天才達文西的科學教室：像科學家一樣，發明、創造和製作STEAM科展作品

前言：天才達文西

第一章  展翅高飛
我們都泡在分子濃湯裡
達文西與飛行的奧祕書
著陸與升空
空氣阻力與飛行
上升與下降：玩玩風箏
掌握飛行的四種力量

第二章 運動不息：運動的科學
澄清問題與發現問題
我們到了嗎
怎樣動起來
水、氣球與數學
浮力

第三章 能量的流動：光、風以及電磁場
波動造成的世界
電磁場
如何指揮電流

第四章 科技設計家
科技的真諦
文藝復興還沒過時
減塑大作戰
科學觀點
化學與藝術共舞

第五章 石頭與星球
地球與月球：你離不開我、我離不開你
探索月球、持續提問
想像無法想像—撞擊器以及地球附近的星體
宇宙在你手中

第六章 寫信給達文西
跟達文西分享閱讀心得

參考資料
圖片來源
謝辭

前言

天才達文西

　　李奧納多‧達文西（Leonardo da Vinci, 1452-1519）的筆記，我們今天可以看到的約有7,200頁。想像一下： 他辭世後500年，我們還能親炙他的部分手稿。研究達文西的傳記作家相信，他一生當中可能完

　　成20,000 至28,000頁手稿，內容涵蓋解剖學、植物學、哲學、生理學、工程、建築、動物學、藝術、幾何與地理，涉獵範圍之廣不及備載。有些手稿已經亡佚，我們失去達文西的許多點子、研究問題與解答。不過，幸運的是，從傳世的7,200頁手稿，依舊可以一窺達文西的行事風格。

　　歐洲文藝復興時期，從西元14 到16 世紀，其間偉大的天才輩出，達文西就是其中一位。他也被公認為世界有史以來最偉大的天才。看看他的筆記，就曉得此言不假。他留給世人多項恩賜，藝術作品—包括知名的畫作〈蒙娜‧麗莎〉，只是其中一項而已。達文西的天才，來自他的思考歷程，我們可以從中學習，並且應用於自己的學習。

　　達文西留給人們諸多啟發，其中最重要的是：他不認為藝術與科學是壁壘分明的領域，也不把工程從科學中抽離。他以科學家與工程師的角度從事探究，因此能掌握解剖學、物理、自然與幾何，這樣的本領卻讓藝術成就更上層樓。他的機械繪圖與科技發明充滿美感，因為他花了許多心力觀察光線、影子與細微的特徵，正式畫作之前的試畫也同樣用心。

　　達文西的研究主題，往往帶出下一個研究。他的筆記本真是洋洋大觀—人體解剖繪圖和水車素描以及工程專題擺在一起。在達文西的年代，紙張所費不貲，因此他珍惜著使用—幾乎填滿整個頁面。他的腰間隨時帶著筆記本，靈光乍現之際就能立刻抽出並記錄想法，這真是重要的態度。

　　達文西的「鏡像書寫」（mirror writing）舉世聞名，相關論述也很多。達文西是左撇子，他發現從右邊寫到左邊是最省力的書寫方式—大部分人為了一窺究竟，必須用鏡子反射手稿內容。耐人尋味的是，他總是用自己的方式學習，此為一例。不過達文西之所以為天才，憑藉的是永無止境的好奇心、推敲萬物運作的道理且樂在其中，還有追求點子，以及解開自然界謎題。「天空為什麼是湛藍色？」他從不停止發問，並在尋求解答的過程中，利用筆記本記錄過程。

　　還有一點值得注意：達文西對於自己曾經犯下的錯誤，在筆記中會加以註明，從不羞於承認。這也是重要的學習態度：研究、學習、犯錯、認錯，從錯誤中成長，學習再學習！

　　以達文西學習風格辦學的學校，各學科會同時進行，讓學生體驗各科之間如何相互影響。學生學習科學之際，接觸數學；學習數學之際，接觸音樂；學習音樂之際，接觸科技，以此類推。對於置身其中的世界，達文西有獨特的學習方式；今日所稱的「STEAM」（S表示科學、T表示科技、E表示工程、A表示藝術，M表示數學），與他的學習風格有異曲同工之妙。下次如有機會從事專題計畫，請切記：如何執行及計畫內容，與最後的成果一樣重要。你採取的步驟、投入的心血與想像力，都是最後成功的關鍵。