分享本文至 E-mail 信箱

學術引用格式

MLA (點一下全選)

APA (點一下全選)

EndNote(.enw)

【教育專題】談「科學」和「教科學」

2015/12/07 | | 標籤:

milky-way-1023340_640

作者:季老師/生物老師

我是一個生物老師,一直被冠名在「自然科學教師」下,讓我常思考一個問題,科學是什麼?

什麼是「科學」?要怎麼「教科學」?

一開始我想的是,為什麼要把生物、物理、化學、地科這些東西列在「科學」的範疇裡面,對很多人來說,生物比較像是「背」的科目,但為什麼它還算是科學,這些科目的共通點是什麼?後來跟同事討論的時候,有個想法很有趣,科學家做實驗做推理,跟偵探蒐集資料做推理很像,為什麼上述這些科目包括生物會被列在科學,因為他們的共通點就是「真相只有一個」。

為了找出這個唯一的真相,科學家用科學的方法去尋找答案,有些其實不是歸納演繹來的,是事實,像是人類的精子跟卵子結合就是得到受精卵,會發育成個體,就像兇手訴說他的犯案手法,這沒有歸納,也沒有演繹,就是唯一的事實;有些只能用歸納還有演繹來找答案,像是生命的起源?演化?這就像兇手已經死了,死無對證,偵探唯一能做的就只是歸納跟演繹,永遠都不知道到底是不是真相,只能「接近」真相。

至於要怎麼去驗證真相?有些人說要有科學證據的,有些人說無法提出反證的。當然如果有直接證據是最好,但當兇手已經死無對證,無法有直接證據去看出真相的時候,我們只能去找到並接受最接近事實的說法,說服自己去相信,當幾年後有其他證據證明或推翻這個說法的時候,大家再去改變自己的觀念,去接受覺得更接近真實的概念,這就算是一種「概念改變」 (conceptual change)。

「概念改變」 (conceptual change)被許多科學教育家認為是學習科學一個非常關鍵的過程。這個「Change」指的改變,可以是從無到有的「擴充」,例如像接受新聞〈屠呦呦、William C. Campbell和Satoshi Omura榮獲2015年諾貝爾獎生理或醫學獎〉一樣,它就是個你本來不知道的事實;也可以是指從a到b的「取代」,例如達爾文從相信神創論到提出演化論。

要怎麼Change?

不同人對同一個真相,或多或少有不同的概念 (concept),今天有一個跟自己的概念不一樣的說法出現的時候,就要看新的概念能不能改變原本舊的概念的「地位」。怎麼改?要符合「有意義」「有理」「有用」這些原則,當新的概念
比舊有概念更能符合這些原則,地位就會轉換,新的概念就會取代舊有概念。所以,提出有利的證據是「增加」這個概念的「地位」,而提出反證則是「降低」。

sherlock-holmes-147255_1280
教科學的重點就在這裡,學生是「華生」,總是對真相有著自己先入為主的觀念,無法精確連結證據跟真相的關係,科學家是「福爾摩斯」,知道自己要觀察什麼、知道要蒐集什麼證據、做什麼樣的實驗,根據結果做最正確的判斷,老師比較像是「記者」,忠實傳遞福爾摩斯的發現給更多的華生。學生進到教室之前,有太多不同的原有概念,要怎麼用不同的方法去讓最接近真實的概念「取代」或是「擴充」到學生的腦袋裡?這就是身為一個「專業的」「科學教師」要做的事。你可以是個很懂生物這個「專門」的人,知道很多有關於生物這個領域的真相,但要當個「專業」的生物老師,必須要懂得用方法讓你的學生得到這個真相。
講述法、重現真相現場(做課本實驗)、討論、電動、遊戲、故事……這些都是方法。但是,不管是哪種方法,科學教師只要不要模糊焦點,自己的使命是要讓學生有至少最接近「真相」的概念,要讓學生覺得正確的概念更「有意義」、「有理」及「有用」,才有辦法提昇新概念的地位,進而「擴充」或「取代」原本錯誤或沒有的概念,老師只要根據自己的特性選擇最適合自己的方法,這幾個方法都可以達到這個效果。

「知道」科學難道就「會」科學了嗎?

但,這樣就夠了嗎?「知道」科學不代表「會」科學。差在哪?差在「華生」不是「福爾摩斯」,科學教育一個重大的課題──培養科學能力,就像是要想辦法培養「華生」成「福爾摩斯」,你可以是一個考試總是一百分的華生,但要成為福爾摩斯,就不是一件容易的事了。雖然這多少跟天份有關,但至少,用一些方法搞不好可以開發一點潛力。至於如何培養學生科學的能力,用上面哪些方法最有效呢?不曉得你是不是跟我一樣,看到這裡,然後也無言了。

科學方法的基本步驟是觀察、提出問題、蒐集資料、假設、設計實驗、實驗、分析、結論,這個內容出現在國民中學七年級自然與生活科技上冊的概論,緊接在目次後面而已,以12歲的年紀很容易背得滾瓜爛熟。而要培養學生科學能力的老師,大多會照著這樣步驟,帶領學生一步一步去探索真相,讓學生去實際「體驗」當科學家的感覺,進而去體驗發現真相是一件多麼好玩的事!我想這就是為什麼科展在中學的科學教育中這麼重要的原因。可惜的是,不是所有科學老師都有曾經體驗過「科學家」的經驗,即使有,也不見得都有「正向」的回憶或經驗,因此要帶領學生體驗科學的歷程,就像要沒去過Disney樂園的人要去跟別人說Disney樂園有多好玩的意思一樣,很容易歪掉,但這不能怪老師,畢竟我們不能要求記者要成為福爾摩斯。

台灣的科學教育面臨的問題,就像是好不容易教出了五十個考一百分的華生,卻教不出一個福爾摩斯一樣,但不能說這些沒有用,正確的科學知識還是必要的,可以幫助我們將科學知識連結在日常生活中,例如:傷口塗抹抗生素,可有效避免細菌感染;抹膠原蛋白在臉上並不能幫助我們的皮膚生成膠原蛋白;不能隨意放生外來生物會破壞生態環境……等。然而,就像是想要有說一口流利外文的能力,除了大量的單字背景和不斷地練習之外,還要有由內而外的動力。

「教他們造船之前,先讓他們渴望揚帆遠航」(摘錄自小王子作者Antoine de Saint Exupéry文章),在發展出探究真相的科學能力之前,除了擁有基本的科學知識,最重要的還是要先擁有探究真相的企圖和渴望。至於要如何點燃學生心中的好奇之火,並且在尋找真相的過程中,遇到失敗後仍然持續維持著,然後修正方法直到找到真相,是我認為培養科學能力最困難也最需要克服的關卡。而要當一個專業的科學教師,不管是用方法教學生正確的科學概念(就是讓他們發生Conceptual Change)或是培養學生的科學能力,都是一路上不能懈怠且需要持續精進的課題。

ad3

問答是人類最原始的知識互動方式,也是文明火箭推進的燃料,更是茫茫知識大海中的羅盤
為什麼蘋果會落下?為什麼人類不能飛?所有偉大的事物,都萌芽於一個最初的問題。
我們全新推出的問答平台——泛答,讓大家用最輕鬆直接的方式挖掘最有價值的知識。

受夠了虛實難辨的假新聞?懷疑自己困在同溫層?想念那個充滿好奇的內心自我?
來泛答吧,跟我們一起用問答打破現狀,用問答找回專屬於你的知識。

關於作者

PanSci

PanSci

PanSci的管理者通用帳號,也會用來發表投稿文章跟活動訊息喔。