科學玩具－聲學－DIY手搖鼓罐

在2013年的高雄市科學園遊會中，四維國小的老師們分享了手搖鼓罐的DIY版本，讓參與活動的民眾都能動手製作一組古早味發聲玩具，而且重溫早期的資源回收車，伴隨著「酒矸倘賣否」的吆喝和鐵製三輪車偶爾「嘎啦嘎拉」行進聲的畫面，天空彷彿又再次在白色汗衫的印襯下顯得泛黃。

手搖鼓罐是一組自製的科學玩具，在製作的過程中，可以理解到這個工具裡面隱含了多種科學原理。由於它的功能主要是發出聲響來吸引注意，所以當然脫離不了聲音三要素（響度、音調與音色），目的聚焦在能放大聲音且單手方便操作。

製作的過程中，不但可以發現手搖鼓罐的發聲機制，還可以利用所學到簡單機械原理與能量轉換知識，幫助自己調整手作品的性能。發聲並放大當然與共鳴腔有關，共鳴腔的空間大小決定了聲波的相長疊加程度，而共鳴腔的材質決定了聲波總合而成的波形，在基音與各種泛音互相干涉下，發出的聲響具有容易辨識的獨特性。

觀察可粗略分成兩個面向，一種是由製作中觀察，另一種則是由操弄中觀察。製作的過程能將技能熟練化、知識精緻化、材料多元化，選擇材料的起點行為就已經開始了探究的過程。首先就從厚紙板開始吧！選擇的大小以B4為佳，因為可以用裁紙刀協助切割，如果寬度為3公分的話，每張B4厚紙板可以裁切出13條長方形紙板，而磅數的選擇（300P或500P）將會決定凹折的難易與十字翼的耐久度。

B4厚紙板切成長方形紙板時的長度是剛剛好可以製作十字旋轉翼的

裁切好的紙板需再均分折成8等分

長方形紙板後面要先黏貼雙面膠，才能做出撥動木片的十字翼。教學過程中給學生的第一個挑戰是將長方形紙板八等分，一些動作比較快的會直接用二的三次方觀念來操作，雖然只要「對折，對折，再對折」，不過共要折七次才能將紙板均分成八等分，最後將各段一正一反地整理好。

折好後，先撕除雙面膠膜，把紙板中央那兩段先貼合在一起

接著貼左、右兩側，但是最後的首、尾先別急著合併起來，還有轉軸要放進去

紙板首、尾兩段完全封閉前，先在免洗筷的適當位置貼上一圈雙面膠

把免洗筷置入紙板中充當轉軸後再貼合，使紙板呈十字的形狀

免洗筷上纏繞一圈雙面膠的用意在於增加與紙板的黏合度，也可於免洗筷轉軸置入後再用手壓緊紙板，壓的過程中可以再將翼面調整成正十字形。製作好之後，可放在一旁備用。

接著就是準備鐵絲的部分了，鐵絲的直徑不宜太細，因為硬度不足疫彎折變形，而太粗的鐵絲則是找自己麻煩，不但不容易剪裁，而且彎折過程簡直是徒然耗費力氣。五金行所賣的鐵絲很便宜，一綑75元的鐵絲圈約可剪裁出200支鐵絲條，當然，這些都必須靠自己萬能的雙手。

鐵絲裁切成長約30~35cm，接著彎成U字形

兩端使用尖嘴鉗折出小環，小環的用途是套在免洗筷上固定

這裡會使用到兩種工具，一種是剪鐵絲的老虎鉗，另外一種是彎折用的尖嘴鉗。剪鐵絲時就會深切地感受到鐵絲放在刃上位置的重要性，身為抗力的鐵絲當然是離支點越近越好，這是用身體直接感受的經驗，所以學生絕對不會忘記。而彎折小環也有技巧，千萬別想一步登天，尖嘴鉗夾著鐵絲並讓它超出1.5公分，先彎折第一次，再移動一點點並彎折第二次，最後夾著鐵絲末端彎折，才能做出有美麗弧度的小環。

彎折好的鐵絲用透明膠帶黏貼在塑膠杯上，如果一旁有幫手的話會比較輕鬆

重點是黏貼固定的時候，鐵絲與塑膠杯底間千萬不要呈九十度

鐵絲與塑膠杯底間必須有斜角而非垂直，否則聲音會出不來，不然就是悶聲不響。杯底是冰棒棍敲打時的撞擊面，能讓冰棒棍順利敲打到是最好的，由於塑膠杯的杯底是平的，所以傾斜一點會比較容易讓冰棒棍撞擊到杯底的正中央，產生較大的振動幅度，發聲也就較為響亮。

15公分長的冰棒棍，可剪裁成三等分

所使用的工具是較大型的事務剪刀，不僅省力也比較不會剪壞

一圈大橡皮筋扭轉成二小圈後套在鐵絲上，將剪裁好的冰棒棍穿過橡皮筋中間

旋轉冰棒棍，就能帶動橡皮筋轉動，轉得越多圈，便能將冰棒棍旋緊在其中

旋轉的圈數越多，雖然可以將冰棒棍緊緊地束縛住，但是橡皮筋的形變量越大，儲存的彈性位能也越大，也同步增加橡皮筋的扭力，當然敲擊杯底的力道也會增加使得聲音加大，因此扭轉的圈數得要節制點。不能只想著增加扭力讓冰棒棍敲得響亮，卻忽略了另外一端厚紙板條其實是難以撥動冰棒棍的。

須調整十字翼、橡皮筋以及冰棒棍三者的相對位置

冰棒棍是一組支點在中間的槓桿，需思考最佳的調整方案

十字翼的翼面不能超過橡皮筋，不然會卡住無法旋轉，撥不動卻硬要旋轉只是會破壞翼面強韌性與夾角而已。再者，就是如何讓十字翼在撥動時是省力的，其實是可以讓學生再次認知到槓桿原理的應用。所以透過調整橡皮筋、冰棒棍在支點兩側的長度，讓課本上的知識變成生活上的智慧。

冰棒棍敲打的面不外乎平底與凹面這兩種，但是敲的位置卻大不同

端視取得的杯底材料性質來決定冰棒棍槓桿的施力臂與抗力臂長度

將免洗筷插入小環中，搖動免洗筷進行小幅度的圓周運動，旋轉中的鐵絲帶動共振腔，也讓固定的十字翼撥動圓周運動中的冰棒棍，讓冰棒棍每隔九十度敲打杯底一次，轉動一圈可以敲擊四次，轉動得越快敲擊的頻率越高，但是卻也能知道敲擊頻率的高低與物體的自然發聲頻率無關。

傳統手搖鼓罐的十字翼是用小木棍插在大木棍上而成的，利用厚紙板與雙面膠能解決有效解決製作十字翼時鑽孔的麻煩，也能大幅縮短等待黏膠乾涸所耗費的時間，是我衷心覺得富有創意的改良方法。不過，設計簡案中的「活動啟示」則是由本部落格之前介紹傳統手搖鼓罐的文章（科學玩具－聲學－手搖鼓罐）段落中擷取並施以乾坤大挪移重組，況且我自己怎麼可能忘記曾經嘔心瀝血寫過的文句段落。

延伸閱讀（科技大觀園）──
一、「人魚」探測－活動型海底地震儀
二、聲波滅火
三、超音速客機

生活科學－簡單機械－蛋殼總動員

不管在哪個休息站、大賣場或百貨公司，都會看到這種販賣機，賣的是銅板價格的商品，有泡泡糖、彈力球、3D拼裝玩偶或是吊飾玩具等等，也不管殼內的商品是什麼，只要將足額的錢幣投進投幣口，扭轉個一兩圈，閘門打開就會有東西掉落下來。

這類機器通稱為扭蛋機，扭轉之後就會由裝著商品的蛋殼掉下來

不過會掉出什麼東西，還要看葫蘆裡賣的是什麼藥

像這款賣泡泡糖的扭蛋機是蠻常見的機種，雖然看得到透明的球殼包著泡泡糖，但卻不知道掉下來的是什麼樣的口味和顏色，在滿滿的堆疊中只能全憑運氣。對於物慾還沒有膨脹的小朋友而言，這一點點的期待與短暫滿足口腔的需要，就能讓他們高興一段時間，跟投十元就能坐搖來晃去的機器在聽上好幾首兒歌，同樣可以滿足小小的心靈。

圓形的球殼會搭配一些軌道與孔洞，讓交貨時間延遲一些

這段時間裡可以看到球殼聊勝於無的表演，最後還要打開蓋子拿取商品

如果再長大一些，逐漸見多識廣後，刺激也得隨著增強。多樣化的小玩具這時就能引誘小朋友們掏出銅板來。有些機台不見得會有蛋殼，加上商品本身就是球形，沒有衛生疑慮的話，就會直接滾出閘門。而廠商會在機台裡面設計軌道，同樣是遲滯拿到商品的時間，也達到了吸引目光的效果。

彈力球機台設置了透明的螺旋形軌道，可以增加人們注意力集中的時間

讓球在裡面運動一會兒才能到手，有種讓鋼珠滾動的太空軌道也有這樣的設計

如果商品無法滾動，而且也不適合碰撞，那麼扭蛋殼就不一定是圓形，像是較大的卵形殼通常是用來裝卡通公仔與擺飾，商品單價也比較貴。百貨公司販售兒童玩具的樓層，通常會有兩三排這樣的機台。也許是對昂貴的玩具提不起興趣，也許是想收集全套的公仔模型，又或許是想讓這些小物幫自己療傷，在轉動開關的喀拉喀拉聲陪伴下，期待轉出小確幸。

幸福許願瓶的玻璃可能會撞破，加上不太會滾的迷你按摩球、骷髏頭吊飾

小型的扭蛋機台用途只是販售與直接取貨，沒有其他多餘的用途

生活科學－生物－蟹裝，卸妝

在沙灘上常常會發現一些淺海生物，因為這裡本來就是牠們的棲地，而人類只是這片土地的訪客。訪客不是單純地到一個地方盡興地玩耍後留下滿地瘡痍，也不是付了錢就當自己是大爺，天經地義的以為到處留下的垃圾有人會清。大自然沒有這個義務，但是當遊客把責任義務撇得一乾二淨而不是把環境回復乾淨時，那麼這片土地離滅亡的日子就不遠了。

所以好不容易經過馬路附近沙灘上的寶特瓶、塑膠袋、餐盒……到達比較乾淨的海邊時，別急著脫下鞋子，細細聆聽浪濤的聲音，嗅聞海風帶來的鹹味，也觀察身邊有什麼平常看不到所以被忽略的東西，看不見不代表不存在，更何況是看得見的，敏銳度可要隨著放鬆而提升才行。

這裡除了沙子，就是被沖上岸的珊瑚礁了，在這礫石礦物與細小骨骸遍布的長灘上，生命也在蠢蠢欲動著，因為訪客打擾了牠們，牠們也在等待適當的時機逃離訪客的威脅。

小貝殼裡住著小型的寄居蟹，揹著適合的外殼到處移動覓食

萬一選擇的顏色不對，就會成為別種生物補獵的目標

照片裡有一隻寄居蟹，你能找到牠嗎？

正在等待威脅離開，如果不是用眼睛看，那牠怎麼知道沒有危險了？

除了伸出眼睛可以觀察敵情之外，別懷疑，人類製作的潛望鏡的靈感就是模仿螃蟹的眼睛，從戰壕中伸出來觀察動靜而不會被子彈襲擊，還可以動過光影變化與地面震動來偵測外界動靜。如果本來在有陽光的地方行進，突然有不知名的陰影籠罩，那麼寄居蟹便會暫停動作，若是感覺到地面不尋常的劇烈震動，牠也會龜縮不前。

不過，這樣的防禦措施，只能騙得了一時，因為觀察者只要不動，寄居蟹就會以為威脅解除了，慢慢地將眼與步足伸出殼外蠢蠢欲動，這就是不錯的觀察時機。除了這樣簡單的、比鴕鳥好一點的防禦機制以外，還有就是不借助外物，而是演化出融入環境的體色，甚至是接近透明，不仔細看還真的看不出來。

再找一次，照片裡有一隻螃蟹，你能找到牠嗎？

白而透明的身軀，可與沙灘融為一體，動態的影子會輕易洩漏牠的蹤跡

來到任何地方，要明白自己就是一個訪客，不是主人，那不是專屬於自己的生活圈，而是屬於全體生物的，人類沒有那麼偉大，也沒有權力去破壞與製造髒亂，有的只是維持的責任與善後的義務。揮一揮衣袖，不帶走一片雲彩之餘，當然也不留下些許人造垃圾，積少成多，勿以惡小而為之。

生活雜記－五十萬的紀念

一個段落結束時，另一個承接也該開始。從在奇摩部落格的五年中慢慢將一篇篇想法構築出來，畢竟科普這一塊的讀者是小眾，所以一開始的參訪人數是很少的，不過我並不在意這個，而是以把腦袋中的想法整理出來為目標，那是一個鍛鍊的過程，因為除了原本的思考邏輯外，撰寫過程中的靈光一閃地發現新觀點反而是讓我更開心的事。

去吧！就決定是你了。在決定這些文章浮上檯面的先後次序時，或多或少都帶著自己的安排，不一定是先寫完的先貼出來，也有少部分是馬上寫馬上貼。每篇文章看似身處獨立的領域，但其實是有其一定的相關性，也許現在還沒想到，可是一旦看出了關聯性之後，就會發現這些獨立的知識逐漸將脈絡連結成一個漸趨完成的系統。

以前的界面會把回應數量表達出來，但是隱藏回應的數量卻是要登入才看得到

然而超過千篇以上的回應，都有對答與思考過的痕跡

寫文章是整理內在無形的與外在有形的，附帶的價值是自娛娛人，起承轉合的循環會一直下去，即使有喘息的過程，但也是為了再度啟動，重新審視一下方向再出發。有圖又有文是既定的方式，最好再加上操作影片輔助，不過需要像以前一樣寫那麼多嗎？這是一個思考的點，同時也是雙面刃。

年紀越大，要完成的事也越多，擔負越大責任的同時，一點點回饋上的小快樂可以讓人滿足很久。

生活雜記－猴子臉與豬太郎

幾年前在高雄市公務人員人力發展中心的邀約下，到蓮池潭旁的蓮潭會館擔任半天的講師，不過有個習慣是這樣子的，若有榮幸擔任講師且在時間許可的情況下，通常我會待滿全場，也就是從研習開始到結束全程參與，加上其他講座都是科教界種人耳熟能詳的一時之選，所以一待就待了三天。

不過，活動是在國曆七月時舉辦，從台南開車高雄連續往返三天對自己的精神、體力及荷包也是不小的負擔，所以除了自己講課的那一天外，其餘兩天就選擇大眾運輸交通工具－台鐵，而且自從當兵後也真的很久沒體驗坐火車的感覺了。

在永康站等待區間車進站時，總會在月台上走走看看，就這麼看到了傳說中的「猴子臉」，莫非台鐵也中了江湖上訛傳已久的「猴毒」？（這樣子亂下標題會提高曝光率吧ＸＤ）

在站內停放的其他車種，車廂下的輪子有明顯的白漆漆上的符號

遠遠一看，最右邊車輪輪軸上的組合還蠻像有尖下巴的猴子臉

最左邊則是一組高興不起來的表情符號「：〈」

其實它是開關閥門，一個開字與一個關字形成了眼睛，弧形雙箭頭則是微彎的嘴巴

這是在等待火車到來時的一個小小聯想，也不是農曆七月時的靈異事件，而且每天看到110V三孔插座時都會有讓人開心（？）的感覺。後來，在另外一個地方等待時，同樣發現一個物件的組合就像人臉上的五官一樣精緻。

櫻桃小丸子所屬的三年四班，裡面的人才濟濟，不管是行為或是長相，每一位都有特色，除了紅花以外，綠葉人物也不少，其中一個就是講話時每句話的後面一定會有口頭禪－「噗」的富田太郎，而且還一家人都有這種習慣，如果你不知道他是誰，Google一下豬太郎的圖片就能找到他的本尊。

國道某休息站廁所外的牆上掛著一顆頭，有細眉毛、小眼睛、豬鼻子和大嘴巴

其實它的功能是可吹出熱風的烘手機，真的會「噗～」

生活雜記－科學玩具柑仔店的2014目標

這是一篇編修過的文章，起初是放在奇摩部落格中，作為部落格關格與搬家的公告，現在改為2014年的第一篇文章，當作是給自己的期許。

五年多前，奇摩部落格的第一篇開格文在2008年4月13日公開，一開始是為了自己的孩子與學生們才寫的，留下身邊的回憶並用文字、相片當紀錄，開始了這段長久的冒險旅程。從一個對操作介面不熟悉的門外漢，一腳踏入了這個分享的網路世界，從起初的不熟悉如何張貼、調整格式到熟練上手，也從過程中開始覺得後台管理與工具更新的不足。

透過部落格平台分享的前五年，認識了許多一起在第一線耕耘的神人級老師，或者是潛水已久的隱性觀眾突然在研習場合中相認，看著基層教師們為教學現場與教學分享付出了許多心力，這就是我們「人超所值」的地方，累積的能力也不是隨隨便便哪個人可以取代的。

也因為開始了這段旅程，發現之前也只是在潛水時吸收日月精華的自己是多麼的渺小，不斷提醒自己要向外走出去，看看外面的世界並時時告訴自己還不夠，值得學習的地方是數也數不盡的。

一年接著一年，累積的腳步和前進的方向由自己決定。從教具蒐集、累積，轉至研發與創新，後來深覺不能只是停留在玩的初階，而是要將其轉化成更進一步的教學設計，將心力轉放到課程設計時，雖然花的時間多了些，但得到的回饋與大大小小的獎勵也更多了，這才是對自己、對學生有益的教學投資，而不是一昧地收集教具而到瘋狂的地步。

只是過程中，難免遇到一些不順心的事。留言詢問以前我一定會回，但常常出現的情況是我不知道我回答的對象究竟是誰，只有代號連個稱謂都沒有。還有像是有學生留言說我寫的不夠清楚，他們看不懂，不知如何寫闖關海報，所以要我幫忙設計一份闖關，雖然我也真的花時間寫了，但是也不會想再做這種傻事。

甚至是遇過直接留言急著想問「魔書」的答案，還限定多久時間要回答，六月份打著什麼最近聯絡不到自己老師的怪理由，遇到這種只想吃魚卻不想學釣魚的伸手牌，當然是要他先思考後再討論，我才不會直接給答案讓人交差了事。沒想到這個raytu1688接下來就開始回嗆了，髒話、錯字與自大在從他由ipad傳過來的電子郵件中一覽無遺（這些都有備份紀錄）。對了，最後更不知道從哪裡找一個錯誤的答案來教我這個自大狂（自大狂這三個字是這個學生在信件中對我的稱呼）。

對我而言，要拋去這些不愉快的記憶要不少的時間，但是我也明白這些只會躲在螢幕背後的網路小白不值得我浪費時間在他們身上。身邊還有更多溫暖而堅定的力量，給予的是正向的回饋，做的是彼此觀察與共同成長，雖然不是在同一間學校，但是只要登高一呼，即使是需要自己利用假日、花時間長途往返，甚至是付費的研習、分享、討論會，我們都願意主動參加與支持。

接下來這一年，有時間就會分享，但是頻率會變動，畢竟家庭、學校與志業三者之間，還是家庭最重要。因為有更重要的太太、兒女需要陪伴，所以時間會留給她們，家人才是最重要的寶物，也期盼自己能在家人的支持下，在今年完成自己給予自己的一項目標。