沙和土的實驗－快樂是自找的

2010年3月4日星期四下午21:24

今天二年級生活上的是沙和土的實驗，課程目的是透過一些觀察與操作來比較沙和土所擁有的不同性質。

首先，進行的是幾個比較簡單的觀察，用眼睛看一看，用鼻子聞一聞，然後用手去摸一摸。看起來顏色有什麼不同？聞起來有沒有味道？摸起來哪個比較舒服？有沒有刺刺的感覺？在做這樣的觀察時，每個人都可能會產生不同的答案，有人覺得臭，有人覺得香，有人覺得泥土摸起來比較舒服，有人卻覺得沙子摸起來刺刺的比較舒服，課本往往有一個「標準答案」，彷彿學生觀察的感覺跟課本不同，就一定做錯似的，但是，讓學生有這樣的感覺，反而會抑制他們動手操作的動機，對於未來培養科學素養較為不利，因此，我總會要他們寫下自己的答案，只要是親手操作、親自感受過的，不管答案跟課本一不一樣，都是對的！

最近看到一篇paper，談到的是從科學史去學習科學素養，裡面說的很有道理，現在的科學教育總強調「標準答案」，強調「程序性學習」，學生必須依照實驗準則去一個一個步驟執行，最後的結果應該要符合理論預期，過於強調的結果，就是學生失去了發現的樂趣，失去了探究的精神。事實上，真實的科學研究歷程，是不斷翻新從前的知識，不斷挑戰既定的真理，就像哥白尼和伽利略挑戰太陽繞地球轉動的標準答案；真實的科學研究結果，往往要能面對多次的失敗，並且要接受失敗並解開失敗的原因，就像Mendel將豌豆交配的數據與他預期的互相比較，發現有不符合的地方，就視為誤差，後來Morgan探討這些誤差，發現誤差是染色體在減數分裂時，染色體交叉交換了基因產生的結果，進而會出染色體的基因圖譜，Mendel捨去的卻是有更大科學意義的東西。因此，在科學教育上，又怎麼要求學生接受書本上的標準答案，反而忽視眼前操作的結果呢？

搓一搓，乾的沙子和泥土能不能搓成球？有人拿著一小陀，就說可以搓成球，當然實驗雖然有彈性，不過，也不能無限上綱，必須要大球才行！

第一節課的觀察都算容易，第二節課就比較困難了，我們要瞭解沙和土的吸水性和沈澱性，將水加進來，就得控制好，以免讓環境髒亂得難以收拾。

吸水性的實驗設計，要小朋友用兩個小盆栽，分別裝八分滿的泥土和沙，為了公平，兩邊都要夯實，壓到不能再壓為止，當然，小朋友要夯實實在不容易，只能要求他們覺得夠緊時，必須舉手讓我去檢查，檢查的時候在用力幫他們壓下去。

夯實後，將沙盆和土盆分別放到透明杯上，然後在盆栽上面各加半杯水，看看哪一盆的水會透出來的比較多，多的就代表吸水性較差。

這個部分實驗結果跟預期不同的就比較多了，觀察小朋友在操作的過程中，怎麼倒水會影響實驗結果，一口氣半杯全部下去，和慢慢的讓半杯水下去，結果會不同，究竟是不是真的夯實，結果也有差，甚至於有人看半杯下去，兩邊都沒有水滴下來，就開始猛灌水，整個實驗就不在實驗控制之內了，也因此有些組的結論是沙子吸水性較好，面對這樣的實驗結果，也只能讓小朋友如實紀錄。

最後，沙子和泥土哪個比較快沈澱？

我在大桌子上放了兩個較大的透明筒，分別裝五分之一的水，然後要各組把溼掉的沙子倒入其中一筒，溼掉的泥土到入另外一筒，收集完大家的溼沙溼土後，統一操作給大家看，經過朱老師的攪拌之後，哪一邊的沙或土會先沈澱下來，讓上面的水看起來比較乾淨，雖然兩邊的沙和土的量並不相同，水量也不相同，不過實驗結論倒是符合預期。