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《書本能擋子彈嗎?探討書本擋子彈的可行性、實用性》——2018數感盃 / 國中組專題報導類佳作

數感實驗室_96
・2018/04/19 ・1566字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 517 ・六年級
相關標籤: 子彈 (5) 書 (5)

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數感盃青少年寫作競賽」提供國中、高中職學生在培養數學素養後,一個絕佳的發揮舞台。本競賽鼓勵學生跨領域學習,運用數學知識,培養及展現邏輯思考與文字撰寫的能力,盼提升臺灣青少年科普寫作的風氣以及對數學的興趣。

本文為 2018數感盃青少年寫作競賽 / 國中組專題報導類佳作 之作品,為盡量完整呈現學生之作品樣貌,本文除首圖及標點符號、錯字之外並未進行其他大幅度編修。

  • 作者:黃于庭、吳均浩、張書瑋/福和國中
圖/pxhere

還記得不久前有看到一則新聞:

一對美國情侶為了出名,用了一本百科全書想要把子彈擋下,結果男友被一槍打死,女友還被起訴過失殺人罪。雖然這樣的悲劇著實令人難過,但也激起我的好奇心:真的能用紙擋子彈嗎?如果可行,能實際運用嗎?(成功的話就能賺大錢啦,能替換掉厚重的防彈衣,也能換成更輕便的新裝備)

因此,我開始翻找網路上的各種資料。經歷一番尋找後,我得知他們使用的槍是沙漠之鷹,子彈則是 .50 口徑(約 12 mm)的子彈,初射的能量則至少達到 400 焦耳!(手槍的初速若為 400 m/s²,子彈重量為 6 g,則在不考量能量損失的狀況下,則為 480 焦耳)

由於在台灣的法律下,個人是不能允許擁有槍械的,所以我們可透過簡易、並假設為線性比例的實驗來證明手槍子彈貫穿書本厚度的推論是否合理。實驗需要的物品大致如下:黏土、釘子、紙和質量塊。我們先用黏土把模擬子彈的釘子固定在一疊量測好厚度的 A4 白紙上(A4 白紙用來模擬書本),接著,將質量塊從固定的高度放下,砸向釘子,查看釘子穿透了多少厚度的白紙,最後就能依照這些數據,依據線性比例的推斷,計算最後子彈在實際擊發時,真正能貫穿書本的厚度。

我們將紙的厚度設定在 4mm,質量塊的重量是 1.6 kg,放置的位置則在離鐵釘上頭 15 cm處,準備就緒,3…2…1!  第一次,失敗。因為高度太高,不管砸了多少次,都沒有辦法準確地打中鐵釘,每次都沒辦法插進紙中,所以我們將高度降至 5 cm,提高精準度,希望結果能有所改變。預備,3…2…1!  第二次,還是失敗。雖然高度的部分已經沒有問題了,但這次是厚度。沒想到鐵釘的威力如此強大,直接摜破將近45張的紙(然而鐵釘前端也同時鈍掉了)。如果完全貫穿就沒辦法推測大約要多少本書,我們只好多疊幾張紙,再次重來。開始!接著第三次,失敗…不!成功了!這次釘子卡在紙的中間,既沒有穿透,也沒有完全貫穿,非常剛好。如此一來,馬上就能開始計算了。

依照公式 U=m(重量,kg)g(重力加速度常數,9.8)h(高度,m),我們就能算出質量塊所產生的能量有多少。實驗中的質量塊為 1.6 kg,高度則是 5 cm,不過這裡的單位是公尺,所以替換成 0.05 m。算式如下:

U=1.6*9.8*0.05≈ 0.78(焦耳)

因此我們可以得知能量大約是0.78焦耳,接著,將槍的能量(400焦耳)除以0.78焦耳,在乘以釘子貫穿的紙的厚度(0.5cm),算式如下:

書本實際所需的厚度=(400/0.78)*0.5≈ 256 (公分)

如果一本書十公分,那麼這代表要 25 本以上的書才能擋住一顆子彈!(不過因為是用初速來計算,所以保守估計是 25 本,但實際上應該不用那麼多)我們也有在網路上看到一些實驗影片,拿了 10 多本超厚的字典才擋下一顆子彈。但是隨著槍枝或子彈的不同,需要的書本數也會跟著不同。

至於書本的實用性,我想是不言而喻,為了怕被子彈射到而選擇去買一堆書,還不如去買一件防彈衣比較實際,就算真的有那麼多書,要隨身攜帶想必也是十分困難的。所以,無防備的狀況下,用書本擋子彈是十分困難的。

不論是美國佛州校園的槍擊案造成師生 17 死、17 傷,還是賭城拉斯維加斯的掃射事件,都讓人了解槍枝的氾濫與可怕,雖然書本不能擋子彈,但我希望能在有能力時,創造一種隨手可得、方便攜帶的物品能阻擋子彈,讓人們不需活在恐慌之中。

更多2018數感盃青少年寫作競賽內容,歡迎參考 2018數感盃特輯、數感實驗室官網粉絲頁喔。

文章難易度
數感實驗室_96
60 篇文章 ・ 34 位粉絲
數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/

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如何提升學生閱讀能力?臺師大宋曜廷副校長專訪
PanSci_96
・2022/07/07 ・4422字 ・閱讀時間約 9 分鐘

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  • 採訪編輯|陳儀珈
有些孩子一看到文章,就一個頭兩個大。 圖/envato

關於「臺灣學生閱讀能力退步」的說法,早已不是新聞了,但這現象真的存在嗎?就算存在,怪罪社群媒體、影音平台,然後多讓學生們多讀幾本經典名著就能解決問題嗎?如果不是,還能怎麼做?

現代問題要有現代手段,國立臺灣師範大學教育心理與輔導學系講座教授,同時也是該校副校長的宋曜廷帶領研究團隊,先用科學方法研究學生的閱讀能力,接著透過評量,逐步找出解方。

臺師大宋曜廷副校長。

「考試領導教學」一直是臺灣教育的硬傷,在當今臺灣「應試教育」的體制下,無論是什麼內容或教學方式,只要你是名師,在補習界永遠都可以有一席之地,然而,閱讀習慣這件事,沒有辦法透過應試導向的「補習」補起來。

在「應試」體制下的臺灣教育

針對臺灣學生的閱讀能力,宋曜廷的研究團隊發現,臺灣學生整體閱讀能力的確退步得很顯著,但學校端遲遲無法提出積極、有效改善閱讀教育的作為,家長也無法得到外界的有效支援。

以應試導向作為教育主軸,或許在臺灣和部分亞洲國家是可行的、能創造亮眼成績的,但這只是現在,而不是未來,更不是全球的趨勢。這個資訊爆炸的時代,應試取向的教育並非長久之計,新的學習觀念和教育研究都顯示,應試教育將會被「素養教育」所取代。

應試教育並非未來的學習趨勢,而是會被素養教育給取代。圖/envato

為了解決上述問題,宋曜廷藉由語言學、心理學、人工智慧技術,成功研發出「適性閱讀系統 SmartReading」平台,不僅能夠診斷學生的閱讀能力、客觀分析文本的難易度,也可以推薦適合學生程度的書籍,結合適性測驗、文本難度測驗,達到最好的學習和教學效果。

找到適合不同程度閱讀能力的文本

讓低年級的孩子讀《盲眼鐘錶匠:解讀生命史的奧祕》、《沙灘上的薛丁格,生活中的量子力學》等有一定難度的書籍,不是訓練,而是一種折磨。那要怎麼才可以選對書,讓學生讀到難度適中的文本呢?

以英語為例,「Lexile 藍思」是全世界最知名、最有公信力之一的英語閱讀程度指標,有無數的老師、家長和書商,甚至是美國教育部,都大力推廣使用 Lexile 藍思來增進孩子的英文閱讀能力,並追蹤學習的狀況。

如何替學生選到合適的閱讀書籍?圖/envato

那麼臺灣呢?宋曜廷表示,其實我們早就做出來了!畢竟臺灣學生的知識背景、典型的知識空間,是很簡單就可以整理出來的。

為了讓人們更精準、客觀地了解文本的難易度,宋曜廷結合閱讀心理學、語言學及機器學習,研發出「中文文本可讀性指標自動化分析技術」(Chinese Readability Index Explorer, CRIE),分析文本中的五大客觀指標(基本層次、字詞層次、句法層次、語意層次、以及凝聚類層次),以評估文章的用字遣詞及文章結構。

除了上述語言特徵外,宋曜廷的研究團隊更整合不同特定領域的知識,以評估文章中「專業知識」的難度,最終開發出通用型的文本可讀性模型,可用來量化不同領域書籍或文章的「SR 值」及「適讀年級」。

其中 SR 值為文本的難度值,若 SR 值愈大,則代表這篇文章或書籍的難度愈高。

若是好奇 CRIE 的分級成果,歡迎大家前往適性閱讀系統 SmartReading 的「閱讀分級書庫查詢系統」,該網站已收錄了「金鼎獎」、「中小學生讀物選介」、「兒童文學牧笛獎」等超過兩萬筆優良書目的得獎好書,並公布各個書籍的難度分級,提供大眾作為閱讀選書的參考依據。

踢走閱讀教育的絆腳石:太難懂、不適合和不深刻

除了書籍本身的難易程度,學生的閱讀能力,也會影響閱讀的成效和訓練。

因此,宋曜廷以閱讀心理學、閱讀能力發展歷程理論為基礎,參酌國際重要閱讀能力評量(PISA & PIRLS)與美國國家教育進步評量(NAEP)後,研發「中文閱讀能力診斷評量」(Diagnostic Assessment of Chinese Competence, DACC),藉由線上測驗,檢測出學生的閱讀能力。

根據認知發展理論,DACC 將學生的閱讀能力分為五大向度,分別為「字詞辨識」、「表層文意理解」、「文意統整」、「推論理解」以及「分析評鑑」。

適性閱讀系統 SmartReading 結合了能夠判斷書籍難易程度的 CRIE 技術,以及診斷學生五大向度閱讀能力的  DACC 評量,結合「書」與「人」的兩種指標,提供一組符合孩子閱讀能力的推薦書單,並讓學生自由選擇有興趣的書籍。

透過五大向度的評量,推薦孩子閱讀書單。圖/envato

然而,匹配到適合的好書還不夠!研究團隊指出,臺灣學生缺乏的是「較高層次的知識整合與闡釋的能力」,因此一個培養閱讀習慣的好系統,還必須訓練學生「規劃閱讀計畫、評估閱讀成效、調整閱讀技巧」,讓孩子讀書讀得夠深刻。

適性閱讀系統 SmartReading 不僅有「讀後評量」、「閱讀計畫」的功能,更開發出評量學生摘要、心得的技術,並自動給予評分,是目前全世界第一且唯一的中文閱讀心得自動評分技術!

讀得多不等於讀得好,看 YouTuber 說書也不等於讀書

以往似乎會認為,只要孩子的閱讀量越大,就代表閱讀能力好、閱讀的效果也會好,但宋曜廷指出,這是很有爭議的說法,在教育學與心理學上,仍然無法證實閱讀量與閱讀力的有相關。

光是如何評估「閱讀量」,就有許多討論的空間。閱讀量等於文字量嗎?這些文字的品質如何?看了這麼多,究竟讀了什麼?有深入反省和批判嗎,抑或只是囫圇吞棗呢?

由於「認真讀」和「隨便讀」展現出來的成果、文字解構能力是完全不一樣,因此,在適性閱讀系統 SmartReading 中,會用相當嚴謹的平台互動、閱讀評量和讀後心得來檢驗閱讀的整體成效。

「閱讀力」與閱讀量不一定有關,也不容易評測。圖/envato

此外,若只單論閱讀能力的話,那就太「認知」了,在閱讀教育上,宋曜廷同樣看重的是閱讀的動機以及興趣。

孩子到底有沒有越來越喜歡閱讀?

宋曜廷指出,有許多人在進行閱讀教育時只在乎認知面,而忽略了情意面,尤其是「閱讀習慣」這一塊,更是難以被客觀測驗,而必須追蹤長達數年,才可以判斷孩子究竟有沒有持續的愛閱讀。

隨著時代數位化,除了紙本的閱讀,學生更多了電子書,甚至是有聲書、影片說書的選擇,然而,這到底算不算是一種「真正的閱讀」呢?

宋曜廷認為,「文字」的閱讀是不可取代的。除了文字是更深入、更有效率和效果的知識擷取外,在大腦處理資訊的過程,文字與影像進入記憶的機制是完全不一樣的,因此影像式的閱讀是另一個面向,無法真正取代傳統的文字式閱讀。

對大腦來說,輸入文字資訊與影像資訊是不同的記憶機制。圖/envato

對於宋曜廷而言,YouTube 更適合作為一個引子,導引我們進入文字、發掘更深入的閱讀,也許當今影像的開發性、可能性比較高,也可以傳達更細膩的細節,但這幾千年來,人類對於文字的心領神會,是無可取代的。

在影視媒體的大舉進攻之下,若長篇文字(例如:書籍)的閱讀已經式微,像泛科學這種以「單篇文章」來乘載知識的方式,也許是值得推薦的。這種單篇、組合式的閱讀,只要足夠震撼、精煉,不僅維持文字原有的穿透性,也能「擾動」讀者去閱讀更多知識,作為一種閱讀的敲門磚。

從賣書的變成讀書的,再變成教書的!

宋曜廷感慨道,五十年前他小時候是個沒有書可以念的時代,在那個資源匱乏的社會,只有成績好的學生,才可以得到老師獎勵的一本書,考不到前三名,就沒有書可以看,《國語日報》更是許多人愛不釋手的寶藏。

回想起《國語日報》和當年的光景,宋曜廷也相當的懷念,「沒想到《萬能車》真的實現了!」

然而,隨著科技與網路技術的崛起,對於現在的學生而言,不僅書本唾手可得,還有著其他無限多的內容:遊戲、電影、動漫畫、網路影音等在搶奪人們的注意力,曾經輝煌、風光無限的出版業,如今卻變得灰頭土臉。

出版業遇到各種新型資訊載體的衝擊。圖/envato

在科技狂潮下,數位化時代對出版業帶來巨大的衝擊,讀者閱讀習慣的轉變,更讓出版業面臨轉型的危機。

面對出版環境的驟變,傳統的大型出版社和書商,究竟該如何因應?中游的電商、科技學習或線上學習公司,可以怎麼協助相關的電商工作並擴展市場?在茫茫書海中,學生到底要怎麼選到正確的好書?

宋曜廷的研究團隊靠智慧型閱讀系統 SmartReading 平台打造「智慧型閱讀小聯盟」,集結了志同道合、願意推廣閱讀教育的聯盟會員,一起讓孩子喜歡讀書。加入聯盟後,作為上游的出版社與圖書銷售業,可以獲得前文所提及的  CRIE 自動分級技術,隨後由中游的電商與行銷單位利用 SmartReading 平台,將上游會員的書籍和文本推廣給有需求的下游會員,營造適性化閱讀的環境,讓家長和老師協助培養學生的自主閱讀習慣和能力。

「將出版業從賣書的,變成讀書的,再變成教書的!教書不是教真正的內容和知識,而是讓孩子對閱讀有興趣,因讀書而滿足。」宋曜廷這麼說道。

透過聯盟將閱讀的上中下游串連了起來,讓出版社不只是出版社、學生也不僅僅是只能接收知識的讀者,如此一來也才有機會讓「閱讀的生態系」能夠生生不息。

參考資料

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PanSci_96
1011 篇文章 ・ 1139 位粉絲
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這個段落好像怪怪的?對書中內容有疑問,你會……?|【科科齊打交】
stage_96
・2021/03/26 ・1639字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 527 ・七年級

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【科科齊打交】是我們網站改版過後,希望可以與大家一起進行的全新對話形式。泛科學編輯部會盡力蒐集資料,提供可以協助討論的內容,非常期待能夠塑造一個開放與理性討論的空間。

當我們在閱讀時,讀進去的是科學證據或是作者個人意見?面對厚厚的書籍,我們又該如何判斷判讀其中資訊的真偽呢?

很多優秀的歌手是原住民,是因為生理結構?

我們在 2021/03/25 刊出了人體就是一個天然的樂器——《聲音的力量》書摘文章,不久後便有讀者在 FB 上表示,書摘內容中的段落帶有對原住民族群的刻板印象:

「我們經常會在朋友分享的短片裡,看到很多小孩完全不懂歌唱技巧,也沒受過專業訓練,但是他們的歌聲就是讓人覺得好聽,甚至讓人感動流淚。這是因為他們天生的顱腔結構和胸腔的比例,讓他們擁有發出好聲音的自然條件,將來都有機會成為出色的歌手。這也是為什麼臺灣有很多優秀的歌手是原住民,例如阿妹、阿 LIN 或胡德夫等,因為他們天生的顱腔結構就占了優勢。」

看到這樣的內容,我們可以問些什麼問題?

回過頭檢視書籍,我們可以看到「這是因為…..」、「這也是為什麼……」等敘述背後,並未提供可靠的文獻進行佐證,而前後內容中,也有許多以「我認為……」作為開頭的主觀論述。

而該篇書摘使用「顱腔共鳴」一詞進行相關討論,我們在查閱聲樂相關研究時,目前並沒有這樣的說法,至於人體中可以共鳴的「共振腔」,大致有胸部、氣管與支氣管、喉頭……等七處,當然「顱腔」並未包含於此。

著作本就含有作者本人主觀意識,不過,在篇幅較長的書籍中,有時也會難以分辨其中的論述究竟是來自於作者本人,或是科學事實,面對這種時候,我們又該怎麼辦呢?

(目前編輯部已與出版夥伴聯繫,詳細內容見此

那些年,我們和出版夥伴一起調整的書摘內容

翻開泛科學長長的歷史(其實也才 10 年www),我們也曾遇過一些類似的事件:一次是書摘內容搞錯了兩個重要的主角──草履蟲和裸藻的分類:先不比草履蟲與裸藻誰高等,分類搞錯了啊!,因為內容有明顯錯誤,造成概念混淆,和出版夥伴討論後決定下架此篇書摘。

另一次則是討論「視網膜倒置」是否是差勁的設計,因為學界對此有不同的看法,所以把相關的討論和補充放在文末,和讀者們一起進一步思考:視網膜竟然裝反了!演化留給人類的奇怪結構──《人類這個不良品》

你說說看啊!你到底給我看了什麼?

曾有研究者分析了學術論文與文章,並提出一些我們在閱讀時的建議

  1. 首先,我們應該注意:任何資訊在被轉傳的過程中,都可能被修改、誤解、忽略。
  2. 看到特別誇張的論述,或出人意料的主張時,需要特別小心,如果他們願意提出這麼「驚奇」的論點,勢必就得舉出足夠的證據來支持。
  3. 要檢查文章中關於細節的描述夠不夠精確,舉例來說,「研究證明了某件事」跟「研究說未來有可能發生某件事」比起來,前者的語氣強烈多了。
  4. 閱讀資料或書籍的時候,先確認一下文章末尾或附錄處附上的文獻,如果有附上文獻,表示撰文者較可能讀過原始研究,了解研究到底說了些什麼、沒說什麼。
  5. 試著判斷文中的論點到底是來自研究者還是撰文者本身,具體來說,需要找出研究者被引用的部分,如果可以的話,也需要對照原始論文。
  6. 查查其他地方是不是有說相似的事情,如果只有一家媒體或一本書提出看起來超級厲害的研究,那麼,你可能就得質疑並反覆確認了!

對書中內容有疑問,你會……?

如果看書看到一半,讀到有疑義的段落,科夥伴們又會如何處理呢?是會直接跳過?查找資料?還是會問問身邊的親友?

假如書籍內容明顯偏頗、錯誤,你會選擇聯繫出版社進行回饋並要求勘誤嗎?

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此為「科科齊打交」系列討論專用帳號!希望能藉由大家的討論,一起打造屬於我們的魔幻舞台! PanSci編輯部將會盡力蒐集資料,提供可以協助討論的科學內容。 想邀請科夥伴們在閱讀完相關內容後,藉由留言的方式,與我們分享你的想法! 「霹靂卡霹靂拉拉波波麗娜貝貝魯多。」

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你會因為名人推薦而買書嗎?為什麼?|【科科齊打交】
stage_96
・2021/01/21 ・1035字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 395 ・三年級

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S編按:【科科齊打交】是我們希望可以與大家一起進行的對話形式。泛科學編輯部會盡力蒐集資料,提供可以協助討論的科學內容,期待能夠塑造一個開放與理性討論的空間。

這一次想特別和愛書的科夥伴們一同聊聊:大家究竟會不會因為名人推薦而買書呢?你買書的依據又是什麼呢?

現在,我們想邀請你,在閱讀完相關內容後,在此文底下留言,與我們分享你的想法!

名人一推薦,就上排行榜?

事情是這樣的,話說 1 月 13 日時,YouTube 頻道「老高與小茉 Mr & Mrs Gao」所推出的影片中,談到了尼采的著作《查拉圖斯特拉如是說》。

挾帶著 300 多萬訂閱的高人氣與 200 多萬的影片瀏覽量,兩日後,這本經典成功登上了博客來即時排行榜第二名,而尼采的精裝版三冊套書也一路飆升至即時榜第六名。

這樣的氣勢與後續效應引發了不少正反面討論,相關內容歡迎大家敲碗,我們下次再做一集齊打交給大家講解。

所以說,大大到底看了哪些書?

名人推薦書單或談論書籍從不是新鮮事,像是比爾蓋茲年年都會公布自己的夏季與冬季書單,許多通路都會設立專區分享相關資訊。

博客來公布2020比爾蓋茲的冬季選書。圖/博客來網頁截圖
誠品也有公布。圖/誠品網頁截圖

除了比爾蓋茲之外,歐巴馬、歐普拉等等名人也都有推薦書籍的習慣。

大家真的會根據名人建議來買書嗎?

不過,名人書單這麼多,推不推薦真的會是購書指標嗎?

根據 SmartM 世紀智庫所進行的「2017台灣閱讀習慣大調查」,透過兩千多份問卷發現,大多數人會逛網路/實體自行選購書籍 (62.5%),名人分享與推薦則約三成 (28.3%),部分人則會透過廣告與出版社通知了解書訊並購書。(為複選題會重複計算)

那科夥伴們呢?你們選書屬於哪一派?

A. 名人推薦就是讚,跟著大老準沒錯!

B. 相信自己的判斷,我自有套選擇法!

C. 看心情,還在猶豫買不買的時候,會想看看是否有名人推薦

D. 其他

歡迎大家留言分享!

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