陪伴孩子探究風帆
最早有船帆的紀錄,是埃及的象形文字,我在陪伴孩子說說航海歷史,有提到埃及紀錄往南行的符號,就有船帆表示。
關於船帆與桅杆,有相當多種樣式,其實也就是一種不斷進化,依照需求而改善的最佳演進的歷程。
船帆依照其與船體的方向,可區分為橫帆(square sail)與縱帆(fore and aft sail)
- 橫帆:帆與船體為垂直方向,這是最早的船帆形式。這種船帆,對於順風有相當好的效率,但是逆風則效率低。
- 縱帆:帆與船體為平行方向,目前現代化的帆船都採用是這種形式,雖然在順風情況下,橫帆比縱帆來得有效率,但是就如人生道路一樣,既有順風亦有逆風,就要思考如何找到更好的方式前進。而縱帆對於逆風有相當好的效率,且側風下,其效率也與橫帆相當,因此面對四面八方的風,除了頂風(in irons)外,縱帆都能引領著帆船前進。
(圖片來源:https://njscuba.net/artifacts-shipwrecks/gallery-of-ships/sailing-ships/)
最早的船帆的帆面設計,是如維京長船 viking longship的方形帆,這對於順風有非常好的效率,但是不利於逆風,歐洲人也使用此帆形已久,而當時位處於印度洋、紅海與波斯灣地區的阿拉伯人,因其環境風向之故,時常需要逆風而行,故將船面設計採用了大三角形。因此當歐洲人開始接觸到阿拉伯帆船時,受到其容易操作及其逆風航行的高效率影響,紛紛改採用其三角帆的設計。
以橫帆前進時,前進力量多取決於垂直於風向的帆布面積。然而善於逆風行駛的縱帆,又是以什麼為主要前進的關鍵,其中一個關鍵因素就是帆面的曲度。這部份很有趣,可以留做給孩子進行探索,而不要直接將結果告訴孩子。
陪伴孩子們製作帆面時,可以準備多種素材(紙、軟式薄型塑膠片、硬式塑膠片、高密度的保麗龍等),其中高密度的保麗龍或是風扣版比較好切割,也不會弄得雪花滿地都是。讓孩子去比較試做。
大女兒在製作風帆時,他受到先前製作橫帆的影響, 最好帆面不要彎曲,要不然受力面積會減少。因此在製作橫帆時,也將此想法延續進來,然而在進行多次實驗比對與紀錄,發現了變形的帆在逆風下竟比平面的帆前進更快。而這樣的探究過程,也成為她日後想要更加深入研究變形的帆對於前進力量的影響,這也成為她科展的題目了。
陪伴孩子學習的過程,往往會礙於陪伴者先前經驗,以為直接將答案或是作法告訴孩子,那麼孩子就可以建立知識,但是我更在意的是學習過程中,去建立一些探究知識的技能與方法。因為孩子獲得到的才是釣竿而不是魚。也因此我想要讓孩子知道相關知識領域時,我思考的是如何讓他發現,其中一個好的發現方式就是差異性比較。因此準備足夠的素材讓他從多角度去嘗試,去探究其相同與相異處,抱持著客觀,屏除掉先前的僵固刻板想法,這才是我想要給孩子的部分。