科學玩具－數學－四角拼圖

科學玩具－磁學－磁內卜

在許多年前到遊樂區買到一組Decision Maker（我自己是稱它為「磁力抽籤組」），當時為它的簡單構造和神奇效果感到驚為天人，原來磁力的玩法也可以從桌面上進階到空中，也就是從2D進入到3D，不再只是理論運算與現象觀察，而是讓概念呈現在眼前，活化大腦的運作。

這組可以二人至四人參與的玩具過幾年後也被出版社列為磁力單元的教具之一，所以包括自己原本的就已經有兩組了。原本的構造很簡單，分別為一個圓形底盤、四個圓盤型小磁鐵、一個鋼製支柱、一個磁力球，以及連接支柱與磁力球的不鏽鋼條。功能也很簡單，就是讓磁鐵之間的作用力發揮就好了。不過有個缺點就是它最多只能讓四個人玩，如果想每個人都可以製作呢？

後來在日本教授左卷健男的書中看到自製的「輕飄飄的幽靈」版本，各部位材料換成了空盒子、線、鋁線等等，才想說要來動手做一個自己的版本，不過要選些較為不一樣的素材，而且要有現代感一點。實際測試之後，書中的鋁線過於質軟，磁鐵搖擺時容易晃動，再加上安裝在空盒子底面，凸起的部分會讓晃動更為劇烈。

為了讓作品更為完善，材料也易於取得，因此選擇了光碟來代替空盒子，因為不透明的塗料層同樣起了隱蔽磁鐵的效果，再來就是反射面是轉移注意力的利器。磁鐵的部分使用雙面膠固定，鋁線與光碟之間則是用熱熔膠包覆住，輕飄飄的幽靈換成了圓紙盤，而風箏線則換成了縫衣線。

這就是完成品，我將它命名為磁內卜第一代，因為它是在圓盤面內利用磁力來占卜

比起原始的版本，操作起來的效果有過之而無不及

在製作的過程中，其實都會發現一點，就是書上所說的都是簡化過後的步驟，而真正動手去做了，才知道原本的想法、做法與實際上的差異。像是原本底盤上的磁鐵和鋁線都是用熱熔膠黏合，以為一槍在手，妙用無窮，殊不知熱熔膠在使用量上的差異會變成底盤傾斜、不穩的重大影響因素，幾經思索之後才換成雙面膠，讓變因得以控制。

在科工館的科學營中，我讓小朋友製作的是磁內卜第二代，很歡樂的感覺呀！

移除鋁線的黏合過程並增加了「靈動力量」，讓操作起來更「人性化」

這個手作玩具的效果當然很神奇，但是最妙的地方並不是在這裡，而是在製作過程中的每一個環節都是影響效果的重大因素。除非是電腦標準化作業流程，不然每個作品都是獨一無二的，舉凡磁鐵的大小、磁鐵的位置、磁鐵的形狀、繩子的粗細、懸吊的位置，乃至於擺動的初始方位與力道等等，都是影響最後停滯的關鍵變因，必須謹慎以對。

如何減少並控制實驗不穩定的因素，人是重要的關鍵。對於讓學生體驗探究過程的面向而言，這是個非常棒的體驗學習素材，也讓磁力的學習不再只是「同性相斥、異性相吸」的口訣而已。

生活科學－物性－造紙術

在沒有紙可以書寫記錄前，古時候各地的人種如果有任何想法或需要紀錄的事件，就必須透過利用石頭、葉子、樹幹、動物的皮、外殼或骨頭、麻布、絲綢、金屬銅板或鉛板，甚至是蠟板等等方式，將想法和訊息儲存下來。

中國古代則是使用墨汁在規格大小相同的木片（簡）或竹片（牘）上寫字，再用皮帶或麻繩將其串接在一起，形成笨重的竹簡書。雖然有其他的選擇，像是保存性較佳的絲綢，質韌且輕，可是因為過於昂貴，不是ㄧ般人所負擔得起。隨著政經文化的發展，人們需要用更簡便、理想的材質來書寫，於是在造紙的歷史中，蔡倫拔得頭籌。

他在前人造紙的基礎上，把漁網、樹皮、麻頭、破布當成原料，發展出較為完善的造紙方法，這種經濟、普及的紙就稱為蔡侯紙。在造紙術發明的千年後，西方才建立第一個造紙廠。台灣的造紙工業很發達，有些觀光紙廠將造紙工具與流程的演變以圖示、看板與解說導覽等多管齊下的方式，將廠內的特色傳達出來。

另外一個賣點是將手工抄紙、脫漿、烘乾等等製紙的過程披露在參觀民眾面前，其基本原理仍跟蔡倫造紙的方法雷同，所以在一個展覽區做靜態的吸收後，也能在另外一個工作區親眼觀看到師傅們精湛的手上功夫，如果能專心聆聽導覽人員精闢的說明，將不再是走馬看花而已。

除了造紙技術的再現以外，有的觀光工廠則走向紙工藝的設計方向，可以說是賣一種感覺，也有另外一種是呈現紙的韌性與堅固，不妨說是呈現多種功能，所以在附設的賣場中，不難看出這間觀光工廠著重的面向。

再生紙也是一種重要的循環，不論是一般的辦公用紙還是清潔用紙，甚至是切碎的鋁箔包也行（當然塑膠和鋁箔得盡量挑除），利用果汁機將細碎的廢紙與水打成紙漿，再加壓瀝乾後，也是一項環保體驗。如果密實過程中添加一些植物葉片，也是獨特的風味。

延伸閱讀（科技大觀園）－－
印表機的科學淬鍊

科學玩具－運動學－陀螺繩功

陀螺是一種形狀怪異的玩具，不但頭重腳輕，而且重心高於支點，怎麼看都不符合穩定靜置的條件，除非有支架，不然平時要它站起來是不太可能的。不過怪異的地方就在這裡，雖然先天不良但後天可沒失調，利用旋轉使角動量守恆能使得陀螺的轉軸定向。

之前在科學玩具─運動學─拉線陀螺中有提到過繩子是手部對陀螺作功的延伸設計，增加的是作功距離。不過施力必須要有技巧，如果所給予的力量僅夠維持陀螺轉速的話，也就是力量被抵銷（不論抵銷的原因是出自慣性或摩擦），不足以使速度產生變化，那麼陀螺所具有的功將不再增加。

一手握持固定陀螺的柄，另一手要快速拉扯纏繞在轉軸上的繩子

個人認為轉得漂亮的陀螺是轉軸可以長時間定向的轉法，穩定而優雅

所以拉繩子的時候，最好是越拉越快，可以拉多快就拉多快，而不是將陀螺拋出去就好。繩子纏繞的時候也有小撇步，要盡量一圈一圈、一層一層地整齊排列，拉的時候才不會產生不必要的、方向不完全一致的外力或力矩，讓轉軸長時間維持一定。如果能做到這樣，陀螺面上的圖案在混合時會較為一致，出現殘影的機會較少。

如果在陀螺上鑿洞或穿孔，則會成為具有附加功能的陀螺，也稱為地牛，顧名思義，就是在地上邊快速轉動邊發出如牛低鳴般的哞聲。成因就在於中空筒狀的陀螺側邊挖鑿出孔洞，讓氣流流經劈狀物時產生邊棱音（edge tone），不同的轉速有不同程度的聲響，再加上以前多以中空竹筒為製材，所以又稱為空竹。

地牛又稱為空竹，聲音隨轉速而有變化

跟必須將氣體吹進去的哨子不同的是側邊的缺口是讓空氣被動地流入

轉軸固定是因為角動量守恆所致，但是物體的旋轉軸可不僅止於垂直地面，而是任何角度都有可能。有種稱為陀螺儀的定向工具，也是一種玩具，現今的飛行器裡也安裝了這種感測裝置，只要中間的轉子開始轉動，便能發揮功能，而且轉速越快，抗拒方向改變的趨勢越大。

另外一種跟繩子有關的玩具變形而成為溜溜球，但轉動機制不同，跟繩長也無關

未施加外力時，也能因為重力力矩而轉動，並在繩子最末端反向轉回向上

溜溜球一開始啟動時，滯空時間短、轉速快且立即回到手中，所以定軸性高，較難感受到橫向轉動。但是當轉速不高時，便容易因為棉繩的扭力矩而有水平轉動的趨勢，這種現象在玩完溜溜球之後將繩子自然垂降時會特別明顯。