生理人生
一位生理學家的讀書、思想及翻譯筆記
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科學該怎麼學?

2007-11-17 01:25迴響:13點閱:2661

 

先前貼文〈人人都該學科學?〉是由兩位好友的信及文章所觸發的;我用了個有點「挑釁」意味的標題,當然是為了吸引讀者之用。對已經身在科學界的人士而言,可能會認為該問題不值一問:現代人既不可能自外於科學(科技),那麼科學自然是要學的;問題是:要學多少、該怎麼學?那也是前篇文章真正想傳達、但沒完全說清楚的訊息。

 

道還兄在讀了我借題發揮的文章後,又來信為他的想法做了更深入的闡釋;他信上說:「我的意思是,高中是大學的預科,因此想上大學主修科學的人,就該受紮實的訓練。不應為了全民科學教育這個神話,把高中科學課程的程度降低。」因此,道還兄的原意是要打破「全民科學教育」這個神話,而不是說義務教育裡不需要敎科學。

 

道還信上還接著說:「以現在大學理工科錄取人數之多,高中至少有一半以上的學生必須學科學,也就是物理、化學、生物、數學。而學習科學,即使沒有雄心當偉大的科學家,也必須花大量時間用功,無法憑一時衝動瞎摸。」他真正的意思,其實是怕「全民科學教育」把科學教育庸俗化了,對有志朝理工發展的學生,反而是個阻礙。

 

國內的教育問題,其實是環境的產物:地狹人稠的壓力,逼著學子都朝有出路的行業發展。涌泉兄指出:這是「國內教育的長處,卻讓許多人吃了不必吃的苦」。換句話說,在升學就業的壓力下,國內學子一般要比歐美國家的同齡學生修習更多的科目及內容。以實用的角度而言,這麼做確實為國內「培養出大批能幹的工程師與商人」,但缺點也顯而易見:許多人出了校門後(不獨文史法商者為然),不單把學校所學的科學知識忘得差不多,同時對有關科學的書籍文章避之猶恐不及。就算以科學為專業者,似乎也少了點對科學的熱情與想像,以至於卓然成家者並不多見。

 

前文提及,《萬物簡史》一書的作者布萊森本來是個旅遊文學作家,但在一個想搞懂世間萬物來龍去脈的念頭下,讓他花上三年時間廣泛閱讀,並寫了那本涵蓋天文地理、生命奧秘、生物演化等諸多主題的大作。在今日隔行如隔山的情況下,就算是精通某個學門的科技專家,也不見得有把握做好這樣的工作,更不要說是科學的門外漢了。俗話說的好:「天使不敢過的地方,傻子一步就跨過去了。」只不過這一步跨得有多美妙,可是見仁見智。

 

對一般讀者而言,《萬物簡史》確實是本通俗易懂,趣味橫生的讀物,但對專業人士而言,該書則有不少引用失據及誤解之處。換句話說,《萬物簡史》作為通識教育的入門讀物可也,但卻不能取代正式的教科書;這也正是道還兄所擔心的:科學教育的庸俗化可能造成更大的問題。

 

由此想到國內近來教科書「一綱一本」與「一綱多本」的問題,爭執又現。照說「循序漸進」、「因材施教」本是教育的理念與作法,不應該有什麼「綱」與「本」的問題;但在國內升學主義的壓力下,這種彈性似乎早已不存在。一方面老師怕教材內容變廣變深而敎不完,卻不敢量才適性,有所取捨;至於家長更怕子弟輸在起跑點,而不願意老師少教,子弟少學。在這種情況下,國內學子要不成為填鴨也難。

 

看清楚問題是一回事,提出解決之道則是另一回事,癥結怕也不只一端:心態、制度及資源等都是。以心態而言,國內的家長、老師與學生都少了點信心;以制度而言,少了些彈性;以資源而言,則是地狹人稠的限制。譬如歐美的高中生在選課上有相當大自由,不想吃科學這行飯的人只需修畢初級課程即可,真正有興趣者,則可一路選修到相當大一程度的課程,甚至還可到附近的大學修課。國內少數明星學校的資優班學生或許也能享有這種待遇,但要開放給所有高中,只怕會擠破頭;這又回到了心態問題:誰敢輸在起跑線呢?

 

涌泉說:「一知半解,物理真的不好玩。」這句話其實適用於所有的科學學門,不獨物理為然。國內喜好輕薄短小的淺碟文化,科學教育似乎也難以免疫。像《萬物簡史》一書,如能引起學子對科學的興趣,甚至增進社會大眾對科學的基本認識,也算達到了目的,但希冀藉科學的通俗化來提升科學教育的品質,就屬不實的想望了。科學常識,人人都該有一些,但不是人人都該學科學。「唯鐵與血,方能入知識之門」,修習科學,豈會例外?

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引用:http://blog.chinatimes.com/jenntser/archive/2007/11/17/217740.html
2007-11-17 01:25作者:潘震澤分類:心情雜感迴響:13點閱:2661

迴響與引用列表

回應: 科學該怎麼學?

Dr. H,

Just some complementary points as my two cents. We humans already "know" our universe is finite, that is to say, the universe has a limit. For example, its size is under 30 billion light-years across. Its total mass is around 10 followed by 50 zeros metric ton. Its "negative" mass (i.e., total gravity energy, or gravity mass since energy IS mass) is also 10 followed by 50 zeros metric ton more or less. We have already "reached" (although not physically "being there") as far as (same as as far "back in time" as) time zero (Big Bang) plus 380,000 years. Beyond that the universe has no light and was in plasma state (back then) thus is opaque therefore we cannot "see" through optically. We have reached our "horizon".

We also know that our universe has no boundary, that it looks pretty much the same from anywhere, and in any direction. This is called "mediocrity principle". Finally, we are almost certain that the universe is "flat", meaning, in a 2-D analogy, it is neither like the surface of a sphere, nor like the opposite of it (like a saddle). Our universe is 3-D flat.

My personal prediction is that before the end of this century, we will find the ultimate final physical theory of "everything", meaning, the successful union of Relativity and Quantum Mechanics; the proof of all four forces being one superforce; the origin of Big Bang, i.e., what happened exactly there and then; and how the whole existence came into being from absolute nothingness.

2007-11-22 07:23 Golf Nut

回應: 科學該怎麼學?


In learning science, there is room for us to continue to move forward in view of the facts that the universe is almost without limit, that we cannot reach beyond the Solar system, and that several major diseases such as cancer still cannot be cured after 50 to 60 years. The rapid tech progress in the Internet, information processing, and telecommunications may make more fancy products available to us in the future.

2007-11-18 07:12 Dr. H

回應: 科學該怎麼學?

SCFtw2,

你說的固然沒錯,我那句常識性的話不需要搬出認知科學佐證,但 ming 所提的事實,確有值得思考之處。

腦中的神經線路複雜無比,其中尤以連接左右大腦半球及各腦區間的線路佔大宗,真正輸入外在訊息的感覺神經通路,以及輸出控制的運動神經通路,屬於小巫;佔十分之一的說法純屬估計,方便比較罷了。

至於腦中內部的連結是否都與認知功能有關,也是可爭議的,但重點是,人因此連結的存在,而「腦力發達」,可以發揮創造想像的功能,包括許多不存在的事物。這一點,常為多數人忽略,以為自我的想像,都有真實的對應。

「人腦是否可以完全了解人腦(的運作)」,是弔詭的問題,但科學家絕不會因此自我設限,從腦(神經)科學的發展史來看,我們已經走了滿長遠的路,雖然前途仍遙遙不知所終。

這是我對 ming 的留言得出的一點想法。

2007-11-17 23:43 震澤

回應: 科學該怎麼學?


【科學方法】與【良知良能】各有其約定俗成之義,在邏輯理路上扯不到一塊兒。

【科學方法非人們天生的良知良能】我看屬於常識陳述,好像不怎麼需要“現代神經認知科學研究”方面的“證據”來支持。 ^_^


2007-11-17 12:57 SCFtw2

回應: 科學該怎麼學?


『俗話說的好:「天使不敢過的地方,傻子一步就跨過去了。」只不過這一步跨得有多美妙,可是見仁見智。』
"What a fool can do, another fool can do it better." --- Richard Feynman
That's LIFE! And we fools all struggle for that, being the first fool or the second. ^_^

『至於我說科學中人一不小心,也可能失足,而做出不科學的宣稱,這方面亦不乏例證,連大學校長、基因計畫負責人也在其列,其餘就不用說了。』
大學校長李嗣涔。基因計畫負責人Francis Collins。


2007-11-17 12:34 SCFtw2

回應: 科學該怎麼學?

潘老師
關於科學方法非人們天生的良知良能這一理論 據我所知在現代神經認知科學研究裏也有證據 神經認知科學已發現人類處理資訊的大腦通道中 傳遞感官訊息的神經元數量約只有傳遞認知訊息的十分之一 這個發現讓當代心理學者成功解釋了為什麼暗示可以影響認知 認知可以改變感覺進而扭曲真實 催眠術即是一著例
祝 好

2007-11-17 12:01 ming

回應: 科學該怎麼學?

鄉愿、庸俗、功利
實是為學之大敵

這個題目很有意義
相信可以從很多面向繼續討論下去
如果有機會,也許大春老師規劃的主題館中有週二的[科技e-mail]跟不定期的[教育你我他]單元都可以談談這個重要的問題

2007-11-17 11:24 pk2

回應: 科學該怎麼學?

問樞,

你打的比方,很生動,只不過現實情況可能要複雜些。有多少人一早就曉得自己是鳳梨還是香蕉呢?再來,人的潛力也難以限量,搞不好麻雀也能變鳳凰?

你說的科學精神,正是許多人缺乏的,社會上也才會有那麼多的騙局。好貪小便宜,自以為運氣好、財星高照,而讓騙子有可趁之機,其中可不乏高學歷人士。也再度顯示,人不是自己所認為的那麼理性。

2007-11-17 11:01 震澤

回應: 科學該怎麼學?

Ming,

內子也是中文系出身,科學知識,可是貧乏得很,但邏輯推理一等一,出國後改念電腦,一路工作至今,我自嘆不如。所以有沒有科學精神及科學知識,可以是兩碼事。

2007-11-17 10:48 震澤

回應: 科學該怎麼學?

現代自然科學的教科書,開宗明義,都會先談科學方法。我兒子在中學裡學過一次,上了高中,生物課及化學課又分別講了一遍,很可能物理課還要再上一遍。其內容不外乎觀察及收集數據、提出假說、進行實驗驗證假說,最後是提出模型或理論。我想國內的科學教育也不例外。

由於教育之功,現代人很容易就以為科學方法,包括歸納演繹等邏輯思考方式,是人的良知良能,其實不然。我在〈現代城市傳奇〉一文中引用法國著名生理學者伯納的話:「人天生迷信且自大,他認為與自身感覺相對應的心靈創造是真實的;因此,實驗方法並不是人的良知良能。」才接近實情。

說起人的迷信與自大,數不勝數,且不說人多的是一廂情願、自以為是的想法,同時也會為了追求心靈的滿足,而攀附神秘。這一點,只要看看國內有多少廟宇神壇,國外有多少教堂就可明瞭。

當代國人可能也大都忘了,「賽先生」可是舶來品。台大物理系高涌泉教授寫過一篇文章〈科學革命為什麼沒有發生在中國?〉,收錄在《另一種鼓聲》(三民,2003),我摘錄其中三點:一、科學非技術;二、科學革命只誕生在西歐;三、科學革命非在一時一地由一人促成。有興趣的網友可找來讀讀。

至於我說科學中人一不小心,也可能失足,而做出不科學的宣稱,這方面亦不乏例證,連大學校長、基因計畫負責人也在其列,其餘就不用說了。

2007-11-17 10:30 震澤

回應: 科學該怎麼學?

老師:
我不知道我想的對不對,可是我一直都覺得教育是土壤,學生是種子。
學生可以是杜鵑,可以是稻米,可以是松樹,好的教育制度應該要能讓所有的種子都成長茁壯。
而台灣的教育問題,應該不只是土壤不夠肥沃,還有農夫(家長或老師)想把鳳梨種成香蕉,或是把蘋果種成木瓜。
科學當然該學,可是好像也不應該對吸收不了科學肥料的鳳梨施太多肥,或是對很適合科學肥料的香蕉亂施一通。
學習科學精神,應該是讓人能對自己不熟悉的領域保有好奇心跟懷疑,並想去了解它吧!至少,在商人拿一些研究數據號稱自己的維他命有多好多好,或是建築師拿著統計資料宣稱自己蓋的房子有多環保的時候,會去懷疑真偽,而不只是一味相信。
我是不覺得應該把科學神聖化啦!那些納稅讓科學家做研究的一般大眾,他們有權利了解他們把錢花到那裡去了,科普教育似乎是還不錯的途徑。
對了,我大一時也不太喜歡微積分,不過後來把微積分拿來訓練腦力,也就不覺得那麼痛苦了,甚至後來還會想找一些微積分的書來看。

2007-11-17 08:09 問樞

回應: 科學該怎麼學?

潘老師連續兩篇提出了大哉問 小子不才 謹此獻曝野人一得之愚

1.有朋友提及"學科學重要的是學好邏輯 學對真理的追求 學明辨是非" 這的確是對科學與科學人最好的贊語 只不過忝為科學小兵三十年 個人的心得是 即使不學科學之人 如內子為中文人一樣得從文學的煅煉中"學好邏輯 學對真理的追求 學明辨是非" 所以這樣定義科學 似乎無法構成paradigm

2.如何能夠讓自然組的學生有足夠的人文社會學科薰陶 及讓社會組的學生有足夠的自然科學學科薰陶 的確是當今之世所有關心教育人士面對的首要難題 其難就在於至今仍找不到一個放諸四海皆準的平衡點 譬如以數學與統計教育為例 到底學生要學到那些才算是數學知識粗備又不至於喪失學習興趣 而老師要怎麼教才能既啟發思考又兼顧基礎積累 以個人二十多年孜孜業業的投入其中 仍未見一通解 只能採疊代法逐漸逼近 這個問題我曾經在李家同教授的一篇懷念中學數學老師的文章(也可能是一篇寓言小說)中得到部分解答 文中的老師在課堂上使用三種深淺不同的試題考學生並不讓大家知道 到學期結束時程度最差的學生因為沒有被分數不斷無情打擊已跟上平均水平 所以考試只用兩種較難的考題即可 這個說法與個人的英文學習經驗倒十分吻合 我的英文學習動機在讀高中時被永遠不及格的分數破壞殆盡(每次月考全班平均總是不及格居多) 一直到負笈美國 一方面是打鴨子上架 一方面是用對方法 所以才有起色 至今勉為糊口
3.關於潘老師前文提到的微積分之為用一問 其實莫説是非數統理化工程科系學生會有此疑 連敝人一介近三十年數學小兵都還不斷以此與學生辨正 因為自通過博士資格考後正式進入統計世界 當年大學學的數學用得最多的是線性代數 微積分早已束之高閣久矣 那為什麼唸統計的學子至今還要學了初微學高微呢 我最近倒發現了一個不錯的理由 事情起因於大兒子學校世界史地課正教到中國先秦諸子思想 他一日睡前突然問起白馬非馬的典故 我在回答之餘順口提及白馬非馬就像西方知名的 "兔子因起跑點在烏龜之後 所以每當兔子向前趕上原先落後烏龜的距離時 烏龜都又往前走了一段 因此兔子會永遠在競賽中落後於烏龜"一樣 是個運用語言巧妙誤導推理的詭論(paradox) 當時由於時間已晚 我未曾仔細證明這個詭論為甚麼錯 沒想到在第二天的晚飯桌上 他唸五年級的弟弟卻說出了正確的證明 他的證明很簡單 假設兔子的速度是烏龜的兩倍 那麼每一次當兔子趕上烏龜前一次的位置 烏龜只能再往前走原來領先的距離的一半 如此不斷減半 終有一天兔子會與烏龜站在同一起跑線上並從此超前 小兒只是用日常生活經驗 把這事當成腦筋急轉彎的遊戲來解決 卻不意竟說出了微分的概念 所以我想為什麼要學微積分的一個可能答案是 因為它是一種日常生活裏會碰上的數學常識 能適度掌握它 就能使日子更好過

2007-11-17 05:23 ming

回應: 科學該怎麼學?


回到原點

我想詹老師這兩篇文章裡面我們將兩個比較基本的問題先找出來

1 學習科學方法
2 學習科學內容

這其實也是詹老師本篇議題 科學該怎麼學?一文中在起首段就點出來的:
→問題是:要學多少、該怎麼學?

我現在將詹老師這句話按學術敘述的精神改寫一下(對不起,似乎˙有一點吹毛求疵),

問題是:該怎麼學、要學多少?白話一點的說法,就是用甚麼方法,學甚麼東西?

其實這這兩句話正好切合了 師者所以傳道,授業與解惑也的傳道與授業兩句.但是傳道在前,授業在後,得有了方法才能開始學習啊!在這裡,我將傳道之道解釋成為方法,所以問題如果是這樣來提出的話,下面的解決方法應當就比較單純一些了.

也就是說,先把科學方法學好,至於以後得學多少科學的學科內容,就可見仁見智,各作決定了.在小中學教育中的科普教育,我想最重要的核心問題該是帶給小朋友們如何認識科學的方法吧?

我非常敬佩詹老師能以部落客身分來分享您在深奧學術殿堂中得來的經驗與心得,感謝感恩,不過您希望我再深入解說的問題,我無法達成您的要求,因為我只能提出這一點一般所謂的科學方法這一表層的問題而已.至於科學的內容等等我早已經還給老師啦.

不過再來回到原點一次: 您說科學方法不是人的良知良能,但是我卻這麼想,科學方法卻是絕對需要依靠人的良知良能來進行的.而且這應當是每個人都具備的天能,也可以學得來的.就是方法問題囉!

2007-11-17 05:17 alster

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