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【教育專輯】科學,深刻學

科技始終來自人

圖片來源:Are Sjøberg

文/魏碩辰

「科技始終來自於人性」 ── 十幾年前人們朗朗上口的一句廣告詞。科技代表的是科學與技術,然而技術的進步是要仰賴科學的研究與突破,試看有多少現代化的商業產品最初只是實驗室的產物,而也因著「人性」(好奇心、想像力、為了生活更方便),科學得以不斷被驗證與探究創新……

遊戲是最好的啟蒙學習

1980年代有款玩具正流行著──動動腦聲光科學組合玩具,那是我第一次碰觸到如此科學的玩具……

棕綠黃、紅紫橙、橙黃棕…電阻件像極了神祕的基因密碼,按圖索驥搭配電容、電線、喇叭、9V電池,想像自己是實驗室裡的科學家,白色的電路組合板就是我徜徉於電子科學原野的場域。

國中時期,家裡多了一個電器新寵兒 ── 8位元電腦,電腦開機需要8吋大的磁碟片開機,用的是DOS,微軟當時出的是windows 3.1,電腦當時對我來說是遊戲機,頂多趕著流行去「學電腦」,寫寫basic程式。這是我對於電腦科技的體驗…而也隨著求學階段的向前推進,對於科學的意義大概就剩下物理、化學、數學、生物、地球科學這些學科名稱,對於學習科學的成就感不是來自於好奇心與想像力,而是成堆的公式記憶與計算帶來美好且符合現實社會認定的好成績……

「動手做」是科學學習王道

高中的化學實驗課是我難忘的回憶。塵封已久的高中化學實驗記錄本,現在輕輕翻開還能聞到淡淡的化學藥劑味道,那是我對科學的學習真正有「真實的探究學習」的感受。薄薄的記錄本詳細記錄所有實驗的結果,是啊!所有的實驗,在那聯考的時代,讀的又是私校,每一分每一秒都很寶貴的要用來複習與考試的訓練節奏,能夠完整的「動手做」實驗的確是非常奢侈的一種學習方式,因著化學老師的堅持,我們實際操作了課本給的每個實驗,為之著迷的學習氛圍,只差大學沒念化學系而已。

了解歷史等於了解人類進步史

了解科學史能否增進學習科學的興趣與意願?走過中學階段的科學學習,腦中存留著不外乎牛頓運動定律、波以耳定律、都卜勒效應……等以西方人為名的定律,科學的進步總是象徵著西方強權,只有在歷史課本才會讀到的沈括,也沒見著甚麼「沈括定律」;天工開物也是歷史考科的填充題。綜觀自己的學習歷程,商高定理和祖沖之算是記憶中比較中式的科學史概念。

筆者是國中數學老師,初任教師的頭幾年自己涉獵了不少數學史的書籍或相關資訊,這是自己在接受科學教育歷程中從未碰觸的區塊,我一直相信在上到「對頂角」觀念和金字塔測量,適時講到泰利斯(Thales)甚至他與他騾子的故事,別說所有學生都對你所講述的數學運算有興趣,至少有些人愛聽這些故事。

我正在嘗試的教學

最近國三上到相似形與測量,我拋了個中國古老的測量題-「海島測量」,甚至上網找了《海島算經》裡的九個題目要學生分組探究,包括了解原文文意把幾何圖繪製出來,並試著運用所學的數學技巧把題目解出,我知道這是件大工程,對於僵化的「老師教甚麼我就背下來」學習習慣,孩子們有得忙的,但也看到他們燃起的熱情,那種挑戰未知旅程的磨拳擦掌,現在還在進行中……

《古今圖書集成》窺望海島之圖。source:wiki

一直都有帶學生參加科展的經驗,加總也參加十多屆了,我覺得運用所學去深入探究一個主題是科學教育不可或缺的環節,說穿了教科書上的都是前人所經歷的探索軌跡,其經驗與階段性的成果我們可以師法,但是最終我們還是希望能有所創新或是解決某些問題,這是學習科學的目的,我認為不同年齡階段的學生應該要有個適合自己能力所要解決或深入探究的科學主題,讓孩子在被動接受科學知識之虞也能夠經歷科學家的研究歷程──就是想著如何解決自己的研究主題,這種想法聽起來是多麼讓人熱血沸騰啊!

勇敢航向人類足跡從未踏至的領域

科學教育包括科學史、已知的結果(就是教科書上的內容)、動手做、主題探索四個部份,現今的教學有相當多的部份還是在演譯已知的結果,其他三個部份都被教學者以時間不夠、進度上不完、安全性…等因素而被犧牲了,試著想想富蘭克林怎麼捕捉雷電?桃莉羊怎麼誕生的?人類最原始的好奇心、想像力與膽識是推動人類文明進步的燃料,運用在教學現場就是要去營造與引導孩子激發自己的求知潛能,這樣的科學學習才會刻骨銘心。

【作者介紹】
魏碩辰,對數學死心塌地著迷是因為看到數學家為了如何設計最少材料的籬笆把草原上的一群羊圍起來所陳述的一段話,「我在草原中做一道籬笆圍住自己,然後宣稱:『我在籬笆外面』,這就是解答」。
1976年冬至出生,念完了很一般的國民小學以及國民中學後,跟一般人一樣參加聯考唸高中。或許是看到那個數學家的解答覺得很炫,或許是很崇拜高中時期的數學老師,大學聯考志願填的都是數學系,中央大學數學系、彰化師大教研所畢業,現在理所當然的是個國中數學老師。
喜歡數學,更愛敎數學,有個夢想是能發現數學定理,像17世紀法國數學家費瑪在丟番圖的「算術」書內頁邊框空白處寫道:「我有一個關於這個定理十分美妙的證明,但礙於這裡的空間太小,寫不下。」

 

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【‎教育專輯‬】 泛科學十月份特別專題:「科學教育,科學嗎?」

歡迎你來稿和我們談談你所知的科學教育的過去,現在,以及未來。
我們希望討論的方向包括(但不限於):
● 什麼是科學?科學是一種能力?態度?知識?
● 教自然科就是教科學嗎?教自然科才能教科學嗎?
● 那些自然科以外的學科,和科學有關係嗎?

如果你是在學學生,請與我們分享:
● 過往的教育經驗讓你了解科學、愛好科學嗎?請和我們分享你的經驗!
● 你希望自然科(地科/生物/物理/化學)、數學、各種學校科目該怎麼教,讓你更接近科學?

如果你是老師,請告訴我們:
● 在你的理想中,科學應該怎麼教?
● 你正在嘗試什麼樣的科學教育?成果如何?
● 在今日的教育現場教科學,什麼是優勢和助力,有哪些難關和阻力?

兩者皆非,也歡迎你來談談你的想法:
● 學「科學」有什麼價值?
● 什麼樣的結果意味著成功的科學教育?
● 要達成科學教育,有什麼樣的好方法?

來稿請寄:pansci.tw@gmail.com
來稿字數1000-3000,並請註明希望發表的名稱與身分;請於10/31前提供,泛科學編輯部將保留來稿最終修改審核權;如審核通過將刊登於泛科學並謹備稿費,感謝您的參與。

泛科學本次「科學教育,科學嗎?」教育專輯,將配合11/8泛科知識節活動,當天將舉行現場對談,歡迎你的加入!

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