萬事萬物
在烘手機下探索科學樂趣

文/施奇廷 圖/古室友 (2021/4/20)

 在學習科學的路上,自己發現問題、想出方法,來探索問題,提出可能的解答,並進一步驗證,是非常重要的過程。每年科教館也會舉行全國中小學科展,讓學生能在探索過程中學習研究科學的方法,以及感受科學的樂趣——理想上是如此。不過實際上,許多科展作品經常因為題目太先進與技術門檻太高,而被質疑指導老師介入太深,學生只是按照老師的指示去做,如此一來,就失去了參加科展的意義。

解決生活中遇到的問題,也是一種研究呵!

研究起點
找出問題 進行實驗

 許多想參加科展的同學碰到的第一個問題就是:「要做什麼題目?」然後就卡住了,開始求助老師、教授。其實在生活中,只要仔細觀察,還是可以找到很多值得研究的問題。

 加拿大有個名叫諾拉的小女孩,九歲開始就對廁所裡的烘手機很有意見:實在太吵了!她的同學也有同感,於是她向學校抱怨這件事。不過,大人們似乎不以為意,並且告訴她,這些機器都符合政府的規定,噪音也沒有超過標準。可是諾拉還是難以理解,怎麼有人能忍受每次上完廁所就得接受一輪噪音轟炸呢?

 於是她開始調查烘手機的安裝過程,發現廠商測試烘手機噪音時,儀器通常距離牆壁有四十五公分遠,大人使用烘手機時,耳朵跟烘手機之間也至少有這麼遠,但是對於矮小的小朋友來說,耳朵是很靠近烘手機的。

 諾拉覺得她找到原因了!她提出假說:「廠商安裝烘手機時所做的噪音測試,是以大人的耳朵與烘手機之間的距離為基準,不適用於耳朵更靠近烘手機的小朋友。」

 有了假說之後,接下來必須做實驗來證實。諾拉買了捲尺、分貝計等工具,開始對各個兒童頻繁出沒的廁所進行距離與噪音的測量。

 才做了第一天的實驗,她的父母立刻發現噪音真的很大,幫她買了降噪耳機,免得把耳朵弄壞。在諾拉量測的四十四個烘手機中,最吵的那一個甚至超過一百分貝!在這種噪音下十五分鐘,就會造成聽力受損,如果玩具發出的噪音到達這個程度是會被禁止銷售的。如果噪音達到一百一十分貝,聽力更會在兩分鐘之內受損!

透過測量儀器,諾拉將感受「數據化」。

研究成果
孩子主導 大人協助

 經過一年多的測量,諾拉的研究結果在科展得了獎,評審還建議她將成果寫成論文。在父母幫助下,她的成果在二○一九年六月刊登在加拿大的專業期刊《小兒科與兒童健康》,這時候她才十三歲。這篇論文受到《紐約時報》的關注,甚至連烘手機大廠戴森都表示,希望諾拉可以和他們的聲學工程師見面討論。

 當然,以一個小朋友來說,做實驗還比較簡單,要寫成論文,而且通過專家審稿的機制可就難了。諾拉的父母都是醫師,爸爸就在論文方面給了她許多協助。

 可能有人會覺得:「原來父母都是醫生啊,難怪!最後還不是靠父母幫忙。」這個說法並不完全錯,不過小孩本來就沒辦法完全不靠大人完成所有的工作。重點是在於,這整個研究,從發現問題、提出假說、設計實驗、進行實驗、資料整理、提出結論,整個主要的研究過程都是諾拉主導的。

 看了諾拉的例子,你是不是也想起生活中有某些「問題」等你去解決呢?不要害怕向家長、老師提出需求,現在網路發達,你甚至可以寫信向相關領域的專家請教,相信只要作好準備,大家都會樂於提供協助的!