0

0
0

文字

分享

0
0
0

英國科傳老將──亞當˙哈特戴維斯

蔡明燁
・2011/12/15 ・3657字 ・閱讀時間約 7 分鐘 ・SR值 554 ・八年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----


科學傳播除需架構一完整知識體系外,更需要加入「人」的角度詮釋。(圖片來源:Knowledge Review)

林照真教授在《台灣科學社群40年風雲》一書中,引用了中研院數學所李國偉研究員說過的一段話:「科技」的次文化至少需要包含兩個向度,其一是「科技知識」所架構的世界,此一知識世界的探討,著重在理性、邏輯、方法、真理、演化等問題;其二是「科技人員」所集結的社群,而對科技社群的描寫,則需要借重政治、經濟、社會的概念,進行權力網絡的動態分析。

雖然在遣辭用句和研究重點上或有差異,但我覺得上述這段文字套用在穿領域科學傳播/科學教育上,其實也有吻合之處,也就是說,要在國內推廣科學傳播,除了需要對理念、法則、源流等知識加以探討,架構一個完整的知識體系外,從人的角度來認識科傳/科教社群,使我們進一步了解此一活動在不同的政治、經濟、社會網絡中所扮演的角色,也應有助於我們更確實掌握這門學問,從而將之在地化,為我們更加自如地運用。

Adam Hart-Davis。(圖片來源:http://www.adam-hart-davis.org/index.html)

站在這個出發點上,本文要介紹一位英國科學傳播界的老將──亞當˙哈特戴維斯(Adam Hart-Davis),他不像英國廣播公司(British Broadcasting Corporation,簡稱BBC)自然生態節目的泰斗──艾登堡(David Attenborough)那樣擁有全球性的知名度,也不像這兩年突然崛起於英國媒體圈的物理學家卡克斯(Brian Cox)那般充滿了年輕的魅力,然而哈特戴維斯所代表的,卻是老一輩英國科學傳播人一步一腳印的傳統取逕,從他身上,我們約莫可以看出自1970年代以來,英國人是如何進行科學傳播的?是什麼樣身分背景的人在從事這樣的工作?隨著時代的變遷,他們面臨了什麼挑戰?又如何因應這些挑戰?此外,透過哈特戴維斯,我們是否在某個層面上也窺視了英國社會權力結構的一些端倪呢?

哈特戴維斯出生於1943年,他的父親魯伯特(Sir Rupert Hart-Davis)擁有爵士頭銜,是英國貴族階層的一員,和英國女王及現任保守黨首相卡麥隆(David Cameron)都有血緣關係。亞當˙哈特戴維斯畢業於貴族學校伊頓學院(Eton College),接著他選擇就讀牛津大學莫爾頓學院(Merton College)的化學系,隨後又到約克大學(University of York)攻讀有機金屬化學的博士學位,並在加拿大做了三年的博士後研究工作,回到英國以後,他開始在牛津大學出版社(Oxford University Press)負責編輯科學方面的出版品,以及各種西洋棋手冊,直到1977年,時年34歲的哈特戴維斯以研究員的身份,加入了約克夏地區電視台(Yorkshire Television,簡稱YTV),正式展開了他的媒體生涯。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

話說英國電視產業肇始於公共電視BBC,到了1955年才成立了商業性的獨立電視(Independent Television,簡稱ITV)。ITV雖然以廣告維生,還是屬於英國公共電視體系的一環,由不同的地區性電視台聯合組成,不過ITV的組成份子並不固定,因為每隔一段時間英國政府就會公開招標,根據投標者過去的表現、現有的資源和對未來的規劃,評定由誰得標。

以英格蘭東北部地區觀眾為對象的YTV,從1968年起成為ITV的一員,有很長一段時間,對科學性電視節目相當重視,而哈特戴維斯在YTV的起始任務,便是協助不同的節目進行幕後研究,例如1970年代間一個叫做《別問我》(Don’t Ask Me)的談話節目,邀請專家到現場回答觀眾各種和日常生活有關的科學問題,其中三位經常受邀的嘉賓包括科學家派克(Magnus Pyke)和植物學家貝勒米(David Bellamy),兩人的形象都很符合「瘋狂科學家」的典型,動作也都很誇張,不過派克像個老紳士,貝勒米像個老頑童;第三位因本節目而在1970、1980年代馳名英國科傳界的專家,則是女醫師史特波哈德(Miriam Stoppard),她還主持了一個醫療性節目《有生之處》(Where There’s Life)。此外,哈特戴維斯也是《克拉克神秘世界》(Arthur C. Clarke’s Mysterious World)系列節目的研究員,克拉克是科幻小說家,節目的開頭跟結尾都由他現身說法,但節目內容主要由旁白和紀錄片的方式來呈現,探索各種神秘的傳說,例如飛碟、海怪之類。

哈特戴維斯除電視節目作品外,更是科普專業作家,(The Book of Time)即為今年最新著作。(圖片來源:http://www.adam-hart-davis.org/index.html)

1980年代間,哈特戴維斯獲得實際製作電視節目的機會,多以科學性兒童節目為主,例如《我和我的電腦》(Me & My Micro),由喜劇演員哈里斯(Fred Harris)主持,哈里斯在進入傳播界以前是小學老師,在ITV和BBC主持了很多以電腦、數學為主題的教育性節目;《好玩的遊戲》(Fun & Games)由另一位喜劇演員轉戰科傳界的波爾(Jonny Ball)主導,波爾沒有大學學位,不過對數學和機械很有興趣,懂得用簡單的語言把複雜的概念解釋清楚,非常受到觀眾的喜愛,很快成為七、八O年代主持BBC兒童科學節目的大將,他的《想個數字》(Think of a Number)、《再想一想》(Think Again)、《倒著想》(Think! Backwards)以及《這麼想》(Think! This Way)等系列,到今天仍被公認為推廣數學的極佳典範。與此同時,哈特戴維斯也參與了兒童教學節目《科學眼》(Scientific Eye)的製作。

累積了近20年的電視經驗,年近半百的哈特戴維斯終於在1990年代初期開始正式主持節目,代表作為YTV的《地方英雄》(Local Heroes)和BBC的《羅馬人對咱們有啥貢獻?》(What the Romans Did for Us?)。雖然這兩個節目都是以一般觀眾為訴求,但哈特戴維斯學會了擺脫老學究的面孔,在《地方英雄》系列中,他踩著單車、穿著色彩鮮豔的服飾,穿梭在北英格蘭的曠野和大街小巷,走訪古往今來各種與當地相關的科技發明,除了介紹歷史、風土、人情,也親自操作設計實驗,生動再現某項發明的過程,獲得廣泛的迴響,因此《地方英雄》很快被BBC網羅,擴大成為面向全英國的科學性節目;至於《羅馬人對咱們有啥貢獻?》,也是一個結合了考古、科技、人文與社會等多重面向的系列節目,透過追溯羅馬人的各種發明,反映羅馬歷史與文化,並探討其對現代英國社會的影響,這個節目的成功衍生出了一系列類似的作品,包括講維多利亞時代的(the Victorians)、都鐸王朝的(the Tudors)、古代文明(the Ancients)等所在多有。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
媒體的取材態度,往往直接影響節目內容的水平和質感。(圖片來源:Knowledge Review)

進入21世紀的哈特戴維斯,在英國科學傳播界依然非常活躍,不僅在電視及廣播節目的幕前、幕後都有擔綱,更重要的是他勤寫不輟。英國的科學性電視節目多半都有書籍搭配出版,所以像艾登堡、卡克斯、派克、乃至波爾等人,也都寫過不少深入淺出的電視節目相關作品。不過哈特戴維斯除了這類配合電視節目的出版品之外,也是科普專業作家,迄今已出版了將近30本書,全都圖文並茂,他今年剛出爐的新作是《時間之書》(The Book of Time),從哲學家如何定義「時間」,到不同時代、不同地區的人們如何發明不同的科技來測量時間,再到時間的概念如何影響人類世界的發展等,可以說上至天文、下至地裡,無所不包,而配合新書發表,哈特戴維斯也是英倫各大小文學節(literature festival)的常客,直接在不同的大城小鎮跟讀者面對面,並在會場中示範簡易的實驗,扮演一位老少咸宜的科普推手。

從哈特戴維斯平時在報章雜誌上發表的評論來看,他顯然很擔憂科學性電視節目日益譁眾取寵的走向,這或許也是促使他不斷寫書、發表文章、製作網路及籌辦巡迴演講的動力之一?不過從這兩年在英國播出的電視節目看來,我個人倒是認為這些節目的水準無論在質或量上,其實都是往上提升,而非向下沉倫的,而這可能是業界和非業界人士基於不同的經驗與視角所造成的價值判斷上的差異,如要細究,只好等來日專文另議了。

Adam Hart-Davis (亞當‧哈特戴維斯) (mp3)

參考書目:
林照真(2010),《台灣科學社群40年風雲──記錄六、七O年代理工知識份子與【科學月刊】》。新竹:交大出版社。
蔡明燁(2001),《媒體世界》。台北:幼獅文化。
蔡明燁(2005),【英國廣電業與數位化的現況】,《東西交叉口部落格》,http://blog.chinatimes.com/mingyeh/archive/2008/01/10/234234.html

想了解更多資訊,可前往 >>亞當˙哈特戴維斯(Adam Hart-Davis)個人官網 

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

原刊載於 東西交叉口跨科際閱讀

文章難易度
蔡明燁
11 篇文章 ・ 0 位粉絲
蔡明燁,英國里茲大學傳播研究所研究員。

0

2
0

文字

分享

0
2
0
量子科技即將走入生活?最有趣的科學知識傳播 QuBear 量子熊,來了!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/07/10 ・676字 ・閱讀時間約 1 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

不知從什麼時候,「量子」取代了磁場、奈米,成了時興的名詞。特別是把量子與資訊兜在一起,無論是在科學或是科技上,都深具潛力。或許有一天,我們將打開以量子位元建構的量子電腦,透過量子演算法進行各種計算,並把資訊用量子傳輸的方式傳遞出去。

這樣的日子可能真的不遠了。

為了因應量子科技時代的來臨,行政院在 2022 年 3 月宣布成立「量子國家隊」,由 17 個產學研團隊組成,包含了通用量子電腦硬體技術、光量子技術、量子軟體技術與應用開發這三大領域。

「量子熊 QuBear」身為量子國家隊的推廣擔當,針對年輕世代學子,激發量子科學與科技的興趣與瞭解,將全力推動 Quantum PAY,以三大多元管道「Podcast、 Article、YouTube」進行知識傳播,內容類型含括播客、文章跟影音短片。量子熊 QuBear 除了打造線上平台,更製作多個 quantum PAY 學習模組,努力朝著建立量子熊的微學習平台,以及建構長遠的科學知識傳播生態圈的目標前進。

最後,你或許會好奇,量子熊的名字是怎麼來的?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

量子電腦的核心技術是量子位元 (qubit)。英文發音快一點,就跟 QuBear 有點相似,於是就裝個可愛,叫做量子熊啦!

記得看到量子熊時,幫忙按讚、訂閱,還有~開啟小鈴鐺~https://www.youtube.com/channel/UCkWM3vYaCd_VoPHQ1hrUdzA

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 302 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

1
1

文字

分享

0
1
1
以科學為本!從 DNA 探索大未來——百濟神州(BeiGene)Kids Science 生物科學營,為小小醫生科學家鋪路!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/12/27 ・3734字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 百濟神州(BeiGene) 委託,泛科學企劃執行。

「小朋友們,當爸媽或家人生病時,你的心情如何?擔心、焦慮、想辦法讓他們好過一點?」

「希望家人最好不要生病」、「吃藥看醫生才能快快恢復」這是來自孩子們最純真直接的回應。

全球前 50 大生技製藥大廠百濟神州(BeiGene)副總裁暨細胞治療研發中心負責人黃士銘,日前率近 20 位企業志工和家人們一起至坪林國小,在泛科學協助下,舉辦「Kids Science 小小生物科學營」。課堂上,身為生物科學家的他,首次擔綱一日業師,在活動一開始即拋出了上述這個情境題,引導孩子們思考生物科學,其實是一門很有意義的學問,不僅貼近日常所需、更能真實地幫助許多人。

黃士銘表示:「BeiGene 是一家以科學為本,專注於創新癌症藥物研發,我們與全球各地科學家及醫師緊密合作,以病人至上的精神,致力為全世界患者帶來可近性及可負擔的高品質藥物。」身為一位科學家,我們相信『改變治癒未來』(Change is the Cure)。先進科學改變人類生活,而醫療科學為人類帶來治癒的力量。因此,在台灣,我們與這塊土地最頂尖的科學人才共同努力,專注於細胞治療在癌症醫學領域的研發,也因為台灣向來是生技產業人才搖籃,這更讓我們重視到,科學教育從小紮根的重要性,讓小朋友從早期開始培養科學核心素養,豐富孩子們的知識和視野,希望啟發他們對於生物科學的興趣。我們很期待透過 BeiGene 「Kids Science 小小生物科學營」,拋磚引玉,讓更多人重視科學教育的環境,挹注多元教學資源,發揮共好影響力,為台灣培育更多優秀的生技人才。

BeiGene 副總裁暨細胞治療研發中心負責人黃士銘,率近 20 位企業志工和家人們前進坪林國小,讓偏鄉小朋友從小開始培養科學核心素養。圖/BeiGene

有鑑於此,秉持以科學為本、病人至上的 BeiGene,致力「培育未來生物科學人才」作為品牌 ESG 關鍵的當責行動。於是乎,當觀察到台灣偏鄉科學教育資源與師資分配不均的狀況,便與全台最大科學知識社群–「泛科學」聯手,舉辦「 Kids Science 小小生物科學營」,BeiGene 企業志工於假日帶著家人們,前進新北市坪林國小進行教學活動,為偏鄉學童種下科學教育種子,希望藉由對生物科學的體驗與實驗過程,提升偏鄉學童對於環境觀察的敏感度與科學的認識基礎。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
BeiGene 「Kids Science 小小生物科學營」,為學童打造出「適齡、適性」、結合理論與手作的生物科學探索課程活動。圖/BeiGene

生物科學樂趣多! 啟發學童對科學創造的想像

小學階段是最適合紮根科學教育的時期,但偏遠地區的學校由於交通不便與地理人文環境特殊,造成師資、設備、資源不足等情況。若能引進多元的教學資源,開啟偏鄉孩子們不一樣的視野,便能在科學的啟蒙之路上,燃起他們的學習熱情、啟發學童對科學創造的想像!

引導孩子們思考生物科學,其實是一門很有意義的學問,不僅貼近日常所需、更能真實地幫助許多人。圖/BeiGene

坪林國小校長王珮君表示:「科學是生活,舉凡食、衣、住、行都隱含著許多科學知識與原理,非常感謝 BeiGene,看見偏鄉孩子在專科教育學習資源的需求,舉辦『Kids Science 小小生物科學營』, 讓孩子從做中學習。藉由豐富有趣的課程,帶領學校的孩子不僅能從學習中獲得更多與醫學相關的科學知識,同時也能啟發他們擁有像『科學家』一樣地邏輯思考,像『醫師』一樣地解決問題!永保好奇心,持續不斷的創新與探索。」

坪林國小校長王珮君致力提供學生更好的學習資源,感謝 BeiGene 帶來豐富多彩的 STEM 教育課程。圖/BeiGene

親子共學玩實驗夯: 水果DNA切切樂、手作仿生鳥

身為全台最大科學知識社群——「泛科學」知識長鄭國威表示,孩子學習科學的目的,除了開拓視野外,更重要的是培養科學思辨的精神與態度!在這個以社群力=影響力的時代,泛科學希望與各界企業一起『加乘、共好』,透過彼此的核心職能,讓下一代對科學產生興趣。

孩子學習科學的目的,除了開拓視野外,更重要的是培養科學思辨的精神與態度。圖/BeiGene
利用簡單易操作的實驗一窺水果 DNA 的樣貌。圖/BeiGene

這次的課程,特別邀請到曾獲教育部殊榮的生物老師──簡志祥「阿簡老師」,帶領學童認識水果 DNA,利用簡單易操作的實驗一窺 DNA 的樣貌,了解生命細胞最初始的模樣;也體驗了解仿生科技在醫療上及生活上的應用,透過「仿生鳥手作實驗」引導學童思考有哪些生活用品是從仿生科學啟發而得來,並從手作實驗中獲得更多靈感與樂趣,最後的「仿生鳥飛行競賽」,讓學童用自己親手做的成品互相比拚,進一步體驗空氣動力原理,邊玩邊學、小朋友無一不感到新奇與有趣。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
透過生活周邊常見產品實例,了解仿生科技在醫療上及生活上的應用。圖/BeiGene
透過「仿生鳥手作實驗」引導學童思考有哪些生活用品是從仿生科學啟發而得來。圖/BeiGene
「仿生鳥飛行競賽」,讓學童用自己親手做的成品互相比拚,進一步體驗空氣動力原理,邊玩邊學、小朋友無一不感到新奇與有趣。圖/BeiGene

本次課程活動獲得很好的迴響,孩子們邊玩邊學,不僅輕鬆提升專注力,同時對生物科學產生興趣。各位家長們,想要帶著孩子自己動手體驗 Kids Science 科學課程嗎? 以下分享 DIY 簡單步驟跟著做,親子共學樂趣多: 

【水果切切樂】

藉此實驗了解細胞各構造的特性,如清潔劑可溶解細胞膜的脂質,破壞細胞膜。 高濃度食鹽水可使 DNA 溶解在溶液中,DNA 不溶於酒精中,所以使用酒精萃取出 DNA。由於實驗材料簡單,且方法易操作,對生物科技有興趣的學習者也可以自行操作實驗不同水果的差異性。

教學影片。影/Youtube

材料:
萃取液(食鹽、水、清潔劑)冰棒棍、牙籤、離心管、塑膠杯、塑膠袋、紗布、竹籤、切塊水果、酒精

方法:
準備萃取液,內容是 1/3 杯的水、1/2 匙鹽和 1 匙的清潔劑混合。把切塊水果放進塑膠杯裡,倒進萃取液,能夠蓋住水果的量就夠了,用冰棒棍把水果攪爛。
把紗布鋪在另一個塑膠杯上,將攪爛的水果倒入紗布上,收集濾下的液體。
把酒精倒入液體中,過幾分鐘就會在上層的酒精裡看到白色的絲狀物。恭喜你,你拿到了這些水果的 DNA 了。拿牙籤輕輕攪拌這些 DNA,把它們收集到離心管裡頭吧。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

原理:
為什麼這些材料就可以萃取出 DNA 呢?當你把水果攪爛和萃取液混合時,會破壞水果的細胞,清潔劑可以破壞水果細胞的細胞膜和核膜,而加入鹽則可以讓 DNA 溶解在萃取液內。最後加入的冰酒精,則會讓 DNA 從溶解的狀態被析出來,就成了你看到的白色絲狀物。

【手作仿生鳥】

結構仿生設計學主要研究生物體和自然界物質存在的內部結構原理在設計中的應用問題,適用與產品設計和建築設計。研究最多的是植物的莖、葉以及動物形體、肌肉、骨骼的結構。本課程從生活中引導小朋友去思考有哪些生活用品是從「仿生科學」啟發得來的。並從手作實驗中得到更多靈感與啟發!

仿生學小知識:

仿生學是模仿生物特殊本領的科學,目的在了解生物的結構和功能原理,來研發新的機械和技術,將大自然的智慧轉化成人類可操控的技術,可以說是「向大自然學習」的一門科學,例如達文西的「撲翼機手稿」就是藉由研究鳥類與昆蟲飛行所設計出來的。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

像是出淤泥而不染的「蓮花葉」,除了表面上有蠟等物質可以防水,也發現葉面上有奈米等級的絨毛結構,這些結構使得水滴不易被戳破,讓水滴能在葉面上自由滾動,正是屬於仿生學的範疇,而這個發現也運用在現在的防水塗料上。此外,模仿蜘蛛絲做成的線非常強韌,可以拿來做防彈衣,這些都屬於仿生學的研究成果。

教學影片。影/Youtube

方法:
確認你的配件,包括翅膀、尾巴、木條、三條橡皮筋,將翅膀配件靠內的桿子套上右邊鐵鉤,靠外的桿子套上左邊鐵鉤,將木條插入翅膀的孔,另一端插入尾巴的孔,接著將橡皮筋套進兩端的掛勾,最後一步驟只要扭轉橡皮筋就可以飛行了。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
196 篇文章 ・ 302 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

2

3
1

文字

分享

2
3
1
相輔相成的數學與科學,誰才真的是「科學的起點」?或許,它們都不是最好的答案——《教出科學探究力》
親子天下_96
・2022/08/12 ・3626字 ・閱讀時間約 7 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

數學絕對是科學上非常重要的工具,當科學面對重大疑難雜症時,往往確實是由數學來解決問題。歷史上有很多例子,可以用來說明科學家遇到科學問題時,發明數學工具來解決問題。

例如我們知道,一個物體如果維持每秒鐘 30 公尺的速度前進,那麼 100 秒之後,它會前進 3,000 公尺。但如果這個物體的速度是會穩定減少,平均每一秒鐘還會穩定的減少每秒 10 公尺,也就是一秒後它的速度就變成 20m/s、兩秒之後變成 10m/s,以此類推。

這樣的話,我們知道它 3 秒之後會停下來,但你能知道它前進的距離總共有多少嗎?

為了解決這個問題,牛頓發明「微積分」這個數學工具。

現代微積分是由牛頓與萊布尼茲所發展而成的重要工具。圖/Pixabay

先有雞還是先有蛋?先有科學還是先有數學?

物理學家為了要處理像是「位移」、「力」、「速度」這類問題,也發明「向量」這樣的數學工具來幫助物理學家解決問題。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這樣看起來,好像應該說「科學是數學之母」才對?

也有的時候,科學家為了精準簡潔的描述自然界規則,運用數學語言來作為描述的方式。

例如我們知道,兩物體之間永遠存在一個互相吸引的萬有引力,萬有引力的大小和兩物體的質量大小乘積成正比,和兩物體的距離平方成反比。這麼一大段落落長的描述,如果用數學符號來表達,就會變成:

\(F = G \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}\)

這樣的表達既簡潔又精準,當然是很不錯的描述方式,很受科學人的喜愛。數學是科學中重要的工具,可以幫助科學解決很多問題。在學習科學或發展科學的某些階段,數學更是不可或缺的工具,沒有數學便跨越不了某些門檻。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

即便如此,數學好像也說不上是「科學之母」。

科學始於好奇心,每個孩子都是天生的科學家

我總覺得「科學之母」的意思,應該是科學的產生者。那什麼才是科學的產生者?我認為是「觀察」。

觀察與好奇心促成科學的動機觀察的意思不是觀看,不是說用眼睛看到些什麼東西就是觀察。觀察是會產生疑問的,會勾起你的好奇心。看到一些「怪怪的」、好像跟平常不一樣的事物時,你可能會留心的多看個兩眼,腦袋裡想著:「昨天跟今天看到的太陽升起位置,是不是有什麼不一樣?」、「上次釀的酒跟這一次喝起來好像不一樣?」

察覺這些差異之後,你的好奇心可能就會接手,開始思考如何解釋這樣的差異。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

如果你認真一點的話,可能會對現象進行系統化的描述記錄,將那些雜亂的事物根據相同處、相異處進行比較並分類,有時候或許能從中發現一些現象的規律性或者因果性。

例如我們的祖先們長期觀看著海,把每天看的海水高度做了記錄,時間一長就慢慢看出一些規律性,發現每天海水高度變化跟月亮的位置有關:滿月的那天,當潮水最高的時候就是在正中午。

我們的祖先們長期觀看著海,把每天看的海水高度做了記錄,時間一長就慢慢看出一些規律性。圖/Pexels

進而發現不同的月相和漲退潮的時間,有某種特定的關係。等蒐集到夠多的事實之後,很可能就可以發現規律性。

察覺這些規律性、相同處、相異處之後,有些人會興起強烈的好奇心,想要一探這些現象背後的完整詳細規則,或是探詢造成這些規則背後的原因,這時,科學的動機就出現了。

自文明誕生以來,有很長一段時間,人們只是用神話的方式來解釋自然,直到近幾百年才發展出有系統的科學方法,以極端嚴謹的態度來檢視心中的答案。雖然科學是近代產物,但產生科學的動機卻是每個人都天生具備的,那就是「觀察」和「好奇心」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

每個孩子天生就很愛問問題,這也是為什麼許多科學家會說:「每個孩子都是天生的科學家」,不過這句話的下一句是:「直到 XX 歲為止」。

為什麼等到我們長大以後,就不會提問了呢?

身為老師的我們都曾發現,學生到了國中之後,似乎就變得很不愛問問題。

我相信造成這個結果的原因有很多,例如我們的科學教材教法往往是去情境化、去脈絡化的;我們的考題有許多是脫離現實的;我們的課程也經常不是以學生親身觀察而產生的探究問題作為出發點。

此外,大量意義不明的數學練習,恐怕也是重要的原因之一。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
天生的科學家們為什麼長大後就不發問了呢?造成這個結果的原因有很多。圖/Pexels

既然數學題目難以避免,我們該怎麼讓這些練習對學生而言,變得更有意義、更具有科學教育的價值呢?

數學在科學課堂上扮演的角色在科學的學習中,數學作為一種工具,其存在是必要且適當的。但我們應該注意的是:工具的使用必有其特定的使用動機和情境。

如何讓學生知道自己在幹嘛?以燃素說、氧化說為例

例如拉瓦節(Antoine Lavoisier)並不是一開始就在實驗室裡面計算數學,因而發現燃燒的本質是物質的氧化。他是因為用定性分析方式無法成功反駁當時主流的「燃素說」,才進一步使用量化實驗、測量精準的數據,得到足以駁倒「燃素說」的證據。

讓學生具備動機和情境後,在適當的難度下,引進必要的數學就會覺得理所當然。如果學生知道自己正在處理什麼問題,也知道為什麼需要運用這個工具的情況下,那麼在自然科裡面學習數學是沒有問題的。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
需要透過有設計的教學,才可以激發學生思考、知道自己在處理什麼問題。圖/Pixabay

於是我在燃燒的單元中,設計了讓學生閱讀並比較史塔爾(Georg Ernst Stahl)提出的「燃素說」和拉瓦節的「氧化說」。兩個學說都是在描述學生熟悉的燃燒現象,但卻有著截然不同的解釋方式。

史塔爾的「燃素說」認為:

因為物質燃燒時,物質裡面的可燃成分(燃素),會從物質內逃逸出來與空氣結合,從而發光發熱,這就是火。並且因為燃素從物質中釋放出來,重量就變輕了,釋放燃素的物質只剩下灰。

但有些物質,像是金屬,它們內部的空隙就像容器一樣,裡面充滿燃素。燃素與金屬分離後,空出來的容器會被空氣填滿,容器裝著比燃素重的空氣,重量自然就變重了。

而且物質在加熱時,燃素並不能自動分解出來,必須藉空氣來吸收燃素,才能將燃素釋放出來,而且愈好的空氣吸收燃素的效果愈好。

拉瓦節的「氧化說」則主張:

物質燃燒時,不是物質內部的燃素釋放出來,而是物質和空氣中的氧氣結合。結合的過程中會發光發熱。

結合之後的物質,稱為氧化物。氧化物如果是氣體或者變成飛灰離開了物體本身,質量就會變小,就像紙張燃燒一樣。

如果物質氧化物和物質是依附在一起的,那就會看到質量變重,就像金屬的燃燒一樣。

你會發現兩者的說法看起來都能完美的解釋燃燒現象,如果只是觀察各種燃燒的現象,並不足以判別誰說的才對。這時,用量化方式精準測量燃燒過程中各階段物質的質量變化,就變成判別是非的關鍵所在。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

量化實驗當然是比定性實驗更加困難,但當我們對於某個事件產生興趣時,這些困難就會瞬間變成讓人興致高昂、願意去挑戰和克服的關卡。

「燃素說」和「氧化說」的說法看起來都能完美的解釋燃燒現象,這時便需要科學的力量。圖/Pexels

數學的工具也是如此,所以我在運動學的課程設計中,利用交通安全宣導影片中常出現的「未維持安全距離」下產生的交通事故,讓學生感受到危險,並且產生「安全距離是怎麼計算出來的」的疑惑,激發學生解決問題的動機。

動機產生之後,我們就可以把待解問題轉化為比較嚴謹的文字敘述:「車子以 108km/hr 的速度行駛在高速公路上,因前方發生事故而緊急煞車。若車子能在 X 秒鐘之內停下來,我們的煞車距離有多少?」這就變成大家熟悉的考題了。

此時不管是使用公式也好,圖形法也好,學習起來就會比較自然而然、順理成章。在課堂上營造動機與脈絡,讓解決這些數學問題變成必要的過程,就是我們在課程設計上可以努力的方向。

——本文摘自《教出科學探究力》,2021 年 8 月,親子天下 ,未經同意請勿轉載。

所有討論 2
親子天下_96
26 篇文章 ・ 25 位粉絲
【親子天下】起源於雜誌媒體和書籍出版,進而擴大成為華文圈影響力最大的教育教養品牌,也是最值得信賴的親子社群平台:www.parenting.com.tw。我們希望,從線上(online)到實體(offline),分齡分眾供應華人地區親子家庭和學校最合身體貼的優質內容、活動、產品與服務。