科學實驗觀

實驗建構區

技職學生應有之科學實驗觀

實驗乃是一切科學活動之具體表現，許多抽象的科學思維與理念，往往須藉助實驗的表達，方能獲得大眾的支持與認同；同時，在比較符合真實世界的實驗中，經常也能發現到一些意想不到的科學事實與現象，進而促成新的科學思維與理念之誕生，因此，實驗除了提供科學新知的客觀認知能力外，其本身也兼具科學新知的開發潛力，對於近代的科學文明與傳承，可說功不可歿﹑貢獻良多。.

”強調親自動手做 ”一直為實驗的基本特質，因為從實際動手做的過程中，可讓許多相關的科學觀念自然而然地經由人的感官直接感受得知，就好似孩提時代喜歡以觸摸來感覺週遭事物一樣地深刻自然，使科學知識的認知與理解變得極為真實且有趣。於是，談到實驗的基本精神與操作，都是比較偏重實際﹑客觀與應用，這對於強調實務理念的技職教育而言，似乎有些許近似。若以此推測，受過技職訓練的學生應可比普通高中生更能勝任實驗。然而，事實上並未盡然，一般職校出生的學生固然非常喜愛親自動手去操作實驗，但對於整個實驗的架構，也就是實驗的原理﹑目的﹑探討方式與記錄結果，卻常常不能予以重視與掌握。如果只是一昧地裝置及操作儀器，則便無法從實驗中汲取深刻的科學概念與訊息，而且也失去了實驗的真正意義與價值。

根據本人近幾年來對技職學生的觀察探訪以及個人深思的結果，發覺如物理等科學性的實驗，似乎與一般講究實務的職校實習課程有所差異，本人在此如野人獻曝地將這些差異簡略歸納於下，期望深受職校實習影響的學生能有所領悟或感觸，並帶給大家一些省思的方向：

(一)背景的差異：

科學實驗大多基於驗證某項科學定律或理論而設計，譬如：為證明牛頓第二運動定律而設計氣墊軌道實驗﹑為驗證聲速與溫度之關係而設計共鳴空氣柱實驗等等；但職校實習卻是為某台工具機或某些設備的應用而設計，譬如：為熟悉車床的操作而有螺絲﹑鋼尺的製作設計﹑為熟悉打字機而有打字實習等等。

(二)硬體需求的差異

科學實驗如前所述主要是求證某些定律或理論，因此，對於實驗的硬體設備並無特定的要求，換言之，只要能夠驗證該定律，任何不同的實驗器材均可適用，而且器材架構普遍傾向簡單﹑易於控制；但職校實習卻是相當注重各項實習技巧的操作與訓練，對硬體設備有其特定的要求，最好能與一般業界設備相似或相同，以便能充份達到職前訓練的效果。

(三)準備工作的差異

科學實驗進行前必先對有關的理論及原理作簡單查閱與認識，如此才能掌握住實驗觀察的對象與記錄的方式；而職校實習前則必先對相關的實習設備或機器作適當的認識與瞭解，這樣才能在實習課迅速習得操作與控制方面的要領，進而製作出完美精良的成品。

(四)結果的差異

科學實驗結果大多是一些數據﹑表格與關係圖，必須運用數理統計與科學分析來表達及求證科學理論；而職校實習的結果多半是一些成品，必須直接根據這些具體的成品來展示其操作技巧精良與否。

(五)觀念的差異

科學實驗特別注重誤差的觀念，也就是對於實驗中的誤差，不僅要估算而且還要加以探討，如果誤差經統計後降至在可容忍的範圍內，則基本上這項實驗還是成功的。因為在微觀世界有所謂的測不準原理，所以，不能期待實驗完全無誤差，但必須要控制誤差在合理的範圍之內，否則，就必須追究誤差的原因或找出其它值得探求與考慮之物理因素；而職校實習由於比較著重實際的操作演

練，講求的大多是技巧與方法，對於誤差的觀念較為含糊。就算有些成品製作需要估測誤差，但也不如科學實驗那樣仔細及有深層科學涵義，也許這是因為這些成品均是巨觀下的產物所致。

(六)心態的差異

因科學實驗之重心係在於原理與定律的驗證，故在操作過程中應具備〞為什麼〞的心態，對於每個實驗步驟均應儘量瞭解它與原理之間的關係及用意，如此才能掌握實驗的精髓，避免不必要的誤差及人為操作疏失；然而，職校實習卻較強調實務操作演練，故在實習過程中應時時存有”如何〞的心態，才能透過觀察力來學習各種精巧的操作技巧與方法。此外，職校實習因有具體的成品，在心態上會有較大的滿足感與成就感。

上文諸點僅是個人淺略的分析比較，也許不甚正確或有未詳盡之處，不過在此提出，主要是本人任教技職體系物理實驗數年來，發覺學生曾偶有下列諸多抱怨與失望：

1﹑抱怨儀器設備簡單﹑簡陋。

2﹑抱怨數據太多﹑不好處理。

3﹑抱怨實驗次數太多，觀察煩累。

4﹑感覺實驗好像勞作課。

5﹑不知實驗如何觀察及數據如何記錄。

所以，我認為如果同學們能對科學實驗多做一番認識與瞭解，從而建立正確的科學實驗觀，相信不僅在實驗進行上事半功倍，也可讓實驗充份發揮其對科學觀念應有的優越認知能力與有趣的學習模式。