地球科學就是生活, 戶外是地科最佳實驗室

「為什麼天上的星星會一閃一閃的?為什麼夏天常有颱風?」這些問題其實都是地球科學所探究的領域。要想培養孩子優秀的地科能力,獨立思考、探究成因的能力、出野外實地體驗摸索,與科學知識同等重要,也才符合美國教育家杜威「做中學」的主張。

親子共學系列6

孩子正懵懵懂懂的探索這個世界,身為父母的你,可以如何在旁邊幫他?針對英文、數學、閱讀等重點科目,如果可以協助孩子打好基礎,具備必要的學習能力,孩子進入小學接受正式體制內教育之際,有機會輕鬆接軌。不必擔心自己基礎不夠好,只要比你小孩程度好,你就可以擔任孩子的超級家教!自2015年9月起,《未來Family》隔月推出親子共學系列報導,以學習能力分析、專家建議及實戰經驗,與家長分享親子共學的方法。(本單元單數月推出)

「為什麼天上的星星會一閃一閃的?為什麼夏天常有颱風?」這些問題其實都是地球科學所探究的領域。要想培養孩子優秀的地科能力,獨立思考、探究成因的能力、出野外實地體驗摸索,與科學知識同等重要,也才符合美國教育家杜威「做中學」的主張。

 

想幫助孩子增進地球科學的基本功,其實並不難,無論假日一起外出,暢遊月世界的泥火山地形、到墾丁海岸看珊瑚礁、或在家突然碰到地震,父母隨時可以機會教育,導引孩子對地質學、氣象學、海洋學和天文學的興趣。


只不過,即使常常出遊,不少孩子在地球科學方面,卻仍表現平平?專家說,地科要學得好,統計、物理、化學都要不錯,生物(古生物演化關乎地質)也要懂一些。對家長來說,有哪些方法可以幫助孩子學好地球科學呢?


從小培養「環境覺知」的敏感度
台北市立大學地球環境暨生物資源系教授許民陽表示,低年級以下的孩子,建議先從「環境覺知」開始,培養敏感度,如:「感覺到」這裡的海邊都是沙、其他的海邊是岩岸;中年級則給予知識,讓孩子知道地景的多樣性、有哪些差異,及其背後的原理;高年級以上則開始探究背後的原因。


培養科學能力,除了有科學知識,還必須有思考及探究的能力。許民陽強調,科學精神最重要的就是追根究柢,思考現象背後的原理,而不是只看表相。


根據「國際學生能力評量計畫」(PISA)的結果,台灣學生的科學素養表現,解釋科學現象的能力頗佳,但科學舉證、形成科學議題的能力較弱。高雄市文府國小老師莊婷媜指出,「參加科展就是培養孩子的探究能力,」她今年指導學生以學校附近水泥廠造成的空污為題,參加全國科展拿下國小組地球科學科第一名,從觀察、提出問題、假設、設計實驗、歸納到推論,是一個扎實的學習過程。


體驗是生活裡最好的學習方式
國小退休老師王寶勛認為,「生活中實際體驗,是最好的學習方式,」父母可以在日常生活中,提供孩子各式探索的機會。


在女兒念小二、小三時,王寶勛就給她一台相機隨身帶著,看到有趣的雲,女兒就拍下來,有些雲長得像羽毛、有些像花椰菜、有些是一大片的,她還替這些雲取了名字,王寶勛再慢慢教她什麼是積雲、卷雲等,「一下子教小孩10種雲的正式名稱,絕對會搞混。」


「生活經驗夠豐富,讀書相對就簡單,」王寶勛說,因為得到的知識不是靠硬背死記而來。他觀察,那些爸媽不「宅」的小孩,上課時眼睛都是亮的、充滿好奇心。


以下是專家老師們,所提供如何與孩子們一起探索地球科學的小撇步。


方法一、到戶外接觸大自然
大自然才是地科的主體。許民陽建議,父母不要怕麻煩,多帶孩子接觸大自然、在戶外邊玩邊學,但前提是一定要做過功課。他不僅帶孩子環島好幾遍,甚至跑遍美國、加拿大,親身見到台灣未有的特殊地質,如冰川。


許民陽說:「引導孩子喜歡大自然和地科,而且看得懂其中奧妙,不僅可以訓練思考的寬度和深度,還可以陶冶性情和開闊的胸襟,一輩子受用無窮。」天地無邊,天文討論的甚至是宇宙,「你會發現,學地科的人都很開朗,」許民陽笑說。


方法二、參觀博物館
許民陽推薦大家不妨常常去參觀博物館,以自然科學博物館來說,展出重點包括:地球的演化形成、生物的演化(如化石、恐龍、長毛象等),以及地質現象(如地震、火山、造山運動),可以有系統的吸收地科的知識。


身為博物館迷的許民陽,到國外必參觀博物館,澳洲雪梨自然科學博物館、維也納自然史博物館、日本上野自然科學博物館、加拿大恐龍博物館等,都有他和孩子的足跡,有些博物館還可以讓孩子體驗採化石,十分有趣。


方法三、從生活事件去思考現象成因
新北市沙崙國小老師余俊樑認為,生活中的事件或現象是學地科很好的切入點,可以讓孩子練習用科學方法去思考和解釋發生的原因,甚至是預測將發生的事,例如:看氣象雲圖,預測已成形的颱風可能行進的路徑。


7月尼伯特颱風,許多人批評氣象局預報不準,「到底台灣的氣象預報準不準,也可以找出氣象局歷年來的預報圖討論,」余俊樑說。


方法四、養成閱讀的習慣
余俊樑表示,閱讀是傳遞知識最重要的方式,讓孩子多閱讀,閱讀的領域愈廣泛愈好,學的東西愈多,各個領域的整合能力就會愈強,「知識需要整合才能貫通」。


方法五、持續記錄的習慣
「閱讀,加上記錄的習慣,可以訓練孩子找出問題的能力。」余俊樑指出,舉凡五官所感受到的任何東西,通通可以記錄下來;他會問孩子幾個問題:「你有找到什麼規律?或覺得有什麼奇怪的地方嗎?從何發現?」余俊樑說,「除了找出問題之外,找出規律也是好問題。」


羅東成功國小老師李冠霆認為,不要急著直接告訴孩子答案,讓孩子學會如何觀測及記錄要點。他帶孩子們做科展時,孩子在顯微鏡下仔細的量水蠆的長寬大小,共記錄了100多筆資料,培養耐心之餘,也訓練孩子思考、自我學習的能力。


方法六、動手做,引發好奇心
莊婷媜表示,「動手做,能夠引發孩子的好奇心,也是學地科的重點,」藉由模擬實驗,提升孩子對科學原理的理解程度。例如教河水的變化時,莊婷媜會自製大大小小的保麗龍球,當成石頭,背貼磁鐵,在黑板上畫河流,問學生:「乾涸的河川如何判斷哪裡是上、下游?」讓學生上台試著搬運保麗龍球,想像流水如何沖刷石頭、哪些大小的石頭會被搬動?將河川上千年的演化過程,透過課堂互動和實做,讓孩子理解。


動手做實驗,也有助於釐清思考方向。幾年前,台東金帥飯店倒塌,為什麼飯店會倒?余俊樑發下空照圖和裝有泥土、打小洞的淺盆,讓學生分組、在泥土上模擬金帥飯店的興建地點,除了將2D圖轉成3D立體,還融入了數學比例尺概念。


而後,用裝水的保特瓶模擬下大雨,對著房子沖水。實驗結果出來,每個孩子都很清楚,原來飯店蓋在河流的侵蝕面、地基被雨水掏空,所以才會驚天一倒。


對孩子來說,透過動手做實驗,抽象的概念就變得具體許多。例如氣象預報常提到冷暖鋒交會,王寶勛會用二個壓克力箱,一邊裡面放裝熱水的器具,一邊裡面放裝冷水的器具,然後把中間的隔板抽掉,可以看到冷暖空氣的交會處長出一條雲帶,書本上的知識立刻變得可親許多,不再冷冰冰。

 

手機變顯微鏡,人人變科學家

台大應用力學所的助理教授江宏仁,在臉書成立「科學 Maker」社群,研發出手機顯微鏡、手機光譜儀等小型裝置,提供工具幫助大家去探索、觀察自然,希望帶動分享科學知識的風潮;只要把手機放上裝置之後,手機就有顯微鏡的功能,放大倍率可達100 到300 倍。江宏仁每隔一段時間會開放登記,有意申請的人自由贊助、金額不限,對自然科學有興趣的人十分友善。
羅東成功國小老師李冠霆在課堂上運用江宏仁的手機顯微鏡,結果學生都變成好奇寶寶,從岩石的切片、花草的表皮細胞到蟑螂的觸鬚,什麼東西都想放到顯微鏡下看。

 

不同年齡層學習地科的重點

新北市沙崙國小老師余俊樑給不同年齡孩子的學習建議如下:
1.小一、小二:儘量讓他們多體驗、接觸大自然,現場感受環境不同的特色,並產生興趣。
2. 小三、小四:讓孩子有機會動手操作、進行探索,可以給孩子較陽春的望遠鏡、放大鏡或相機,讓孩子記錄過程,是否能觀察出規律性或特殊之處。
3. 小五、小六:建議讓孩子挑戰比現有程度(能力)再深一點的探索,鼓勵孩子探索已經知道的知識,其背後生成的原因,思考如何設計出可行的實驗方法。

 

過來人經驗分享

在自然中長大的孩子-師大地理系博士生游牧笛

76年次的游牧笛為師大地理系博士生,從小就對地質、地形很感興趣,一路從師大地理系、地理碩士念到博士班,所學專業為地形和自然地理。


游牧笛回憶,小時候他很喜歡讀書,常跑圖書館,因為爸爸喜歡自然環境的關係,家裡特別訂了《大地地理》雜誌,從創刊號到最後一期,完整收藏一套,假日時,爸爸會帶著他到野外現場、和書上的照片做比對,觀察是否一致。


老家在宜蘭頭城的游牧笛一家常跑東北角海岸線,回老家時他最喜歡去附近小溪泡水、蓋水壩,用石頭把溪水堵起來,長期玩下來他發現,每當大雨或颱風過後,小溪的地形和水的深淺就會改變。


游牧笛與自然接觸的成長經驗,還包括參加採石頭的營隊活動,小學三、四年級去九份金瓜石挖金礦、颱風過後遠征花蓮的溪邊撿玉,至今他仍記得當時太陽下看到閃閃發亮金沙的興奮感。


除此之外,國小念資優班也讓他比一般人多了許多探索興趣所在的機會,像是參觀藥用植物園、辨識藥用植物;六年級畢業製作專題報告,以「地球上的火星人」為題、研究當時熱門的移民火星議題,這個專題名稱也成為游牧笛所寫的部落格名字,至今仍持續創作發文,在地質界頗具名氣。


游牧笛建議,國小階段的孩子就是多接觸大自然,多看、多聽、多觸摸,去感受、認識山水,可以的話不妨拍照做記錄,當觀察的東西夠多時,腦袋裡就會建立一個資料庫,將是未來學習很好的立基點。

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本篇文章出自第期未來Famiy雜誌