臺灣化學教育

2015亞洲化學教育國際研討會：
日本科學未來館介紹及對科教意義初探

周金城

國立臺北教育大學自然科學教育學系
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n  各屆舉辦地點和本屆辦理概要

由中日韓三國主辦的亞洲化學教育研討會（Conference on Network for Inter-Asian Chemistry Educators, NICE Conference），各屆舉辦地點分別在：第一屆2006年於韓國首爾的淑明女子大學，第二屆2007年於臺灣台北的國立臺灣師範大學公館校區，第三屆2009年於日本東京的東京學藝大學，第四屆2011年於南韓首爾的首爾國立大學，第五屆2013年於臺灣屏東的國立屏東教育大學與墾丁福華飯店，本次第六屆2015年於日本東京的日本科學未來館（Miraikan）〔全名為國立新興科學與創新博物館（National Museum of Emerging Science and Innovation）〕。前五屆研討會主要在大學校園中舉辦，除了第五屆第二天搭乘巴士移到墾丁福華飯店續辦活動。

第六屆研討會註冊參與的會員共有118人，其中來自日本55人、臺灣37人、韓國18人、馬來西亞1人、香港1人、中國2人、新加坡1人、德國1人、菲律賓2人。臺灣是僅次於地主日本參加人數最多的國國家。口頭論文發表17篇，海報發表35篇，工作坊6場，大會演講4場。由於是化學教育研討會，因此除了口頭論文與海報發表外，同時會安排動手做科學實驗演示工作坊，化學實作因為受限於實驗場地，若沒有在化學實驗室，需要動手操作的化學實驗就必須要很安全，只有安全與無污染的實驗，才能在一般場地實施。因此，能夠在科學展示館辦理化學教育研討會，在動手做科學實驗演示工作坊的實驗主題的選擇上就會有一些限制。

本屆研討會決定在自2001年開館的日本科學未來館七樓的會議室區域舉行，整個場地有四個部分，有未來館演講廳舉行專題演講、海報與廠商教具展示區，以及兩間研討室，整個場地的安排集中在七樓，對整個活動的進行算是相當的方便。本次研討會舉辦的日期是2015/07/29~31，前兩天是研討會，第三天是整天參訪日本東京學藝大學附屬高中的化學實驗教學課程。第二天的下午14:00 ~ 16:00大會有安排參觀位在1到5樓的未來科學館主體展示館，在時間有限的情況下，筆者以兩小時的行程所能參觀到的展示區部分進行介紹。

n  日本科學未來館介紹

一、  未來館地點和各層樓展示

日本科學未來館位於東京交通便捷的台場地區（見圖一），也是日本大型商場聚集的地區。科學未來館門票個人部分售價620日圓（台幣約160元），18歲以下210日圓（台幣約55元），售價算是非常便宜。開館時間10:00~17:00，因為研討會是九點開幕，我們早上無法由大門出入，而是由後方的行政區入口由警衛檢查證件進入會場的。

 

圖一：Miraikan於東京灣區中以紅點標（左），Miraikan於台場區域中以紅點標記（右）

一樓是標誌性展式區、三樓是常設展覽區—創造未來、五樓是常設展覽區—探索世界還有一間咖啡館、五樓是球幕影院、七樓則是觀景廊內設有餐廳和會議室等。一樓可以花錢另外買票體驗本田（Honda）製造的未來個人移動工具〝UNI-CUB”（註1），看起來有點像一張會移動的板凳，但體積小有其方便性，對未來老年化的社會，行動不便者的移動有其研究的價值與意義。

二、  球型顯示器GEO-COSMOS

由一樓到六的挑高大廳，懸吊一個直徑6.5公尺的球型顯示器GEO-COSMOS（見圖二左）的中央，此球型顯示器是顯示衛星對地球攝影的畫面，走過館場的橢圓形廊橋斜坡走道，會像是由外太空看地球一般，非常的特別。但由於整個環境太亮，若是周遭環境再暗一點，就會更像由太空船內看面向太陽的地球面。此外，觀眾可以躺在大廳向上仰望地球（見圖二右）。

 

圖二：GEO-COSMOS 顯示地球影像（左），觀眾可躺在大廳仰望GEO-COSMOS（右）

球幕影院門票是可以先在網路預約（見圖三左），這樣就可以確保當天來參觀者可以看到球幕影院中所播放的影片，每場約25分鐘，播放立體天象影片，需要另外付費，成年人300日圓，18歲以下100日圓。三樓有實驗工作室，在周末會舉辦尖端科學技術的實驗教室，也是需要提前上網預約。三樓另外還有好奇心樂園，這是一個可以親子共同體驗的科學活動空間，每次45分鐘，無須再另外購票（見圖三右）。而一樓的販賣部營業時間是由10:00~18:00，17:00展示館關閉後還有一個小時可以輕鬆購物，若販賣部與展示館閉館時間相同，這樣參觀者就需要壓縮參觀的時間去購物，時間錯開這似乎是不錯的營運方式。

 

圖三：球幕影院說明告示牌（左），可與觀眾互動之現場展示（右）

三、  仿真機器人Otonaroid

說到日本的仿真機器人，就不得不提到日本大阪大學智能機器人學實驗室的主持人石黑浩教授，將認知科學與機器人學緊密的相互結合，指出「為了讓仿製人和真人一樣，我們必須從認知科學、行為科學及神經科學的角度研究人類的活動；為了評估人類的活動，我們又必須在仿製人身上實踐該行動背後的程序。」（註2）。而這些機器人娃娃「Telenoid」（註3）開發目的主要是作為溝通使用（見圖四左），它可以過網路進行遠端操控動作，可以發出聲音做為溝通的工具。而仿真機器人「Otonaroid」（註4），也是可以作為遠距溝通的工具，甚至可以操縱動作，整個外型更接近真人的設計（見圖四右）。2014年所發佈的可播報新聞的仿真機器「Kodomoroid」（註5），其外型就直接由真人仿製，可以像新聞主播一樣進行新聞播報。展示的方式也很特別，觀眾必須蹲下由一個縫隙中來觀看此展示（見圖五）。

 

圖四：機器人娃娃Telenoid（左），觀眾與仿真機器人Otonaroid互動（右）

圖五：仿真機器人Kodomoroid播報新聞

四、  機器人ASIMO

本田技術研究所所設計製造高度約130公分的機器人「ASIMO」（見圖六），每天有三次每次10分鐘的現場表演，分別是11點、14點與16點。由於16:00要回到7樓參加閉幕式，因此沒有機會看到實際現場表演的樣子，雖然沒有時間能親眼看到，但還是可以透過網路看到它的風采（註6）。由影片中可以看到ASIMO可以走路、上下樓梯、跑步、雙腳跳躍、單腳跳躍、踢足球、開保溫瓶蓋倒水並取水給發出指令者、握手、甚至簡單的舞蹈動作。

圖六：ASIMO會由左邊櫥窗出場和觀眾進行近距離接觸

五、  機器人Paro

2008年日本產業技術綜合研究所製造來陪伴老人和小孩的機器人「Paro」（註7），這機器玩具的外形像一隻幼小的海豹，毛皮和鬍鬚下有傳測器，可以對聽覺、視覺和觸覺等刺激進行反應，可以使用者進行互動，是設計為療癒系的機器寵物，可惜參觀時間不足，這個展示無法親自看到，只能由展場簡介手冊中看到此展示，但YouTube上已有很多這些機器裝置實際運作的影片介紹，筆者也逐一將連結列出。YouTube 2D影片的介紹有時比到現場觀看更清楚與仔細，但少了臨場感，若未來這些介紹能以3D影片呈現，將更具臨場感。

六、  太空艙和深海潛艇

展示區除了機器人是一個重要部分，還有機器醫療手臂（見圖七左）、太空探險與海底探險的主題，這也都是展示日本所研發設計的太空艙（見圖七右），以及深海載人深潛器—深海6500（圖八）原尺寸模型等設備。

 

圖七：觀眾可親自體驗醫療機械手臂操作（左），日本支援國際太空站之設備展示（右）

 

圖八：深海潛艇可進入參觀（左），深海潛艇前偵測設備與機械手臂（右）

n  讓學生充滿實現科學想像的熱情

愛因斯坦曾說：「想像力比知識更重要。」小孩的想像力最豐富，因為知識或許有限，但是想像力無限。有好的想像力並加上好的實踐力，創造力就產生了。如何讓孩童渴望長大進入科學研究的領域，和讓孩童理解科學一樣重要。孩童能理解科學，但是未來長大不從事科學，科學領域的研究就會後繼無人，沒有科學家投入此領域，此領域就會衰退。這讓筆者想到三十多年前，筆者小學的電視台，常會播出許多日本製作的機器人卡通節目。有人曾說日本科學家非常熱衷於機器人研究，是因為這些科學家小時候，就是看這些機器人卡通長大，所以他們長大變成科學家之後，努力實現小時候的夢想，將心目中的機器人製作出來。我很同意這個看法，科學家需要理想與熱情，但這個是需要長時間的培養，長時間的環境塑造，這不是短時間的量化績效所能達到。若我們的科學教育只是努力地告訴學生，念理工科以後比較好找工作薪水比較高，那以後學生長大後即使成為科學家，也就真的只是去找錢多的工作，甚至到打擊台灣科技產業的其他國際公司也在所不惜，因為學生的夢想就是找薪水高的工作。

如何激發學生的熱情，投入於科學創新的研究之中，這是科學教育中最重要的環節之一。日本科學未來館「技術革新的原動力」展示板（見圖九）的說明，由〝想像”到〝創造實體”其創新的過程涉及五個面向，分別是替代（alternative）、模仿（mimic）、機緣（serendipity）、整合（integration）、聯想（association）。這個科學未來館設立的目的之一，我想是期待讓參訪的孩童能形成科學夢想未來能進一步去實現，而不僅只是教學生如何認識這些新科技，常說人類因為有夢想而偉大，而未來是有無限的可能，科學教育給學生科學知識、教他們科學方法，建立正確的科學態度，也要給他們建立的科學夢想。

圖九：技術革新的原動力

n  附註

註1：Honda UNI-CUB Personal Mobility Device（Honda UNI-CUB個人移動裝置），https://www.youtube.com/watch?v=_Me1P0JljVk&feature=player_detailpage。

註2：仿製人科學，科學人雜誌，http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=columns&id=866。

註3：テレノイド・遠隔介護サービス１（機器人娃娃Telenoid），https://www.youtube.com/watch?v=N9JyDQlHo1A&feature=player_embedded。

註4：Otonaroid Android Interview（互動機器人Otonaroid）， https://www.youtube.com/watch?v=Yja50tLKpLw。

註5：Kodomoroid Android Demonstration（新聞播報機器人Kodomoroid示範）， https://www.youtube.com/watch?v=mq89jFcG5EM。

註6：Honda Asimo Robot Demonstration（機器人Honda Asimo示範），https://youtu.be/RRVZjdk5OsQ。

註7：Cute Baby Seal Robot – PARO Therapeutic Robot #DigInfo（可愛的小海豹機器人—PARO治療機器人），https://www.youtube.com/watch?v=oJq5PQZHU-I。