科學展覽品－電磁－電漿盤

在科教館的電磁學展館中，解說志工正在為學生們解說高壓電的放電現象，而身為帶隊教師的我，在聆聽真空放電的解說時，讓眼、耳、手、心都同時作用著，甚至附加上一雙巡迴走動的腳，忙著將過程畫面記錄下來。在台南的花園夜市也有些攤位將這些電子產品擺在門面，當作招攬生意的方法，不斷變化的動態展示板也真的吸引了多數人的目光。

這是志工導覽解說的其中一站，這個演示對於視覺刺激來說是首選

而且這個展品在自然科學教室中應該不是陌生的操作品，重點是在下方的黑盒子

真空放電（Vacuum Discharge）
在玻璃管的兩端附上電極，就成為放電管。在電極上施以高電壓，並抽掉空氣使放電管內的空氣稀薄，這時電極間開始產生火花放電。這種在氣壓低的狀態中產生的放電，稱為真空放電。若放電管中加入微量惰性氣體（氙或氖等），則會依氣體種類不同而發出不同的光色。放電會沿著電流最容易流通之處進行，所以放電的路徑也多變而複雜。

解說志工把一元硬幣放在電漿球頂端，就會有一條特別明顯的放電路徑出現

放在硬幣上的手指也開始出現微妙的感覺

不管是哪一種電漿球，將未通電的日光燈管點亮，而且用手改變發出螢光區段的長度是常見的演示，而把硬幣放在電漿球頂端也會導致硬幣發熱（電流熱效應），或者是二、三個人手牽手，第一個人的手覆蓋在電漿球頂端，離得最遠的人握著日光燈管還能發光。還有多種演示方法，但之所以產生真空放電的機制卻鮮少有演示者或解說員會深入提到特斯拉這位科學家。

附近有電漿盤，它是由三個填充著不同種類氣體的同心圓所構成的圓盤

照片顯示了以不同的手指數碰觸盤面時，提供接地就能改變並集中放電路徑

注意到了嗎？當有導體在附近時，放電的路徑會隨之變化，所提供的接地點越多，變化越多，而且接地點之間的距離也是路徑變化的影響因素。三個同心圓雖然色光不同，氣體的運動不時影響著路徑，產生的放電路徑就是變動的。不同的氣體受激發時所發出的色光不同，由此可以判別氣體種類，但不管使用哪些氣體，由內而外的路徑在界面上都是連續的。

放電路徑的集中讓接觸點顯現的光芒最耀眼，而且各路徑收斂到手指頭

若整個手掌貼在盤面上，便會出現一個完整的掌面輪廓

科學展覽品－法拉第的研究室

進到科學教育館，其實在看熱鬧之餘，也可以看門道。雖然不至於從裡面的展覽品、複刻創作能有多創新的見解，但卻能從不同的角度看見思考的發想與脈絡發展，別急著對看似簡單的展覽品下高見，因為科學發展的過程絕對不是三言兩語就能立下結論，最簡單的問題往往被視為最大的困難，但是科學家們卻用了最簡潔的自製儀器讓我們看見科學之美。

在法拉第的展覽館中，擺在最前面的是一組發電裝置，也就是使用變動的磁場來產生感應電流。由現在的角度來看，這樣看似簡易、人人可以操作的儀器顯得陽春了些，不過別忘了一件事，科學家們所做的是將想法付諸實現，是從無到有的艱辛歷程，而後繼者只是拾人牙慧的仿製其成果而已。所以別再走馬看花，甚至嗤之以鼻，因為這些人全心全意的投入，所以從而改變了我們看待世界的角度。

早期的發電裝置構造很簡單，是利用機械能產生磁場變動再轉換成電能

在電磁鐵的兩極間的銅板一旦開始旋轉，其內部就開始產生感應電流

而在展場裡的法拉第是年輕的模樣，不似一般在科學史籍裡所看到的那位衣著整齊，鬢髮較長的穩重長者，而且在他附近的牆壁櫃子中，擺滿了大大小小、顏色不一的玻璃容器，對站在周圍的我們傳遞著一項訊息，法拉第不只有在電磁學上有突破性的貢獻，也是最早提出「光和電波性質相同」的洞見，在化學領域中也有足以留名青史的發現與獨到的發明，像是光學玻璃、石油精等等。

從小時候就開始努力自學的歷程，培育出法拉第日後嚴謹的科學素養

而這種內化的態度正是支持著一生始終如一的熱情

綜觀法拉第的一生，後半段也幸運地有妻子在背後默默的支持，才能成就一件件不朽的偉業，懂得箇中滋味的人便明白這不是他自己的功勞，而是女性力量的支持，讓他在家庭、宗教與科學中獲得最大的助力。不管在人生的哪一個階段，他都沒忘了這不是單一個人的功勞，也才有足夠的內發的與外在的雙重動力支持著他年年舉辦理論與實驗並行的「聖誕節演講」科學講座。


延伸閱讀（科技大觀園）－－
１、感應點燈
２、愣次金屬環
３、雅各天梯

生活雜記－尋寶屋，詢寶趣

在墾丁大街上有間尋寶屋，相較於其他吃吃喝喝商店的更迭，它似乎顯露出不畏風雨、屹立不搖的感覺，不管什麼時間去墾丁，總能看到滿滿的遊客在店內瀏覽，想看看平常看不到的東西，也想找找不一樣的刺激，不管是木製玩具、陶瓷擺飾、錫製藝品，還是瓶瓶罐罐的玻璃製品，分門別類的擺設就是吸引目光的一種方式。

不管是白天還是晚上去夜遊，肯定會進去逛一下這間照明充足的寶窟

看看別家店沒有的東西，也想像一下這些東西都是自己的

但是要讓遊客願意進去，首先就是貨品的量就要充足，各具特色的款式要多，然而大街上的哪一家無不絞盡腦汁盼望來店率能提高，哪一人不希望生意不只做一次。有人看到衣服好賣，衣飾店就接二連三的開，也不管街上同質性的店已經多到去哪一間店看都一樣。有人覺得小吃攤收入不錯，便恨不得街頭巷尾都有自己的攤位，讓遊客走過、看過之後不會再次錯過。

從店面的落地玻璃看過去，整家店的地上、架上或是天花板已經被占滿

大大小小、不同類別的童話造型玩偶讓人駐足，讓人願意花時間細細品味

但是最重要的還是與眾不同的市場區分，也就是獨特性。即使貨品的量再多，總是有別家店的口袋更深；款式再怎麼日新月異，別家店一看到也會一窩蜂群起效尤，今天的獨家新品，過不久每間店面都有。

這和科普活動營隊有點類似的是，你現在引入什麼新鮮的課程，別人也馬上仿效引入一模一樣的活動，今天研發了獨特的活動，明天過後成為他人的活動主打，著作權會在三轉五轉後自動消失，甚至同樣活動設計卻冠上不同人的名字，不論是超級無敵海景佛跳牆或是黯然消魂飯，就像食神比賽的經典台詞一樣，抗議無效！

因為課程東拼西湊、內容五花八門、四處捕獵創意、堆疊豐盛吃到飽的有名講師不是沒有。重點在於講師究竟思考過活動設計的主軸是什麼了沒？有沒有試過不同的切入點可以為學員帶來了什麼？過程設計觸發了何種架構聯結？留下了多少疑問的種子？引燃的火花能持續多久？這都是莫忘初衷才能想得清楚的問題，勿讓名利與掌聲引導了方向。

生活科學－電磁－硬幣彈跳機微整形

幾年前受人所託，將一組電磁學的教具「整修門面」一番，因為當時在現場也有製作完成這組材料費要價400元的自製教具（科學玩具─電磁─硬幣選別機），而且花了將近一小時在繞線、剝線、壓合、剪切與扭轉後才組裝完成，測試也沒問題。所以既然可以增加製作的熟練度，也未嘗不是件好事。

不過剛拿到的時候有點傻眼，雖然材料與功能健全，不過卻是東貼一塊、西補一塊，就像是在木板上畫抽象畫一樣，而且電容與橋式整流器的絕緣並沒有做，讓電極暴露在外是件非常危險的事，萬一誤觸到瞬間釋出的大電流，那可是拿生命開玩笑。

雖然線路連接沒問題，但是多餘的物件不少，大部分是影響觀察的紙膠帶

由於外接電源是110V交流電，讓線路中的裸露處更顯危險

一場舞刀動槍的大手術勢難避免，剪刀、螺絲起子、尖嘴鉗、斜口鉗、焊槍等必備工具一應俱全後，也開始重新建構彈跳機。其中最危險的地方要優先處理，就是在線路連接處，像是橋式整流器就加了個寶特瓶上部，有絕緣外皮的電線從瓶口延伸出來，讓金屬接點覆蓋在瓶身內，才不會不小心被電殛。施以同樣處理的部分還有大容量的電容，這些地方都嚴禁與身體接觸，除非想躺在地上抽搐。

手術完成後，線路接法雖然未做更動，不過看起來清爽多了

寶特瓶的下半部就用做電線與插頭的收納盒，不讓電線到處扭曲

在無熔絲開關上方的漆包線線圈也重新纏繞過，確保瞬間大電流通過的時候可以產生最大的磁場，將一元日幣向上推開。線路用線夾固定在木板上，各段裸露的導線接點用焊錫固接以確保線路不脫落，最重要的還是絕緣膠帶的纏繞，讓操作時更加安全。

如此一來，不管在解說還是操作上，都能排除掉一些無謂的、不經意的人為干擾，把環境、元件、排線的安置予以簡化，而將要傳達訊息完整而直接地呈現出來，不僅解說時方便，學習時更是一目了然。

生活科學－生物－弄魚、愚弄

去年到台中新社一處風景區散心時，遊客雖多但未達爆滿的狀態，所以在歐式古堡的造景環繞下，在裡面的兩個多小時內遇到了陰晴不定的兩種天氣型態，所幸雨勢只是滴到頭上有感覺，但不致於淋濕的地步，而且也沒有持續太久，太陽就從雲層後面探出頭來了。

帶著孩子沿著湖邊走的時候，總是看到這種地方旁邊都會設置魚飼料販賣機，一罐10元雖然不是很大的負擔，一整天下來也有許多家長會應小朋友的要求而掏錢，讓池裡的魚吃到飽，而且還沒有限制。但實在是不想買，因為就是在幫人家養魚，花錢買一時的樂趣而已。

雖然我不太想，但太太看著小朋友看著別的小朋友丟飼料餵魚，最後仍是買來讓孩子開心地扔到湖中給鯉魚吃。雖然我沒有丟飼料，但是也引導小朋友丟遠一些，讓小魚可以吃到飼料，而不是全落到大魚的嘴裡，更何況牠們的身形已經具有擠到前面的優勢。

除了看著小朋友訓練臂力，我則是在一旁讓這些已被制約的大魚活動活動嘴巴。為什麼這麼說呢？因為這些習慣被餵食的鯉魚只要看到人靠近湖邊棧道，就會自動聚集過來，先卡位再伺機而動。不過我先做的是把手伸出去，這些魚看到之後便爭先恐後的浮出水面，再加上接續的動作是掌心向下、五指張合的動作，假裝丟餌食的手勢讓牠們為之瘋狂。

手掌張合的動作引來鯉魚的騷動，令人想起古典心理學中著名的巴夫洛夫的狗，這隻狗被制約成聽見鈴鐺一響，便反射性地流下口水，以為有食物。池中的魚也是習慣了被餵養的動作，只要看到人就以為有飼料吃，也不管有沒有，嘴巴張開朝上就對了，所以我像是在弄魚，也在愚弄。

科學遊戲－壓力－大敵當前

十年前參加創意資訊融入教學比賽時，邊拍邊錄製了一些多媒體當作網頁的資訊教材，再輔以手邊的一些文本資料，設計了融入了科學史的壓力課程－「大敵當前－天使之翼」，「大敵當前」涵括了固體、液體以及氣體這三種狀態的壓力素材，而「天使之翼」則是介紹對台灣影響甚大的颱風。

當時把托里切利的水銀柱實驗，馬德堡市長格里克的半球實驗史都加了進來，因為在一般的教材內都是只聞其名而不識廬山真面目，甚至僅把過程與結果簡略地用兩、三句話帶過去。在當時編寫的課程設計中，加入了一些傳統但卻有效果的科學遊戲，也使用了那時候不易取得的抽氣罐來做探究演示。

那時候做了什麼科學遊戲呢？其中一項是取材自77個簡易好玩的科學魔術一書中的「飯碗相親相愛」（後藤道夫，P50-51），操作方法就是先讓兩個相同的杯子沖淋熱水，除了趕走部分空氣之外，也因溫度提高讓杯內的氣體分子動能增加。這時候需要一張比杯口稍大的、以水浸濕的報紙隔在兩個杯子中間，不建議使用乾報紙的原因是毛細孔的存在，不能有效地將杯緣封閉，也就是容易讓杯內外的壓力趨近平衡。

兩個杯子的杯口形狀雖然不拘，但還是圓形且沒有起伏較佳

不選用塑膠杯，是因為不耐熱且受力之後易變形，反而是拿磚頭砸自己的腳

當杯內的氣體冷卻時壓力逐漸下降，杯內外的壓力差異把它們兩緊密地壓在一起，所以當手執杯子向上提起時，下面的杯子也會跟著被拉上來。要小心的就是杯子是玻璃材質，碰撞有可能會導致碎裂，所以不論對科學多有信心，操作器材的正下方最好鋪上毛巾或軟墊，以防萬一。

另一個活動就是教科書一定會出現的「終極杯墊」

不管是杯子橫放、倒放或旋轉，杯墊都因為大氣壓力及表面張力之故而不會掉落

會想要做這個活動，是因為當時手邊剛好有台灣第一名模林志玲代言的金飾廣告紙本，所以就把以她為中心，裁剪了幾張圓形圖樣，將她的倩影護貝起來，作為吸睛的大氣壓力自製教具。

橫著擺也不會掉，依兩力平衡的觀念，大氣的作用力來自右方且垂直杯墊

杯墊的尺寸只要比杯口稍大即可，也可以在另一側加裝吸盤，讓它可以垂吊

不過，設計讓學生討論的切入點當然不限於大氣壓力，事實上，它和抽氣罐實驗一樣，杯子內的水需不需要裝滿就是一個很好的探究題材。杯子內裝水的目的之一是讓杯緣和杯墊可以密合，不讓氣體輕易通過而保持密閉，至於水多或是水少也不會妨礙操作，不然的話，平均每一平方公分約1033.6公克的作用力會隨著杯口的面積而增加（F=PA）。除非想要拿起來用力上下垂直甩動，杯內的水才會對杯墊出現慣性與衝力的影響，否則就相信科學吧！

某次研習時實作的浮沉子作品，使用的是1ml的滴管與不易鏽蝕的銅釘

外面再釘裝水中生物的塑膠圖卡美化，講師聲稱塑膠圖卡是奈米防水處理（？）

最後就是大家耳熟能詳的浮沉子，將整個國二下第六章的力作個統整，不論是密度變化、力的平衡、帕斯卡原理、壓力與浮力，都可以在這個活動中做個小結與應用。也可以在其變化的形式中融入牛頓運動定律的初探，是個簡單又易上手的科學遊戲。

經過了十年的閱歷，多次回頭看看這份因為喜愛「大敵當前」這部電影而訂為壓力教學主軸的教案，可以增刪修改的部分有很多，能加進的活動素材與替代方案也不少。但是選擇多了，要把全部已知的活動都帶過一次嗎？當然不是，而是安排讓學習責任回歸到學生身上，思考如何串接以達到最大的教學效能，安排切入點以增進學習的刺激，並不是酷炫的花火放完又再次落入漆黑的世界，而是要讓每個活動具有意義，迷霧也會隨著探索的過程越來越少。