2018年10月12日 星期五

計算教不教??

看一下108課綱修改之後的自然科學學習內容(附錄四)
我摘要了一些國中理化的部分

6-1由實驗操作可知道浮力是排開液體的重量,不涉及複雜計算。
8-2由物體運動軌跡觀察與歸納,了解或發現等速與等加速(含自由落體)一維運動的規則性(例如:位置、速度與時間的關係,包括x-t圖、v-t圖、a-t圖等圖表解讀),不涉及公式推導與運動方程式的計算。
13-2本次主題所有計算均限於單一物體受單一作用力之簡單計算。(註:作用與反作用力)
2-1知道萬有引力定律的內容,了解物體的重量可能會隨地點不同而改變,只涉及兩個物體之間的計算。
2-1介紹帶電物體之間的電力與其距離、電荷電性及電量有關,只涉及兩個物體之間的計算。
7-1使用三用電表或伏特計、安培計等儀器測電流、電壓,觀察電阻的特性。不涉及電阻串、並聯公式計算。
8-2說明電流熱效應時,不涉及電能之公式推導與電阻串、並聯電能計算。
5~7認識電與生活,例如:用電安全、過載及短路、直流電與交流電、輸配電的概要、電器標示及電費計算,說明電功率定義時,不涉及電功率公式推導與電阻串、並聯電功率計算,僅利用電功率介紹電費計算原則。
1-2混合物分離部分,著重在技術操作。目標是讓學生能夠正確運用器材,將混合物分離,不涉及層析原理。
2-1以簡單的演示連結學生生活經驗,讓學生觀察二者之間的關係,不涉及微觀粒子的解釋,不涉及計算。(註:氣體壓力)
4-1不涉及溶液混合與稀釋等濃度變化之計算。
5-1 實際組裝鋅銅電池,並測試鋅銅電池的效應,以電子轉移過程說明電池的反應,不涉及廣義的氧化還原定義。
7-1以碳棒為電極,用直流電源實際電解水與硫酸銅水溶液,觀察電解硫酸銅的現象與原理,電解硫酸銅與電鍍,不涉及正、負極化學反應式。
2-2 pH值與酸鹼濃度之關係,可用廣用試紙之顏色,推知pH值之大小,以判斷酸鹼強度,不涉及氫離子莫耳濃度之計算。
6-1實際操作酸鹼反應,觀察鹽類的產生與溫度變化,不涉及酸鹼滴定的濃度計算。滴定之計算列為高中化學加深加廣選修的學習內容。
1-1以實驗探究溫度、濃度與接觸面積的大小跟化學反應速率的關係,不涉及計算。
3-1從演示或實驗影片說明溫度或濃度改變時如何影響化學平衡,不需要記憶反應結果與反應式。

以一個正式的條文來說
其實很少有這麼多負面表列的項目
通常為了讓條文可以不要經常修正
會寫的比較有彈性
讓大家解讀成「只要沒說不行就是可以」
(會計的習慣是「只要沒說可以就是不行」)
但這次這麼多「不行」的事直接表列在課綱中
代表了甚麼?
計算不重要?所以不用教?
計算就是牛鬼蛇神,所以去之而後快?
我不想評論甚麼
但回到一個實用的角度來說
在我開發許多亂七八糟東西的經驗告訴我
「數學可以讓你省下許多不必要的時間,可以快速接近目的地」
我的數學超爛,爛到我不想去回想
但我並不討厭數學
因為我知道數學厲害的地方,只是我不會而已...

科學裡會用到的數學就是為了可以更「精準預測」我們想要知道的事
而不是質性的知道會怎樣而已
當然,精準到甚麼程度就和你的需求有絕對關係
以國中的程度來說確實不需要多麼精準
但不代表計算就是阿鼻地獄
只是你是否賦予計算更多的價值和威力

前幾天上到運動學
湊巧下課時學校附近發生車禍
很多學生都看到警察在測量
隔天我問學生,你們是否有看到車禍?
警察在量甚麼?
「剎車痕啊~~」
「量那個要作甚麼?」我反問學生
「....」
「在車禍案件中有一個很關鍵的判決標準就是車速...,你怎麼知道肇事車輛有沒有超速?」
「看行車紀錄器」
「看影片你就知道車速多快?影片又沒有記錄車速?...但你是否可以從影片當中知道車子在一秒內跑了多遠?」
「可以啊,看經過兩根電線桿的時間」
「好棒!!所以這樣算出來的是平均還是瞬時?」
「平均速度」
「所以平均速度可以代表當時煞車前的速度嗎?」
「好像不行耶~~」
「其實也不是說不行,如果時間很短,也勉強可以將平均看成瞬時」
「但更好的方法就是地上的剎車痕」
「我們預期有剎車痕應該是駕駛已經將剎車踩到底,因此從原廠那邊就可以知道剎車力道,也就是目前車子的摩擦力」
「車重也是已知,所以從這兩個我們就可以知道甚麼?」
「F=ma,加速度啊~」剛上完,幸好還沒忘
「很好,那加速度有了,剎車痕我們可以當作是煞車時間的位移,最後車子停下來也就是末速為0,有這三個,我們能不能求出初速,也就是肇事的車子到底有沒有超速?」

我習慣將常用的那三個公式一直留在黑板
直接給學生對照著用
學生似乎比平常有興趣
很多人提筆開始算算看有沒有超速
當然我預先給了他們一些設計過的假設數字

「老師,我算出來了~~它應該沒有超速喔,時速只有50左右」
「那就對了,警察就會把這些資料給檢察官,檢察官就用這些資料來判定肇事責任」
「原來量剎車痕這麼厲害~~」
...

計算有沒有意義
就看你是否賦予它意義

後記
很多朋友看完前一篇的言論都以為我是否是希望增加更多的計算啊?
其實剛好相反
我是一個實驗狂熱者
我根本不喜歡也不想在課堂上教一堆計算
只是這不代表計算本身沒有價值
擔心的是很多老師就認為這些都不需要了
因為課綱說不能教,當然也就不能考
不考的東西不教
這就讓老師失去了許多教學的主導權
基本上就是自廢武功
這才是最擔心的問題啊
老師怎麼上才能呈現整個知識架構的邏輯性
這是老師的專業
而不是建立在課綱說教不教
或大考要不要考的問題
是否,是否…
我們可以有一些些時候把考試和教學拆開來看
只要一些些就好…