實驗物理的過程技能

實驗物理的過程技能
2010.11.1
文/陳育霖

監考資優班入學考試, 總會遇到複試第二關實作評量. 為了讓真正對科學有感受力的學生能夠被篩選出來, 而不是去上補習班就能夠順利考上(儘管補習班為了賺錢, 不斷地向學生宣稱, 她們的老師都是出題老師的學長學弟所以出題模式一定不會相差太遠, 這些招數近幾年實在不管用), 所以要讓學生作實地動手操作, 數學, 物理, 化學, 生物都做.

資優班實驗考試, 最常有老師抱怨的就是, 學生的操作能力實在是相當不理想, 當中包含許多當年度由五百多位學生中獲得錄取的資優生. 量筒不會用, 量角器無法正確讀取數據, 東西用橡皮筋綁不緊........各式各樣奇形怪狀的做事方法, 讓資優班物理化學老師每次開會都一再提起. 

所以, 專題課程中, 總是安排學生動手操作實驗, 畫座標圖, 描點, 折線圖連線, 調製適當濃度的化學藥品, 點燃火柴. 全都是被當成需要學習的課程一部份. 過程當中更讓我確定讓學生多做是對的方向. 因為竟然有男學生沒有辦法直接以單手點燃壓電材料式的打火機(平均每10位資優生大約有一位無法順利進行).
歷年奧林匹亞競賽國內的培訓教授也總是告訴大家, 台灣學生理論沒問題, 動手實驗總是需要多些努力, 然而動手的工夫卻往往更需要平時多培養手感和實力.

在 台大實驗室研究研討會的時候, 老師常常會講, 實驗結果才決定一切(江湖上的講法是"數據才是王道"), 任何模擬和計算都可能是不可靠的. 所有的科學研究都根基於實驗結果, 所以動手的重要性自然不在話下. 即使是理論物理學家, 腦子裡也需要常常有實際上的物理圖像和直覺來幫助自己理解與描述大自然的現象. 

隔壁實驗室的博士班學長作的是光電物理, 最近要畢業, 我跑去問他要去哪裡工作, 他竟然告訴我, 研究過程當中他做了許許多多各式各樣的濺度薄膜, 所以想到儀器商做真空設備或者是薄膜製程設備. 他告訴我, 這種儀器商因為是相當專業的工作, 所以薪水給得很不錯, 有一個同班同學已經在知名日本儀器商上班. 這學長的真正專長在於光與物質的交互作用, 並不是薄膜和真空(台大物理系有真正專長於薄膜物理的老師), 但是卻靠著平時累積的實驗技術, 準備以此維生.

有機會動手做實驗, 一定要想辦法作好, 認真學習過程中的所有技能, 那常常可能是更有錢途的重要關鍵. 作雷射的去搞懂光路架設, 作表面結構的去學學薄膜技術, 化學製程, 原子力顯微儀操作應該都是好事.