科學上卻是「知難行易」。掃地不必知道槓桿原理，也能找到最順手的位置；滑手機不必知道觸控原理，也能暢行無阻。王陽明提倡「即知即行」，強調「做中學、事上磨」，又稱為「知行合一」。國父孫中山先生提倡「知難行易」，強調力行和實踐，不要空說和空想；主張能知必能行、不知亦能行以及有志竟成。

當代的科學教育界主張探究式教學，以學生為主體，提供發表、討論與操作的機會，由實踐過程來引導知能的學習；同樣以「行」做為重心，與「知難行易」有異曲同工之妙。動手玩科學是科學的「行」，也是探究式教學法的實踐，是否能驗證「知難行易」?是否能引導「知行合一」?

以2015年起科技部科普活動的新增主題「全民科學週」為例，由參與的大學、K-12學校及縣市政府教育處合作，設計動手做實驗，培訓各校高年級學生擔任關主，選擇合適的時間點，由關主來帶領學弟妹在校園內玩科學，兼具「動手做、教中學、合作學習、回饋母校」的多重教育理念。短短3年內已經擴展至19縣市，掀起各校動手做的風潮。

筆者身為計畫主持人，在3年的現場實驗中，觀察到不同的科學動手做效應。以東部市區Ｍ國小為例，全校學生約90人，由校長帶領，利用早上的半天時光，動員全校師生一起玩科學。關主選自5-6年級學生，再分組，每組負責1關。關主任務包含：準備材料、繪製海報、解說原理及指導實作。闖關學生以班為單位，由導師帶領到關卡地點，再交給關主，進行30分鐘的活動；之後再換關，總計6關。

由於闖關對象包含1-6年級，關主必須執行不同的教學策略。低年級以體驗為主，事先準備半成品或成品讓學生操作；年級越高，越能從頭製作。原理解說以高年級最詳盡，年級越低，越簡化或多舉例說明。

呼應2017是丁酉年，又稱為金雞年，「全民科學週」的指定實驗之一就是「金雞獨立」。利用粉彩紙、迴紋針、牙籤棒、黏土、剪刀、膠帶台等工具，製作一隻不會倒的平衡鳥，擺動後會回到原來位置。實作時學生透過剪紙、摺紙及調整迴紋針，先認識穩定平衡的現象，再驗證原理：

重心位置設計在支點的正下方，且讓平衡鳥的大部分體積，看起來都在支點的上方。稍微推一下平衡鳥，它的重心位置會升高，隨後會回到原位，處於穩定平衡的狀態。

金雞的翅膀有美麗的波浪形，低年級小朋友裁剪時困難度高，關主需要先剪好圖形再讓學生操作。摺紙時依序摺出雞頭、雞脖、雞身及雞尾，二邊身體要對稱；翅膀加上迴紋針，二邊位置也要對稱；關主需要及時提醒並協助遇到困難的學生。完成作品後，將金雞立在黏土底座的牙籤棒上，找出站立的平衡點，用手輕輕搖一搖時，金雞只會在支點上擺動，不會倒下來。如果擺動後會掉下來，表示重心位置降低，稱為不穩定平衡。學生必須再次調整金雞的翅膀或迴紋針位置，讓平衡鳥的大部分體積，看起來都在支承點的上方，變成穩定平衡。

活動時，學生發揮創意，改變造型或加上彩繪；經過關主指導後，所有學生都能成功做出獨一無二的金雞。「真的不會倒下來！」「哇！我的也站起來了！」學生都很珍惜自己的作品，「這是我的，不要拿錯了！」

校長全程參與，隨時鼓勵、叮嚀、讚美學生，也誇獎老師的付出；指導老師適時提醒流程及安全事項，但是放手讓關主去做；帶班導師協助維持秩序，也一起來動手做。半天的動手做，校園內瀰漫著輕鬆、愉快的「科學好好玩」氣氛。

動手玩金雞獨立驗證了科學的「行易」，相對於行，「知」很難，「知行合一」更難！學生需要更多的引導和持續的探究，才能真正理解「知」。透過實作，大部分學生能理解「平衡、重心、支點、中心與支點在一直線」的概念。但是對於不會倒的穩定平衡，問題就很多了！「重心位置設計在支承點的正下方」、「讓平衡鳥的大部分體積，看起來都在支承點的上方」、「稍微推一下平衡鳥，它的重心位置會升高」為什麼呢？

關主的講解停留在「說」原理，但無法「解釋」原理或回答上述問題。因為學生受限於年紀與知識背景，所以無法在30分鐘內「知行合一」。如果活動操作後，老師能進一步在課堂上帶領學生提問、討論、解釋及探究原理，就能更深化動手做的經驗，讓學生體會與學習到科學技能、科學知識與科學態度。

我問校長：「今年的活動與往年的不同點？」校長說：「剛開始是我、主任和少數老師來推動，去年參加的老師變多了，今年全校老師都參加。希望能夠一直合作下去，讓學生從動手做開始學科學，以後就不會害怕科學了。」如果老師能從科學的「行」開始，帶著學生「動手玩科學」；學生得到「行易」的成就感，將更有信心去認識「知難」，逐漸達到「知行合一」的學習目標。♥