科學玩具－熱學－自製走馬燈

在國中階段的教學中，應該將概念與生活建立連結，並且融入探索活動，而不僅止於知識建立。因為唯有從無到有的過程中，才能發現問題所在，進而思考理解、搜尋嘗試、進而有效解決問題。

以製作走馬燈為例，初階的問題就是在自己做的過程中出現。看人家做是一回事，自己做又是另外一回事，在腦海中的模擬訓練是必須的，但是實際上卻有可能面為接踵而至的狀況，真實世界並非理想化環境。

第一次做，可以先用自己的想法做，不要按圖索驥（先在杯底割出8片扇葉）
發現轉動效果有限，隨即思考、找出癥結點

一開始，在杯底割出扇葉就會面臨問題，考驗的是規劃與執行的能力。有些人會直接出手，不在意扇葉間隔與大小，有些人會規劃好間距與角度再動刀，但畢竟腦與手協調性因人而異，實際上割出來的模樣和理想中會有落差。想割出幾片扇葉，就是其中一項變因；扇葉摺起的角度，又是另一項變因。

另外一個影響的因素則是工具，合適的工具讓狀況迎刃而解，隨便拿的工具只會讓人心情不美麗。初期下手畢竟不比電腦執行精確、到位，也就是實力和運氣兼具，但執行的次數越多，熟練度越增，能將人為的誤差影響降至最低。

側邊再等距割出4片扇葉，杯外印有縱橫交錯的線條，切割起來方便許多
轉動效率大幅提升，有效解決空氣對流的問題

由於選用的紙杯杯緣大小與白熾燈泡圓周長相近，燈泡未被紙杯覆蓋的部分也同時對周圍氣體加熱，熱空氣雖然還是上升，但從杯緣進入補充的冷空氣有限，便發現紙杯要轉不轉的。也就是必須另闢途徑，讓冷空氣得以順利進入杯中補充，因此在側邊另開四片扇葉，看看效果如何。

 

支撐紙杯的支柱與杯底間的摩擦，當然也是影響因素之一
若是使用從乾電池拆下來正極金屬片搭配注射針頭，可大幅降低轉動摩擦

當然在扇葉的順時針或逆時針的安排上，可以花點巧思，每個人可以設計不同的扇葉開口排序與對比，全部開同一邊當然會轉得比較順暢些，總是要證明看看得好，不需要每次都做「想像實驗」，有些扇葉開不同邊也是另一種方式，杯底和側邊開口的方向不同也不錯，總是不要書上說什麼就是完全相信，做做看之後就是自己獨到的經驗。

 

雖然白熾燈泡的價格相對便宜，但是後續使用的耗電所費不貲
在節能省電的各式LED照明設備夾攻下，白熾燈泡已經是快絕跡的時代產物

白熾燈泡的能源轉換效率不高，大約只有10 lm/W，也就是一顆100瓦特的白熾燈泡才能達到1000流明的照明效果，大部分的電能都變成了熱能，用久了可是燙得很，即使關燈了仍要小心，徒手換燈泡就像是拿到燙手山芋般，畢竟玻璃不是電與熱的良導體，還是隔著手套或抹布拿著比較安全。

 LED燈泡難道不會燙嗎？哪有這回事？電流通過封在燈泡內部的元件，燈體溫度一樣會上升，照樣熱死自己，所以不建議將LED燈泡放在密閉環境中（例如崁燈＋燈罩），無法散熱的環境只會讓晶片縮短壽命，被自己排出的廢熱悶掛了。咦？下場怎麼有點像釀造酒裡的酵母菌被發酵後的酒精灌醉一樣。

科學玩具－物性－溶怪記事簿

很久以前，大創的玩具區還有這個翻譯成「溶怪記事簿」小玩意兒，從日文原意來看，就是妖怪便條紙的意思，也難怪包裝封面上出現殭屍、蝙蝠和骷髏頭；從英文「Dissolution Memo」更容易看出它的功能，也就是會溶解的備忘錄。既然會溶解，那麼在水龍頭下沖水，便可將便條紙破壞，使得文字無法辨識，這就是它的玩法。

玩法很簡單，先在便條紙上書寫圖文，讓其在水中浸濕
輕輕搖晃，即可將紙張纖維溶解

這裡的輕輕搖晃，其實是加速溶解、分離的過程，就如同鹽或糖放在水中時，玻璃棒的攪拌起了加速溶解的作用，說明書中所建議的搖晃動作也是提供擾動，紙張與水相對的運動使得紙張纖維較容易分離開來，比起靜置久候的效率更高。

包裝裡共有15張便條紙，摸起來較一般的影印紙粗糙，沒有上漿的平滑感

請女兒幫忙寫幾個字，結果寫了她的心聲……

一開始，當然要做對照組的實驗，所以就將便條紙直接放在水中，等候它的分解。不過這一等還真久，可以看到它被浸潤濕透，但是便條紙的纖維還是非常團結地在一起，紙上的字跡仍可辨識。用攪拌棒撈起時，水的重量才讓纖維撕裂開來，不過，只要小心或力氣小一點，還是可以保持其完整性，這讓我聯想到撈金魚的紙網。

 剛開始攪拌時，可觀察到有被擾動到的部分纖維開始現形

隨著攪拌過程漸長，纖維出現的數量越來越多

便條紙由短纖維組成，乾燥後依靠彼此的附著力結合在一起
沒有其他的複合媒介，所以容易遇水而分解

短纖維的組成在橫向及縱向結構上的結合力均不大，便條紙的韌性明顯不足，所以靠的就是「壓密」，讓好幾層的短纖維有機會疊合交錯在一起，乾燥後才不易散開來。再生紙也是將原本的纖維摻水、打散、打斷、重組，再製作出可重複使用的紙張。

心裡不由得這麼想，這種便條紙跟可以丟進馬桶沖掉的平版衛生紙有什麼不一樣呢？衛生紙剛丟進馬桶時，經過一段時間同樣不會散開，而當馬桶沖水時，水流的擾動才會將衛生紙沖散，馬桶才不會阻塞。想一想，還真的好像，所以溶怪記事簿……也可以放在廁所中使用？

科學遊戲－化學－大象的牙膏隱藏版

大象的牙膏隱藏版其實就是噴射加強版，在單位時間流量相同的情況下，截面積越小的，流速會越快，而截面積越大的，流速則較慢。因此，如果拿量筒立於桌面做為實驗容器，那麼生成物（加泡泡）到了出口處，就是以柱狀型態長出來，若是以圖中的「塑膠滴瓶」做為容器，當生成物（加泡泡）充滿容器且到了尖嘴端時，在壓力急遽增加下，使得泡泡帶著生成物直往上噴，這種道理就像水槍、噴槍一樣。

舉個例子來說，曼陀珠加入可樂時，突然出現的凝結核導致二氧化碳大量湧出而出現可樂噴泉的現象，如果實驗過程中不是用既有的汽水瓶呢？又或者，醋酸加小蘇打所模擬的火山噴發實驗中，岩漿噴發的出口是很小的呢？

不過，要做這種嘗試，得在空曠的地方，除了護目鏡等安全裝備以外，還需要擁有矯健的閃避身手，不然不建議嘗試。

 

為避免反作用力過大、不均而導致傾倒，建議將滴瓶黏在底座上

研習記錄－消失的材料費

106年10月6日，一封來自南投的教師研習邀約信件來到了電子郵件信箱中，認識的學長口頭請我在106年11月28日（二）09：00～16：00去竹山國中上一整天的「自然領域主題試探究式課程」，材料費每個人次是200元，預計名額為40人。換句話說，可以有8000元的額度可以使用，當然我不會用那麼多，而且使用多少材料費得依實際報名人數而定。

 

竹山國中只是研習承辦學校，也就是提供場地和支援人力，經費核銷是由信義國中負責，和邀約學長的學校又不一樣，雖然分為3個不同的學校，但是再怎麼說，都是國教輔導團統籌的。

而到了11月24日，我還沒收到來自南投的正式公文，無法證明去擔任講座，根本不能請公假外出。寫了封信詢問邀約人，才知道負責此項業務的南投縣政府承辦人考上高考去受訓，在交接過程中出了問題，邀約學長趕緊聯繫輔導團召集人－信義國中校長處理。

由於作業不及，邀約人詢問研習是否能延至12月19日（二），同樣都是星期二，當然沒問題，而且課程材料早都買齊，發票或收據都已開好了呀！ 

12月11日收到研習公文，可以請公假外出。12月19日也起了個大早，6點多就開車北上往南投方向前進（由於未編列交通費，所以講座的交通往返要自理）。

我的習慣是比正式上課時間提早1小時到，除了準備材料的配置、資訊設備的測試，也讓心沉澱一下，畢竟是對來自南投各地的自然老師們分享教學心得及應用。一整天下來，竹山國中校長全程在場聽課，行政同仁的支援恰到好處，參加研習的夥伴們給的回饋也讓我的收穫滿滿。

 

由於經費核銷是由信義國中負責，所以鐘點費和材料費要核銷完才能匯撥，因此竹山國中校長有先告知會晚一點，這兩筆費用最慢在107年1月中旬就可以收到了，畢竟是106年的經費。

可是，到了107年1月27日，郵局帳戶裡絲毫沒有任何動靜。於是寫信告知當初邀約的學長，希望能幫忙問一下講座鐘點及材料費用核銷進度。為什麼會問呢？因為會計年度是以一整年（1月1日～12月31日）為單位，106年的經費早就已經關帳、執行完畢，不應該到1月底了還在執行、核銷。

邀約的學長回覆說已請信義國中校長處理。

好吧，既然這樣說，我就再等等看。這一等，2個月又過去了…… 

107年3月17日，除了告知邀約的學長郵局帳戶絲毫沒有起色（還沒收到106年12月19日鐘點費和材料費）以外，也要到信義國中校長的電話，畢竟三番兩次透過學長詢問也不好意思，而且學長也已轉知信義國中校長很多次（學長說校長會去了解處理），經費核銷的問題本來就該找經手的單位。

真的想致電詢問是不是我所提供的資料或是哪個環節出了問題，造成執行上的困難。總該有個緣由，但卻一直遲遲沒有下文或說明，即使研習結束已經過了3個月，也不想繼續空等。

 107年3月19日（一）上午致電信義國中校長。校長表示經費是屬於107年度，會計也已經將憑證送到教育局，但是他擔心的是「排單」……？

這跟當初研習時竹山國中校長所講的完全不一樣啊！研習是由106年11月28日延至同年的12月19日，用的卻是107年的經費？但是心中的想法不方便講太明，所以還是請信義國中校長再幫忙關心、追蹤後續進度。 

107年3月30日（五）下午特地請假，去郵局領取來自信義國中的掛號信，過了那麼久，終於等到了！只是打開信封後，心涼了半截！裡面只有鐘點費（支票），那……我所墊支的材料費呢？檢查了幾次信封和地面，確定材料費沒有附上。

當下馬上致電信義國中校長，告知已收到鐘點費（支票），但是沒有收到已經在106年11月自行墊付的材料費。然而校長告知該校會計主任已經下班，他也不知道有沒有將材料費匯給廠商，這部分尚無從查起，只能等會計主任明天上班後才能查到款項的流向。

信義國中校長表示，如果款項是匯給各家廠商，他猜想應該是竹山國中轉交單據給信義國中時，沒有註記材料費已經由講座先行墊付，所以信義國中的會計才會這麼處理。若明天查到真是這樣，也只能「請我去向廠商要錢」。

我無言了，真的是第一次遇到這種情形！當初從教育局承辦的交接、到現在這樣的核銷撥款，每個環節沒有扣好時，問題便會浮現。等了那麼久，如今還要求上課的講座自己得花時間、外出去向各地的廠商解釋發生了什麼事，然後拿回墊付款項？我不想因為他人的錯誤來浪費更多時間！

事已至此，也不想再花時間追那5千多的材料費了，因為生命應該花在更美好的事物上，就當作是跟南投的老師們交個朋友的驚奇之旅。

生活科學－視幻覺－旋轉風向計

2011年1月31日經過淡海新市鎮時，聽在路邊拍下這一幕。風速計或風力發電機的旋轉方向可以經過個人的大腦判斷與解釋，決定成為順時針轉動或逆時針轉動（或許與實際轉動方向不同）。尤其是風速變大、轉速加快時更為明顯，透過背景、遠近、視覺線索這些條件，讓觀察變得更有趣。

 

轉速慢→

 

轉速快→

相關文章：生活科學－視覺－向左轉？向右轉？

生活科學－浮力－天燈

2011年1月31日的平溪鐵道上，天燈下綁了一串鞭炮，天燈邊上昇，鞭炮邊劈啪作響，除了多付一點錢聽聲音以外，願望應該還是達不到天聽。

話說，我只是路過的路人……或許旁觀者清。

 

生活科學－浮力－等間隔泡泡產生器

科學玩具－力學－出氣球

曾經在部落格中出現過的黏球玩具－黑豬
倒不是重現江湖，而是照片是2014年拍的，那時候王小胖還是國小生

有一種叫做「出氣球」的玩具，很久以前流行過一陣子，雖然消聲匿跡過，不過隔了幾年又出現在夜市或是玩具商的攤架上，造型多變，有的呈球型、蛋型，還有的外觀是水果的模樣。如果不動它的話，似乎就像是一個正常的擺飾，但摸起來卻是軟軟的，表層具有黏性。仔細一瞧，就像是個灌了水的氣球般，只是它的皮厚了許多。

 

出氣球的材質和特性相當特殊，怎麼摔、怎麼打都不易損壞
也不易讓遊戲者受傷，適合精力旺盛的小朋友們拿來玩耍，倒不是真的拿來出氣

造型與種類繁多，有水果類的草莓與柑橘，也有老鼠和雞蛋
不限於球狀，但材料的性質讓外觀大多是圓滾滾的

出氣球受力之後會產生形狀變化，並且具有可以回復原狀的彈性恢復力。若是將它向堅硬的地面上丟，在撞擊瞬間發出一聲「啪！」的聲響，同時形成一塊扁扁的「爛泥」，而且越用力聲音越響，也就越扁平。此時再發揮它的黏性附著在撞擊面上，攤開面積越大黏得越牢，恢復得也越慢。

「啪！」的一聲，撞擊面攤平在平坦的磁磚上，離撞擊點越遠的厚度越薄
越薄的地方越透明，而中央是深色而不透光的團塊

出氣球的材質是矽膠，裡面裝有水分和氣體，所以才能藉由材質本身的彈力恢復原狀。由於玩的過程中會接觸到不同的材質，當然免不了也會沾黏灰塵、毛髮之類的髒污，所以黏性會越來越弱，要是置之不理，就很難在黏附在任何表面上。使用清水沖洗雖然可以將明顯的髒污去除，不過也會將黏液一併洗去，雖然進行了表面清潔，但黏性也因此不復以往。

 

黏附的地方不只是完全貼平，而是將來不及脫離的空氣也一併打趴
出氣球邊緣的這些圓圈並不是破洞，而是大小不一的氣泡

即使在丟的過程中，也記得不要將它往木板或水性油漆粉刷過的牆壁上丟擲，因為出氣球表面有一層黏液，與碰撞表面接觸時會殘留並滲入內部，將留下洗刷不掉的痕跡。最好是將它丟在地板磁磚上，只是必須小心不要用力過度，免得造成運動傷害。

使用在填充水的水球握起來和填充氣體的氣球感覺是不同的，其中最大的差別就在於用途的不同致使氣球膜的厚度出現差異，水球的膜比較薄、容積小而易破裂，而氣球的膜稍微厚些，能撐大許多。當水球撐得渾圓飽滿時，只要稍微有點外力，就能讓它破掉，便是薄膜繃緊時的張力與液體的不可壓縮性。

用力擠壓在出氣球上，出現的是形狀的改變
雖然不至於破裂，但難以壓縮的液體造成不同部位的膜的厚薄出現差異

外力作用在飽滿的水球上，力量穿透過薄膜傳遞到裡面的液體，液體能傳遞作用力，但卻無法將力量吸收或宣洩掉，薄膜因而破裂。而出氣球的膜厚了許多，可以承受更大的外力，僅是變形或變薄，沒那麼輕易被破壞。

最早入手的是荷包蛋型態的出氣球，但是放久了以後，它卻越來越膨脹，竟然有氣體出現在裡面，而且還越來越多！？玩弄久了，黏性逐漸消失，鼓鼓的外形就像未裝滿水的水球，一點都不像扁平的荷包蛋。那麼，它比較容易破嗎？思考看看！