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拆家電學物理,退休教師曹齊平因108課綱翻紅

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科大退休老師曹齊平,教學生從廢棄家電中學物理,因108課綱再度翻紅,從國小到高中,各校邀約不斷。他發現「我們的學生很會背公式,但對於生活中如何應用電與磁的概念,卻非常薄弱,學校教的東西不是學生真正需要的知識」,所以他自行研發出用生活化的家電,來教抽象的物理觀念,想不到在教學現場大受歡迎。

曹齊平為30多種家電用品,設計出簡明易懂的圖解板,獨家教具深受學生歡迎。楊煥世攝

「你知道什麼是電阻嗎?」記者猛然被這麼一問,還真答不出來。一頭灰髮的曹齊平轉身到一格格的小抽屜裡,拿出一個小小的銅線圈,介紹起電阻的構造和原理,「就像一條大水管的水要流到小水管去,你如果不先分流掉一些,就會一下子衝出太多而讓水管爆掉,電阻的作用就像是這樣」,在新北市家中開課的曹齊平,擅長用生活化的例子來說知識,在自學生家長口耳相傳下,他的學生越來越多,從桃園來的唐美晶和一雙子女就慕名前來上課。

曹齊平為這對自學兄妹設計的課程,叫做「魔法遊樂園」,學生自己設計出各式造型的摩天輪、咖啡杯、旋轉木馬、海盜船等設施,想辦法用馬達、齒輪、橡皮筋等簡易工具,讓它動起來,各組不同設施之間還要可以連動,最後目標是組合成一個大型遊樂園。兩兄妹各自專注思考和嘗試操作著,老師只在一旁提供技術諮詢,像是馬達轉速過快怎麼辦?轉起來不夠穩定怎麼辦?如果想要加上一圈led燈,又該怎麼固定才好看?

這堂結合了物理、生活科技和美術設計的課程,很受國高中生歡迎。而拆解家電、分析內部構造與電路圖,則是曹齊平獨家設計,近一年來最搶手的課程。

因為大多數人對家電內部的原理幾乎一無所知,曹齊平自製平面展示板,把所有配件釘在背板上,再搭配電路圖,以簡明的圖像方式呈現,學生就能一目了然。從馬桶水箱、太陽能電池,到紅外線防盜器、除濕機、吹風機等等,共設計出30多套這樣的立體教具,只要有學校或社團邀約,曹齊平就開著他的一台大車裝滿教具,從北到南四處去上課。

在曹齊平的教室裡,助教曹為翔帶著自學生兄妹,一步步拆解開飲機,看清楚內部構造。楊煥世攝

曹齊平並沒有認真研究過,什麼是108新課綱?只是教學近30年來一向推崇動手做的精神,意外與政府規劃中,未來10年的教學方向一致。但現場很多老師並不知道該怎麼教,眼看著一年半之後,國中全部要開出生活與科技課,高中則要開多元選修課程,時間壓力下,校長、主任、教師也需要趕緊增能,因此這一年來很多學校開始請他去帶研習、工作坊,他也樂意把畢生所學傳授出去。

「我上課用到的所有電路圖、教學講義、教學PowerPoint檔案,都是自己編寫的,我都放在我的網站上,只要搜尋「科學魔法車」就可找到並開放下載,所有的電子零件,都可以在電子材料行買得到,任何人也都可以像我一樣開課,不需要經過我同意」,已經60歲的曹齊平,觀念卻非常先進,秉持著自由軟體開放精神,他希望有更多老師加入這個行列。

之所以如此不藏私的推廣,是因為他從教科大時期到退休後四處的講習,發現台灣教育始終存在著嚴重的學用落差,「學校所教的內容只是為了考試,和少數學術型學生未來做研究所需,並沒有教會所有學生,在生活中用得到的知識;即使是一流明星高中的學生,對電磁場的觀念也非常薄弱」,一直在收集廢棄家電的曹齊平認為,家電設計的原理,一半以上都和電磁場有關,既然市面上沒有合適的教具,不如就用現成的廢家電來當教材,讓大多數的孩子即使不當科學家,至少還能自行修理一台故障的開飲機。

「我們的學生很會背公式,但我不希望他們再花時間死背下去,所以我的教學幾乎不講公式,直接讓他們看到、摸到實物,透過觀念和原理的講解,再帶著他們去拆裝。其實只要給學生操作的機會,大家都會很認真學習」,曹齊平算是國內創客界的先驅,他從不買現成的市售教具或材料包,喜歡自己買木材、馬達,自組零件或改裝玩具車,堅信「自己動手做才能學到」,他的教室兼工作室就像個小型倉庫,裝滿大量回收的廢棄家電和木板、配件,看似不起眼,但許多創意好點子就從這裡蹦發出來。

他也設計簡易的電路相關實驗,讓小學生可以輕鬆上手,像是「天亮了,音樂自動響起,只用4個電子零件。手電筒照射,車子就動,用兩個電子零件。手的影子讓車子前進,也只用4個電子零件。」一個下午4小時可完成10多個實驗,沒有什麼高深的原理,只想讓孩子覺得科技真實的應用在生活中,好好玩。
 
自稱「畢業後才真正開始學習」的曹齊平,60歲才在學SolidWorks(可以做三維建模、裝配、繪圖,板金,焊接等的工具)繪圖,只要是教學所需,他就充滿熱情,努力讓自己學會,也教會別人。退休後變得更忙碌的他,目前的小小心願竟是「多一點自己的時間」,可以編新的講義、研發更多教具、然後出一套「外行人也看得懂」的書,讓人人都能成為生活家電小幫手。

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