售價亦普遍較便宜。 手提式吸塵機: 手提式吸塵機的設計就是能夠無線使用,仍能方便使用者可以帶到其他地方使用,例如汽車。一般手提式吸塵機內附充電池,完成充電後便可使用,所以收集器的容易較小,整體重量亦較輕,多以塑膠製造為主。 ▲手提式吸塵機內置充電池,因此能夠無線使用,適合細小房間以及車廂環境。 生活中常見到的吸塵機,原來已蘊藏了很多STEM元素,只要多觀察、多分析及分思考就能學習當中的STEM原理,可見STEM早已與生活共存。 內容提供︰STEM Sir 刊載於 GRWTH app

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波波教授演講廳:創科教育:總有嘢啱你玩!

近年政府和商界力推「創新科技」,投入大量資金支持創科公司,創造了不少就業機會。可是,不少爸媽卻開始擔心,唯恐孩子在數理和電腦編程方面較弱,將來會被淘汰,攀不上創科業日新月異的要求。其實,爸媽不用過份擔心。每位孩子擁有獨特的強項和優點,無論是「文科型」、「商科型」或「藝術型」的孩子均可在創科業 發揮所長,擔任不同的崗位。 STEM教育建基於跨學科概念之上 創科業成功背後需要不同元素的支持,缺一不可。創科產品固然重要,但與投資者、未來客戶及生產伙伴的有效溝通和協調亦同樣重要。產品要吸引用家,設計便要既美觀獨特又實用可靠。同時在財務預算上,產品的製造成本和銷售額必須要具經濟效益。為產品申請專利或草議合作合約時,公司亦需要律師的專業參與。所以,創科公司不單會僱用科學家、工程師、電腦程式員等科技人才,還會聘請會計師、產品設計師、項目經理、律師等具不同才華的人員。舉例說,若要吸引投資者和買家支持,項目經理便要是一位口才了得的演講者,講起話來不但有趣動聽, 亦必須對產品背後的科技概念和研發故事瞭如指掌。 其實,STEM教育建基於跨學科概念之上,讓學生透過教學活動和各項挑戰而獲得4C能力,包括:Creativity (創意能力)、Critical thinking (明辨思維能力)、Collaboration (協作能力)及Communication (溝通能力)。這4C正是現今社會「通才」的必備條件,在各行各業也中用。 讓我藉着以下實例闡述STEM教育活動如何讓學生發展這4C能力。 STEM創作意念從關心社會出發 今年初夏,九龍灣聖若翰天主教小學舉行了大型的STEM硏習活動,讓六年級學生設計創科產品「家有一寶」來改善本港長者的生活素質,並走進社區進行服務學習活動。 同學先從互聯網上所得資料去了解本港人口老化的問題,探討長者日常生活面對的困難,初步設計 micro:bit 控制的電子產品來幫長者解決生活上的困難。學校又與「老有所醫」的醫護人員合作, 舉辦長者健康講座,邀請區內長者到校參與,讓長者和學生一起認識家居安全的須知。講座後同學分組與長者交談,運用草圖介紹「家有一寶」產品的設計理念及使用方法,搜集「用家們」的回饋,作改良設計之用。 長者善忘 設計小工具來協助尋找家中物品 獲得用家的寶貴意見後,學生再分組討論改良的方法, 運用「設計循環」 的概念來優化並製作產品。然後,再運用課堂時段,在校內向低年級同學介紹產品,讓他們試用並給予意見,從中練習推介產品的演說技巧。 同學想到長者比較善忘 ,希望設計一些小工具來協助他們尋找家中的物品。 在「老有所醫」的醫生講座中,長者告訴學生他們時常忘記拐杖放了在何處。 於是,學生便發揮創意去發明了一個特製貯存拐杖的箱子, 當長者把拐杖放在其中,箱子便會亮燈提醒長者拐杖就在箱子中啊! 同樣,學生利用 micro:bit 設計了會發光的鎖匙盒和會發光的拖鞋,來協助長者在夜間尋找它們。學生亦利用科技去提升家居安全,學生設計了感應器去提醒長者走火警和預防浴室洗手盆滿溢所引致的水浸及滑到意外等。 讓學生透過教學活動和各項挑戰而獲得4C能力 過程中,每組同學要合作(Collaboration)去建立不同產品意念(Creativity),比較不同設計的優劣(Critical thinking),找出最好方案及動手製作產品。之後,再進入社區和長者溝通(Communication),向長者介紹其產品的理念及用法,並聽取長者意見去進一步改良產品。 這為期約三個月的STEM教育活動,一方面能讓學生實踐關心社群。另一方面,學生能深深體會到與長者有效的溝通乃決定產品的成效之重要因素。各個研究小組成員要擔任不同角色如繪畫產品設計圖、編寫程式、產品硬件製作和美化、撰寫產品簡介和說明書、及推廣產品等,各組員要互相配合才能一起完成產品,惠及長者們。最後,學生的創意作品還吸引生產商把它們轉化成產品呢!可喜可賀! 學生發揮創意去發明了一個特製貯存拐杖的箱子, 當拐杖放在其中,箱子便會亮燈提醒長者它就在箱子裡。生產商亦把這創意作品轉化成產品(最左圖)。(九龍灣聖若翰天主教小學提供圖片) 學生亦利用 micro:bit 設計了感應器去提醒長者預防浴室洗手盆滿溢,避免水浸和滑到意外。學生向長者介紹產品的用法,和聽取他的意見去進一步改良產品。(九龍灣聖若翰天主教小學提供圖片)   延伸閱讀: 《教學有辦法﹕學生貼心小發明 改善長者生活》https://ol.mingpao.com/php/family3.php?nodeid=1529951253541&subcate=parentchild&issue=20180626

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波波教授演講廳:STEM 教育的願景

最近,我幸運地以家長身份出席了本港學界STEM教育盛事「全國青少年科學及科技比賽香港區頒獎典禮」,喜見本港學生在全國各項重點賽事中勇奪多項殊榮,是本港參賽以來最豐收的一年!當中不少創科項目的意念如付諸實行,確能惠澤社群。 本港學生在全國各項重點賽事中勇奪多項殊榮。(梁美儀提供圖片) 美國前總統奧巴馬十分重視STEM教育…… STEM教育不但可讓學生把跨學科知識應用於生活解難和創新科技之上,亦裝備學生為未來在知識型經濟社會發揮潛能作出貢獻。美國前總統奧巴馬十分重視STEM教育,他卸任前委託了美國硏究院及20多位專家,制定了STEM教育未來10年的發展方向。該計劃書於2016年9月發表,名為《STEM 2026: STEM 教育創新的願景》 (深度閲讀:按此進入)。當中提及的STEM教育發展方向非常值得參考: 1. 建立「STEM實踐社群」,發揮協同效應: 《STEM 2026》強調學校必須與其他機構建立「STEM實踐社群」,包括博物館、圖書館、大專院校、創科商業機構、工程及科技學會等。「STEM實踐社群」為STEM教育提供學習資源和實踐機會,亦為教育工作者提供專業的建議和指導,發揮協同效應。在美國,很多不同機構為STEM教育出力,如《孩子的科學期刋》是由一個位於德薩斯州的志願機構所製作和出版。美國電子工程學會更特別為STEM教育建設了一個網站,為老師提供了超過兩百萬個STEM教學活動的教案,適合不同階段的學生使用。網站對象包括學生、老師和家長,提供了最新的STEM資訊和STEM教育電子遊戲。 由此可見,要落實推動香港的STEM教育,必須動員各持分者集思廣益及作出貢獻。爸媽們也可家校合作,協助老師發掘有趣的STEM資訊,建立相關的資訊平台。 2. 走出課室實地學習: STEM教育可在戶外或不同機構內進行,這不但提升學習動機,也可引發創新思維。例如:可到海洋公園進行,那裡是探索生物保育和機械物理相關議題的好地方。 3. 嘗試解決世界問題: 用STEM和MAKER的教育模式,培養孩子成為富責任感的「世界公民」。 STEM探究議題應多環繞世界各地所面對的重大挑戰,如:「水源及能源短缺」、「糧食短缺及飢荒」、「海洋污染」、「人口老化」、「氣候變化」等跟聯合國的可持續發展目標相關的議題(深度閱讀:按此進入)。老師和爸媽可以多和孩子一起探討這些重大挑戰的議題,探索不同的解決方法,嘗試運用STEM和MAKER的教育模式,培養孩子成為富責任感的「世界公民」。 4. 共融團隊、各展潛能: 每人也是獨特的,老師應設計多元化的STEM 教學活動,照顧學習者的多樣性,讓同學各展所長。亦可運用合作學習,鼓勵學生擔任不同角色,了解自己的潛能。 5. 活動有趣、富挑戰性: 有趣味又富挑戰性的教學活動,一方面能讓學生安全地冒著失敗的風險,鍛鍊其堅毅精神。另一方面,又能讓學生愉快學習和創意解難。老師在設計活動時須在挑戰性和趣味性中掌握平衡。 6. 全方位評估學習成果: 透過STEM教育,除了建構學生跨學科的知識之外,亦發展學生明辯思維、解難能力和協作溝通能力等不同共通能力。在設計循環的過程中培養學生反覆測試及獨立思考的能力,磨練出堅毅不屈的科研精神。要有效地評估如此多元的學習成果絕不簡單。老師們可參考《STEM 2026》,創新評估必須Smart 及Simple,減少考試。看來,老師們要再花點心思了!

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波波教授演講廳:科學探究——豬會飛嗎?

最近,有幸被邀請到一所小學與三十多位家長和老師分享從STEM教育中的體會。他們反應熱烈,問了一些有趣的問題,十分值得跟大家分享。 家長甲問:「我覺得科學探究呢家嘢真喺好高深難明,我哋大人都唔明,小學生點可能學得識呢?」 我回答:「多謝你的分享!你的想法好可能跟大部分家長的想法相近。」席上不少家長點頭同意。 我繼續說:「其實,基本的科學思維和研究方法並不艱深。只要多訓練和實習,孩子便可掌握。舉例說,大家認為豬會飛嗎 ?」 當中有幾位媽媽在微笑,答道:「若豬真的會飛,牠們該好可愛啊!」 若我直覺認為豬會飛,那麼可怎樣去支持「豬會飛」的假設呢 ? 科學是要透過邏輯推斷及重複驗證來建立理論的。 我繼續說:「若我直覺認為豬會飛,那麼可怎樣去支持『豬會飛』的假設呢 ? 科學是要透過邏輯推斷及重複驗證來建立理論的。換句話說,只要我能透過實驗驗證去推翻『豬不會飛』這個假設(又稱作虛無假設),便能支持『豬會飛』的理論 了!」 看着家長們似懂非懂的眼神,我繼續用這瘋狂的例子來解說:「假如我們到農場買來100隻肥豬,將牠們帶到天台。學效經典電視劇的「丁蟹」先生,一隻一隻把牠們拋擲到大廈外,看看牠們能不能飛。倘若所有豬最終魂歸天國,我便不能推翻『豬不會飛』的假設。反過來說,若100隻中有一隻豬能飛,就能推翻『豬不會飛』的假設, 亦即是支持『豬會飛』的理論了。這便是基本科學探究的邏輯思維。」 家長乙問:「有冇一些實例可作參考呢?」 我隨即介紹了一個關於雄蟹打架的實例。在格拉斯哥大學讀博士時,我的師姐直覺認為雄蟹的體積越大,牠們打贏的機會越高。為了驗證她的想法,她到蘇格蘭西部海邊捉了數十隻雄蟹(Carcinus maenas)回實驗室。過了兩天適應期後,她隨機抽出兩隻蟹,把牠們放到一個圓形的擂台上格鬥,誰先被打下擂台就是輸家。她重複測試了不同的實驗組合,結果卻顯示蟹的體積大小與勝負無關,亦否定了她的假設。 在實驗過程中她觀察到一個現象,亦啟發了另一個探究問題。 然而,在實驗過程中她觀察到一個現象,亦啟發了另一個探究問題。 細蟹憑什麼能夠贏大蟹呢? 她懷疑細蟹能夠打敗大蟹可能因為牠們擁有較大的蟹鉗。於是,她改變實驗假設為「蟹鉗越大,勝算越高」。她重做實驗,結果支持她的新理論。隨後,她以其他品種的蟹來重複驗證,亦得到同樣的結果。最後,她的理論被寫進了教科書內! 家長丙有所領會地說:「波波教授,我都有個憑經驗得出的假設啊!我每次和朋友喝酒後回家,老婆大人都會黑臉及罵我。真係想做個實驗去睇吓其他老公是否都遇到同樣對待?還是……我家的老婆其實屬『 老虎乸』品種?!」他還未講完,身邊的「老虎乸」已經用「死光眼神」射向他。 我打完場地說:「睇嚟!呢位爸爸懂得提出假設、作重複測試及運用數據解說自然現象,絕對有能力帶孩子做有趣的科學探究啊!」 家長丙的太太生氣地說:「 那麼 ,我都有一個科學假設啊!就係:『 老公靠得住….豬乸會上樹!』」她登時狠狠地向丈夫的肥肚腩批了一踭!家長丙發出慘叫聲,弄得大家捧腹大笑。

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