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大考物理命題越來越新穎兼生活化?「素養導向命題」是怎麼回事?──〈科學月刊〉

科學月刊_96
・2018/10/02 ・3133字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 579 ・九年級

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  • 文/簡麗賢,北一女中物理教師。
畫錯卡絕對是最令人最為懊悔的事情。圖/pxhere

每年 1、7 月的學測和指考可說是臺灣高中生的成年禮,各科試題出爐後,受訪考生、教師的反應和評論成為媒體爭相報導的題材。今(2018)年,受訪的考生和教師對物理命題的難易度反應不一,但共同點是:題目新穎、貼近生活情境,且需要閱讀理解題意才能作答,即大學入學考試中心強調的「素養導向命題」。

素養導向命題

何謂素養導向命題?閱讀今年的物理題,大概就能掌握其梗概。成績公布後,大考中心對媒體說明,未來的命題趨勢將以素養、生活及整合跨域等理念規劃命題,並呼籲學校應從期中考命題著手,讓學生適應素養命題方向。

據大考中心的說明,精進素養導向命題三大重點如下:

  1. 情境化:試題素材引用生活情境或學術探究情境。
  2. 整合運用能力:測驗學生是否能整合運用知識與技能,以處理真實世界或學術探究的問題,包含閱讀理解、邏輯推論、圖表判讀、批判思考、解釋辨析和資料證據應用等。
  3. 跨領域、跨學科:測驗學生是否能夠融會貫通,善用不同領域或學科所學處理一個主題中的相關問題。
圖/pixnio

以今年指考物理科選擇題「數位相機的光圈數與曝光時間的關係」為例:

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照相機鏡頭透鏡的焦距和光圈直徑大小的比值稱為 f 數(也稱為光圈數或焦比),已知單位時間通過鏡頭的光能和光圈的面積成正比。某一數位照相機鏡頭透鏡的焦距固定為 50 公釐(mm),當 f 數設定為 2,可得最佳照片的正確曝光時間為 1∕450 秒,若將 f 數設定改為 6,則其最佳的曝光時間應為多少秒?

這一題被部分教師質疑「超出課綱」,其實不然,而是引用生活情境的「閱讀與理解」素養題。考生若能理解題意,以基本的數學能力,掌握 2 項關鍵「照相機鏡頭透鏡的焦距和光圈直徑大小的比值稱為 f 數」及「單位時間通過鏡頭的光能和光圈的面積成正比」,應能解出答案為 1∕50 秒。不過題目如能加上「通過鏡頭的光能不變」則會更完整。

圖/wikimedia

又以今年指考非選擇題的「微波爐」為例:

題幹中清楚說明「水分子H2O的負電荷(-q,q>0)靠近氧原子,而等量的正電荷(+q)靠近2個氫原子連線的中點,正負電荷分離固定距離r」定義為「電偶極」,並引導考生以數學向量式表達「電偶極矩」。考生若能依循題意「順藤摸瓜」,根據高三學過的「電位定義」,即可回答第1小題;以學過的力矩概念可證明水分子所受的力矩量值關係式,再代入已提供的數據,則可得到第2小題「水分子所受的力矩量值」。

第3小題「微波爐產生的微波可用來加熱食物,而一般市售微波爐的微波頻率約為數個GHz」,應用前一題「電偶極矩」和「力矩」定義,可判斷命題委員「不用計算,用文字說明微波爐能迅速加熱食物最主要原因」的用意,寫出類似參考答案「食物中的水分子為極性分子具有電偶矩,在外加電場作用下受力矩而使水分子以其質心為轉軸向電場方向轉動。故微波爐產生微波波段的電磁波後,食物內的水分子隨微波電場方向的變動,每秒產生數個109次高頻率的轉動,藉此與食物中周圍的分子擠壓與摩擦,因而快速產生熱量」的核心概念。

福衛五號飛越台灣上空的想像圖。圖/wikipedia

再以今年學測自然科「福衛五號衛星」為例,此題即為學術探究的新聞時事素養題:

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臺灣首枚自主研製的高解析度遙測衛星「福衛五號」,於 2017 年 8 月順利升空在距地表 720 公里處繞地球作接近圓軌道運轉。一般在此高度繞地心等速圓周運動的衛星,其週期約 100 分鐘。已知地球半徑約為 6400 公里,若為特殊目的發射一新衛星,使其沿圓軌道繞行地球一周所需時間約為 800 分鐘,則此新衛星離地面的高度約為多少公里?

上述題目結合高中物理課程內容,就新聞時事設計成短文閱讀的學術情境素養題。考生若具有「克卜勒行星運動第三定律(週期定律)」的先備知識,依據資料數據判斷,應可估算答案接近 22000 公里。

以上的物理試題顯示學生培養「閱讀與理解」能力的重要性。題目取材自生活中的科學新聞,測驗目標在評量考生的理解能力,期望能理解衛星運行軌道的概念。學生能理解和說明生活現象的原理,就是一種「素養」。素養存在生活中,生活中表現素養,因此,素養導向命題的源頭在生活經驗與新聞報導中。

以新聞時事為例,說明科學、生活與素養

我們知道颱風天會影響飛機正常起飛,然而,氣溫太高也是影響因素,為什麼?

圖/pixabay

去(2017)年6月,國際新聞報導天氣太熱,飛機不能飛,美國鳳凰城市氣溫飆升到攝氏49度,有40多個航班被迫取消。媒體進一步報導「受全球暖化影響,未來飛機不能起飛的情況或許會更嚴重」。專家學者受訪時表示:

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從飛機航行的科學而言,飛機無法在真空中飛行,飛行條件之一,必須有空氣形成氣流,透過流速與壓力差而形成升力效應,讓飛機具有動力而起飛,因此,可推論飛機無法在高溫下起飛。

「氣溫多高,飛機才不能飛行?」美國哥倫比亞大學(Columbia University)的科學家曾在2015年發表「極端高溫對飛行影響」的研究報告,指出高溫天氣會限制飛機載重量。並說明「檢視美國機場的條件,丹佛機場的緯度高,空氣層原本稀薄,飛機起飛時更容易受到高溫影響,改進之道是加長跑道。」「以波音737客機而言,在攝氏 37度的高溫下,若仍要依既定航班起飛,只能減少旅客人數和託運貨物重量。」閱讀上面這一則科學新聞,筆者的腦海立即縈繞素養命題的圖像。

圖/wikipedia

例如「依據上述短文和物理概念,天氣太熱,飛機不能正常起飛的最主要原因為何?」參考答案可為因熱膨脹會使大氣空氣層的氣體分子密度變低,機翼無法與足夠的空氣分子交互作用,形成機翼上下的壓力差,可能無法產生足夠的升力讓飛機起飛。其次,可繼續問學生:「因應高溫天氣,為不影響旅客權益,讓飛機能正常起飛,有何改善之道?」參考答案可為加長跑道以增加飛行初速率;減少搭乘班機的旅客人數及承載的托運貨物重量。

物理教師取材新聞報導內容作為命題素材,可延伸主題改寫短文,再從短文中設計題目,測驗學生閱讀理解能力,並繼續延伸問題,測驗學生的科學推理和表達能力。題型可為 1~2 題的選擇題,並搭配1題簡答題,混搭題型設計可達到素養導向命題的目標。

結語

有人認為命題很容易,是因為複製考古題。若要創新題目,符合素養導向命題的三大重點,可不簡單,誠如王安石的詩句:「看似尋常最奇崛,成如容易卻艱辛。」筆者只能說素養導向的創新命題看似容易卻實則艱辛。當我們看到大考中心設計出「漂亮」的升學試題,都該是「有讀、有回、有按讚」的現代「益者三『有』」。

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〈本文選自《科學月刊》2018年9月號〉

一個在數位時代中堅持紙本印刷的科普雜誌,

讓你在接收新知之餘,也能感受蘊藏在紙張間的科學能量。

 

文章難易度
科學月刊_96
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非營利性質的《科學月刊》創刊於1970年,自創刊以來始終致力於科學普及工作;我們相信,提供一份正確而完整的科學知識,就是回饋給讀者最好的品質保證。

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考試好煩!你知道考試原來的作用是什麼嗎?——專訪中研院近代史研究所徐兆安助研究員
研之有物│中央研究院_96
・2023/09/16 ・4800字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文轉載自中央研究院「研之有物」,為「中研院廣告」

  • 採訪撰文|李芊
  • 責任編輯|田偲妤
  • 美術設計|蔡宛潔

考試制度是怎麼從科舉變成今天這個樣子的?

我們從小到大經歷過無數次考試,但你是否有想過,這個影響我們求學與就業的重要制度是因何而起?究竟考試制度背後隱藏哪些驚人內幕?中央研究院「研之有物」專訪院內近代史研究所徐兆安助研究員,帶我們回到清末民初的教育現場,探索政府與教育界如何應用考試,挽救岌岌可危的新式教育制度,雙方又如何相互制衡與合作,讓考試及學校成為管控社會秩序的利器。

升大學分科測驗成績出爐,路過補習班紅榜,你是否想過考試的目的?
圖|研之有物

對於在臺灣準備升高中的九年級學生、準備升大學的高三生來說,也許一年的劃分就是以冬季與夏季的升學考試為依據。在競爭激烈的職場中,優秀學歷成為社會新鮮人的最佳利器,但想謀得好學歷就必須力拚考試高分,讓考試成為跨世代臺灣人共同的記憶。

儘管持續有教改團體針對考試的內容、形式、公平性等提出改革建議,但數十年來,眾多考生與家長依然接受了升學考試制度,投入大量時間、精力備考,更不惜砸重金搶補教名師課程。

我們的一生經歷過大大小小的考試,卻不一定清楚這些考試制度當初成立的目的。

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事實上,在民國初年,新式教育剛施行的 1920、1930 年代,曾經考試除了用來測驗學生,更被用來監督學校的辦學成效。

專長明清及近代思想史、制度史的中研院近代史研究所徐兆安助研究員,深入探討 1905 年科舉廢除後的新式教育制度,訴說一段政府與學校透過考試相互制衡與合作的詭譎歷史。

中研院近代史研究所徐兆安助研究員
圖|研之有物

要怎麼讓社會接受新式學校的文憑?來考個試吧!

在談現代考試制度之前,讓我們先回到清末科舉存廢的關鍵時刻。

1900 至 1901 年八國聯軍攻佔北京,科舉考場「貢院」遭到破壞,當時受科舉宰制的教育與選才方式已成眾矢之的,該將有限的國家資源拿來修復貢院,還是發展新式教育制度,在 1905 年成為各方人馬的爭論焦點。在這次辯論中,廢除科舉最終定案,新式教育制度成為肩負國家教育大業的主要系統。

然而,科舉與新式教育的不同目的與學習過程,卻帶來新的價值觀混亂。

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首先,在科舉制度下,為了一舉成名而寒窗苦讀者,不需在私塾或書院待滿固定年限,大半時間是靠自學通過層層考試關卡。但是,接受新式教育的學生必須依序就讀小學、中學、大學等學校,一級一級往上累積學歷,且每個學歷都有固定的修業年限。

1928 年的新式教育學制,每個學歷都有學齡與修業年限規範。
圖|研之有物

身處當代教育環境的我們已經很習慣循序漸進的學習制度,但清末民初的人們卻一時難以適應。新式學校不像傳統書院會發學習津貼給學生,還要收取相對高額的學雜費。畢業後還要面臨社會對學校文憑的不信任,一時難以成為求職的有效助力。

許多學生一開始受政府鼓吹而進入學校就讀,卻經常未完成修業年限即離開校園,「教育破產」很快成為政府與社會各界的共識,而學校便成為被究責的單位。

廢除科舉後的十多年間,各界的討論開始聚焦於該如何監督學校、管制學生。到了 1920 年代,政府與教育界推出了各種校外考試的實驗方案。這些方案大同小異,都預設考試可以成為規範學校、解決「教育破產」的重要手段。

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是什麼讓考試成為評鑑辦學效率的方法?——「以簡馭繁」的法家精神

支持考試論的學者以史學家呂思勉、厚黑學作者李宗吾為首,面對民國初年的教育破產危機,他們為何都倡議由國家透過集體考試來監督學校呢?

一方面,用監察態度面對學校起因於對教育界的不信任,這可追溯至廢除科舉後的教育改革過程並不公開透明。新式教育的推行牽涉政府官員、半官方與非官方代表,包含辦學人員、民間教育會、教科書出版商等,他們彼此拉扯出錯綜複雜的利害關係、形成勢力龐大的教育界。

李、呂二人身涉教育事務,看到學校各種圖利卻未自我要求的行為,因而認為一個審核學校的機制勢在必行。

李、呂二人更主張,考試制度還能讓教育過程更有彈性,學生只要通過考試即可證明自己的實力。因此,學生可以選擇私塾或新式學校等不同的學習方式,不需受到學校修業年限的硬性規範。而且不同學習機構並存還可強化競爭力,促使學校為了招生而更積極辦學。

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另一方面,對當時的國民政府來說,在國家資源有限的情況下,國家只需負擔統一大考即可由上而下監督學校,提醒學校要維持該有的教學品質。這樣秉持法家「以簡馭繁」精神的手段,使考試制度最終受到執政當局的採用

「我不要考試啦!」學生的反彈與思想控制的開始

1932 年政府正式頒布《中小學學生畢業會考暫行規程》,卻受到各地師生的反抗。對於參加會考的學生來說,會考對取得學歷、升學和職涯發展都沒有明顯好處。

首先,單就畢業資格來說,不參加會考也能在修業期滿後獲得學歷,一旦參加會考卻成績不及格,反倒會被留級。再來,許多大學並不以通過會考作為入學資格。最後,除非想要成為公務員或任職國營機構,畢業生沒有會考成績也可直接應聘私人單位。整體看來,不參加會考才是比較聰明的選擇。

面對反抗考試的學生,一意推行會考制度的國民政府,採用相當直接的手段回應:以武力逼迫學生就範。

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臺灣在 1970 年代出了一位拒絕聯考的小子,時間回到 1930 年代的中國,不願考試的可不只一、二位學生。1932 年,山東濟南高中學生因反對會考而與校方展開對峙,最終在教育廳長出動軍警武力鎮壓後落幕,卻造成大批學生受傷、被勒令退學。

1919 年 5 月 4 日,天安門廣場聚集北京 13 家大學逾 3 千名學生。五四運動開啟近代學生運動浪潮,卻也讓各政權擔心學生會動搖社會秩序,進而應用學校與考試制度加以管制。
圖|Wikimedia

隔年 1933 年,政府再根據實施情況及各方意見修改規程,最大的改變是取消小學畢業會考,轉而針對初級和高級中學制定《中學畢業會考規程》、《中學畢業會考委員會規程》。針對中學施行會考的原因之一是,當局認為小學生還年幼,不像中學生會發起學運,至此,會考除了監督學校以外,更加上了控制學生思想行為的功能。

學校各自為政,會考制度名存實亡

至於考試論支持者最重視的「以考試監督並制衡學校」卻反而沒有達成。預設的中央化考試制度、標準化知識內容,實際執行時卻面臨經費與人力嚴重不足的困境。真正負責考試業務的單位並非中央政府,而是非官方、地方仕紳聯合形成的教育會,或者資源多寡不一的各地省政府。

地方資源的多寡深刻影響考試的舉行。例如,大規模考試為了防堵作弊,通常不讓考生在原校就考,但在不可能另撥經費建造考場的情況下,仍舊得仰賴學校提供大量考場。如果一個地方沒有足夠的學校,學生往往就在原校就考,在熟悉的環境享受主場優勢,甚至發生老師協助作弊等醜聞。

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此外,照理來說,各校的考生名單應該由中央政府統一管理,但無力建立管理機制的政府只好交由學校來處理報考業務。有些學校因而私下篩選成績好的學生參加考試。

不久,隨著 1937 年抗日戰爭的全面爆發,各省行政資源逐漸耗竭、多地交通中斷、學生四散,集中考試變得難以辦理,改以「抽考」部分學生作為學校整體畢業標準指標,甚至讓學校自行辦理會考,政府僅派代表監臨。

自此,會考可說名存實亡。雖曾短暫於 1957 年在臺灣復辦,將國文、史地、三民主義的會考成績與聯考合併計算,試圖鼓勵學生重視中華民族主義的相關知識。但會考與聯考的標準無法整合,在各方反對之下,僅一年時間便告終,結束近 20 年的政府與學校角力之爭。

會考的考試科目包含:黨義(公民)、國文、算學、物理、化學、生物、歷史、地理、外國語。其中「黨義」後改稱「三民主義」,主要教授孫中山提出之民族、民權、民生思想,以及國民黨反共抗俄理念。圖為 1951 年南投縣立初級中學課堂,黑板上寫著「奉行三民主義,擁護反共抗俄」。
圖|Wikimedia

為了什麼而考?不同治理方法中有不同目的

徐兆安出生於英國殖民時代末期的香港,身處的教育制度仍然相對寬鬆,通常上午 8 點半上課、下午 4 點即放學,在升學上並未經歷臺灣式的考試高壓。來臺求學與就業的過程中,他逐漸體會臺灣教育與升學考試之間緊密的關係,印象最深刻的是補習班門口榜單滿掛的盛況!

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如今在臺灣結婚生子的徐兆安,開始想像女兒長大後必經的升學考試歷程,研究近代中國考試制度,有助了解臺灣過去 70 多年的考試發展脈絡,讓他更認識臺灣親友的生長背景。

徐兆安出生於英國殖民時代末期的香港,在升學上未經歷臺灣式的考試高壓。研究近代中國考試制度,有助了解臺灣過去 70 多年的考試發展脈絡。
圖|研之有物

徐兆安想深入探討的是:「廢了科舉以後,為什麼我們現在還這麼相信考試?中間發生什麼事?作為一個歷史學家,我覺得現有的解釋還不完整,跳過很多具體的事件。」

我們需要了解細節,以避免誤解的延續。今日我們在臺灣所共同面對的升學體制,並不是直接延續自科舉的產物。對歷史的誤解,會讓我們無法確切把握教育問題的病源。

事實上,在科舉與現代考試之間還有一段歷史需要填補。校外中央化考試的立意不僅是監督學校的辦學成效,更隱含執政者對學生的高度不信任。尤其在五四運動後,一連串的學運讓學生被視為動搖社會秩序者,因而以考試制衡學校、也間接淘汰反抗的學生。

國民政府遷臺後,1949 年起在臺灣實施長達 38 年又 56 天的戒嚴令,也連帶改變過去制衡學校與淘汰學生的作法,轉而讓學校成為吸納大批學生、管控社會秩序的幫手。考試的目的之一遂變成把學生依照分數高低分發至不同學校予以教導

在臺灣戒嚴時期,學校成為吸納大批學生、管控社會秩序的幫手。考試的目的之一遂變成把學生依照分數高低分發至不同學校予以教導。
圖|iStock

目前徐兆安正著手進行科舉與近代考試制度的研究出版計畫,他認為近代史的研究難題在於材料「既多又少」。所謂「多」是指,各種出版與轉引的材料往往多到難以處理。所謂「少」則是指,特定材料宛如試金石,讓研究者理解眾多一般材料背後的真正意義,但這些關鍵材料卻相當稀少,且分散在兩岸以至歐美的各個機構中。

徐兆安生動比喻自己的研究過程:「就像跳探戈一樣,周旋在多與少之間,這是近代史學者比古代史學者更困難的地方。」

即使困難重重,近代史學者仍持續蒐集並解讀每筆文獻,修正對過往事件的刻板印象,讓歷史盡可能以貼近事實的方式呈現,我們因而能更明白自己承續的故事和當下的處境。

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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本地工作者暢談科學時代的人文發展:哲學、專才培訓與大眾教育
臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
・2023/02/01 ・5061字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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  • 撰文/詹遠至|臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會助理、臺灣大學哲學系碩士生
  • 校對/陳樂知|臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會秘書長

我們所處的二十一世紀已是科學的時代,科學理論被視為宇宙的終極答案。在這個「科學至上」的時代,人文探求還如何可能?人文如何可以與科學攜手並進?以「人文」與「科學」之間的對話為主軸,臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(LMPST Taiwan)於 2022 年 11 月 19 日在臺灣大學主辦了一場以《科學內外的人文可能》為題的論壇,邀請了國內哲學學者以及科學普及界的資深工作者擔任講者。

本活動主持人由鄭會穎教授(政治大學哲學系助理教授、政大現象學研究中心主任)擔任,受邀講者則包括陳竹亭教授(臺灣大學化學系名譽教授)、陳樂知教授(臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、LMPST Taiwan 秘書長)、鄭國威先生(PanSci 泛科學知識長)與嚴如玉教授(陽明交通大學心智哲學研究所副教授兼所長)。

本論壇屬於 LMPST Taiwan 長期舉辦的《種種意識論壇》系列。除 LMPST Taiwan 以外,這一系列的論壇由政治大學現象學研究中心、清華大學實作哲學中心、臺灣大學哲學系、臺灣跨校意識社群、PHEDO 台灣高中哲學教育推廣學會、沃草公民學院共同合辦;贊助單位則為順奕有限公司。

《科學內外的人文可能》邀請了國內哲學學者,以及科學普及界的資深工作者擔任講者。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

科學為人文帶來危機?先論科學主義與自然主義

主持人鄭會穎教授點出了本論壇的核心議題後,陳樂知教授(臺灣大學哲學系副教授、臺大傳統與科學形上學研究中心執行長、LMPST Taiwan 秘書長)發表了他的觀點。

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陳教授想要討論的是「就其理論本質而言,科學是否威脅人文」這個問題。陳教授首先談到一些人持有「科學主義(scientism)」的世界觀。科學主義認為,科學是唯一可以讓我們獲得知識的可靠方法。陳教授認為科學主義是一種自相矛盾的世界觀;原因在於科學主義本身並不是科學,並未被科學方法證明,它只是一個哲學理論。因此,科學主義身為一個哲學理論,它本身就是自己會排斥的對象。

回到核心問題,科學是否帶來了人文危機?陳教授的答案是否定的。他認為科學所帶來的其實不是科學主義,而是「自然主義(naturalism)」。自然主義認為,這個世界最根本、基礎的組成,就是自然科學理論認為存在的那些事物,例如粒子、力場、化學反應等。

陳教授認為科學所帶來的自然主義是現代世界觀的基礎;即使一些特定人士因為宗教背景等理由而不同意自然主義,其實也應該要同意例外情況相當有限。如果我們接受「自然主義」,而非「科學主義」,那麼科學本身根本就不會帶來人文危機。這是因為,自然主義只認為世界最根本的組成是科學所談論的事物,但是它並不認為我們只能透過科學方法來認識這些事物。

「就其理論本質而言,科學是否威脅人文?」。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

事實上,從科學世界觀的角度來說,人類也是自然的一員。人類作為一種自然生命體,出於其演化而來的結構,與生俱來就有各種世界互動、認識世界的方式,不限於科學方法。就此而言,人類會發展出的人文也是一種自然現象。因此,雖然人類後來發展出了「科學方法」這種較為優化的認識途徑,我們依然不能否定「人文方法」也是一種認識世界的可靠方法。

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接著,陳教授提及羅素(Bertrand Russell)對「熟知知識(knowledge by acquaintance)」以及「描述知識(knowledge by description)」的區分。熟知知識指的是我們透過直接的感受、互動與掌握所獲得的知識,描述知識則是理論性的知識。

陳教授認為熟知知識與描述知識不可被截然二分,兩者之間是程度上的差別。而人文學門的一些觀念就較為接近熟知知識,因為它們重視同理及感受。雖然如此,這一切都符合腦神經科學的描述,人文仍然是自然現象。另一方面,人文因此仍然是科學可以研究的對象,也需要科學的補充。人文學門自己也必須要了解,自己所研究的熟知知識其實也是自然現象,有其組成基礎與運作原理。

因此,科學可以幫助人文把熟知知識轉換為更精確的描述知識,並且為人文提供更精密的研究方法,以及協助其排除錯誤,比如排除人類先天認知系統的偏誤、漏洞等等。總結來說,科學與人文其實研究的是同一個自然界;科學非但不應帶來人文危機,還可以幫助人文研究走得更加長遠。

跨科際合作的需求,兼論「人類世」中的人文與科學走向

不同於陳樂知教授從哲學觀點出發,陳竹亭教授(臺灣大學化學系名譽教授)帶來的是他在教育方面的經驗。首先,陳教授介紹了他為台灣教育部主持的「科學人文跨科際人才培育計畫」,簡稱「SHS(Society-Humanities-Science)計畫」。

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由於現代社會中的問題包含人文以及科學的面向,因此 SHS 計畫的主軸在於推動「跨科際教育(trans-disciplinary education)」。以往的教育先是學科主義,然後衍生出「多領域(multi-disciplinary)」或是「跨領域(inter-disciplinary)」,也就是由各學科各自探究共同問題,或是由兩個學科進行合作。

跨科際教育則有所不同,它以「真實世界的共同問題」為核心,直接打破學科之間的界線。只要是對解決真實世界的問題有幫助的知識,參與的學科,甚至政府、產業、民間的 NPO 或利害關係人都擔責分工合作進行知識生產、解決問題。

SHS 計畫的主軸在於推動「跨科際教育」。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

由於現代社會中的問題愈趨複雜、多元,且多樣,社會對科學界的要求也跟以往有所不同。科學家開始被要求具備社會意識及社會參與的能力,還有溝通與對話的能力;這些能力都是傳統的科學界非常缺乏的。有鑑於此,陳教授所主持的 SHS 計畫積極推動「問題導向的學習」、「系統思考」、以及「實用方法論上的創新」。他也提到,SHS 計畫的推動非常有賴於大學對本身社會角色的自覺與復興。

陳教授參與的另一個國科會計畫是「以社會需求為核心的跨領域研究計畫」。與 SHS 計畫相同,這個計畫也非常重視跨科際教育,並且認知到單靠科學知識無法解決真實世界的複雜問題。

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那麼,人文究竟該扮演什麼樣的角色呢?陳教授討論到他撰寫的新書《丈量人類世》中的「人類世(anthropocene)」這個概念。「人類世」指的是一個新的地質紀元。在工業革命之後,人類文明成為影響地球環境與生態變遷的關鍵角色。因此,部分學者認為地球已經進入「人類世」這個地質紀元。

在人類世中,全球有非常多的變遷趨勢,其中一個就是:科學發展帶動理性價值的昂揚,其他的人性價值卻被輕忽。陳教授說,我們培養出了許多「職業科學家」。可是,在科技急速發展的同時,人類的科技文明卻缺乏方向感:我們正面臨物質文明與精神文明之間極大的不均衡。總而言之,他認為「人類的智能尚未學會如何掌舵文明巨輪的方向」。

最後,針對人文與科學應該要如何在人類世中發展,陳教授提出了他本人的看法。首先,科學研究的同儕審核程序需要人文專業學者的投入,也就是科學家不能閉門造車。再來,婦女應該要積極加入科學與科技事業的陣容,因為科學發展不能只由男性思維主導。

最後,未來教育的趨勢必須往跨科際的方向邁進,也就是人文與科學必須並重。如此一來,陳教授強調:「人文的啟發價值和社會重大需求必須挺身而出,為人類文明的永續承擔文明指南針的角色,與科學共同尋求世紀困境的解方。」

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「科學實作哲學」帶來人文與科學的合作新可能

繼陳竹亭教授分享了跨科際教育發展的大方向後,嚴如玉教授(陽明交通大學心智哲學研究所副教授兼所長)則分享了她在科學人文互動的個案經驗。嚴教授身為一個哲學學者,卻在因緣際會下,走上了不同於普通學者每天關在辦公室做研究的路。她為了提升生醫背景的學生對哲學的興趣,也為了把哲學帶到課堂之外,推動了青銀共學。

嚴教授推動青銀共學,提升學生對哲學的興趣,也將哲學帶到課堂之外。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

嚴教授把社區中的長輩們請到大學的哲學課堂上,與大學生一起進行小組報告。這些生醫背景的學生們未來大多會從醫;因此,對未來將要在醫療院所工作的他們來說,與長輩互動是很好的練習。

嚴教授也針對與學生們未來在醫療場域會遇到的一些價值性思考,與哲學作出連結,讓學生們學習哲學能夠學以致用,對醫療過程有所幫助。舉例來說,她會帶領學生討論如何面對死亡、以及照護倫理等哲學議題。她認為,在學生未來的臨床工作上,這些哲學議題將派得上用場。

除了青銀共學外,嚴教授還以非常不同於傳統學者的方式,進行她個人的哲學研究。傳統哲學學者往往是埋首於書堆中,發展自己的理論;她則是親自到醫療院所中進行田野調查,去訪問醫生、護理師等第一線的人員。藉由直接了解醫療工作者在實作上遇到的困難,她試圖讓哲學能夠真正被實用。

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嚴教授說,這樣的研究方法被稱為「科學實作哲學」。科學實作哲學作為一種研究方法,其實不單單適用於人文學門,也同樣適用於科學。非常理論性、艱深的基礎科學如果能夠走出象牙塔,了解社會的真實需求,便有機會與人文接軌。因此,不論是科學或人文學門,若研究者可以調整研究方法,從研究對象在實作上的細節出發,再轉而調整自己的理論,那麼科學與人文的互動、合作並非不可能。

科學素養對現代社會的重要性

最後進行分享的是科普媒體《PanSci 泛科學》的知識長鄭國威先生。鄭知識長首先釐清了「人文」的定義:他認為,「人文主義」認為人類可以靠自身的能力認識這個世界,而「人文學科」正是培養這種能力的學科。從這個定義來看,人文與科學根本就不是分開的;畢竟科學也是人類靠自身能力認識世界的方式之一。

鄭知識長提到,台灣的學生在國際學生能力評量計畫(PISA)中表現非常優異,世界排名名列前茅。然而,台灣的學生卻普遍缺乏自信,在失敗時容易產生自我質疑。

鄭知識長指出,台灣學生普遍缺乏自信,在失敗時容易產生自我質疑。圖/臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會 – LMPST Taiwan

在學習的過程中,我們大致可以把人分為兩種:具有「定型心態」與具有「成長心態」的人。前者只重視結果、學習態度較消極,且容易受挫折打擊;後者則重視過程、學習態度較積極,且勇於面對挑戰。鄭知識長指出,具有定型心態的台灣學生似乎占多數。

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鄭知識長在高中時也面臨相同的困境,他那時非常厭惡數學和理化,完全沒有學習他們的熱忱。他後來發現不止他是如此,有許多人也在學生階段就放棄了對科學的學習;這對台灣社會是個嚴重的現象。舉例來說,公投的題目許多都牽涉科學知識,放棄學習科學的公民要如何在這種公投中作出正確的判斷?這樣的考量促使他後來創辦 PanSci 泛科學。

鄭知識長認為,獲得成長心態最簡單的方式就是學會科學原則與方法,也就是用科學方法來面對日常生活中遇到的問題。而培養科學素養則需要承認自己對許多事的無知,且需要身處一個好的素養集體之中。最後,鄭知識長勉勵大家一起培養出「科學思辨力」,為本次的論壇畫下一個強而有力的句點。

臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會_96
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臺灣邏輯、方法論、科學與科技哲學學會(The Taiwan Association for Logic, Methodology and Philosophy of Science and Technology, LMPST Taiwan)為國內非營利法人團體,主要幹部均為國內教授或研究員。本會以促進科學型的哲學研究為宗旨,工作包括國內專業學術工作、跨領域學科交流及哲學普及推廣。

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大科學人專訪|泛科學共同創辦人 鄭國威:科學素養的第一步是勇敢地承認自己並不知道
LIS_96
・2022/09/29 ・2930字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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他是鄭國威,在社群網路上大家都叫他 Portnoy,是 PanSci 泛科學的共同創辦人。Portnoy 從關注媒體改革開始,一路走到成立全台最大科學網站社群。但你可能會很意外,鄭國威在國、高中時期也曾對數理非常排斥,最後選擇文組是為了逃避學不好的數理。直到在研究所接觸「啟發性」教學,才正式開啟鄭國威挖掘科學知識的興趣,以及創辦國內最大科普網站的動機。科學是生活,舉凡食、衣、住、行、育、樂,都可以看見科學的影子。鄭國威正透過網路平台、社群內容和實體線下活動,拉近你我與科學的距離。

關於 Portnoy 的求學歷程故事與教育觀點,邀請你一起往下閱讀>>>

曾是一位透過考試來定義自己的孩子

Q:在國小、國中、高中有遇過什麼「有成就感」以及「特別挫折」的經驗?

鄭國威:我小時候其實是還滿擅長讀書,但到了國中,國一下學期我的數理科目成績一落千丈,一方面覺得學習受挫,自己的自尊心受到嚴重打擊。一方面因為我小學成績很好,因為還滿自傲的,所以變得有點無所適從,那是很複雜的情緒。後來就開始作弊,這段經歷我在很多演講場合都有分享過,國一下學期我竄改成績單,不想讓我的爸媽和我的同學感覺到我變成一個笨蛋,就一直偽裝和掩蓋事實,最後事情還是爆發,這段經歷是我學習上很大的挫折。

我唸研究所之前,都非常討厭數理科目。小時候我喜歡科學,是因為我很容易得到很好的成績,但是當我上了國中,成績不好、掌握不到學習方法,我開始自我懷疑,透過作弊逃避掩蓋沒有學好的事實。我並沒有思考如何讓自己更好,也因此抗拒數理學習,所以我選擇文組,我就是一個文科生,一直到大學唸讀的是外語系。

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不過到了研究所,我有了新的學習狀態,因為選擇自己想要念的學科,學得比較主動積極,學習的步調也比較能自己控制。研究所的教法跟以前不太一樣,是很啟發性的教學法,漸漸找回我是「有能力去讀懂,可以學會很多東西的信心」。這段求學歷程對我現在做泛科學有很大的影響,我希望能讓更多跟我一樣國高中,特別是國中,因為數理不好放棄討厭科學的人,在長大後重新愛上科學、重新了解科學價值和重要性。

研究所的經歷,讓鄭國威對於「學習」的看法有很大的啟發。 圖/envato.elements

考試不是一張考卷而是一台體重機

Q:您覺得「考試」的意義的是什麼?

鄭國威:我們對「考試」其實都有錯誤的認識,可能是環境造成的錯誤認識,讓我們覺得沒有達到「某個成績」就是不好,也漸漸讓教育體制走向「考試領導教學」的模式。我覺得考試應該像是「量體重」,因為想要有健康的身體,我們會去量體重,但不會因為沒有達到幾公斤,就覺得自己錯了。

「測量的過程」是讓我們了解我們「目前的狀態」是什麼,考試應該是這樣的價值,是一種幫助我們了解現況的方式,每個考核的結果,並不代表我們是怎麼樣的人,反而是讓大家知道自己現在的狀態,進而能思考下一步應該做什麼。

如果環境能幫助學生了解考試的意義,考試還是很有價值的。

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科學素養的第一步是勇敢地承認自己並不知道

鄭國威:小時候所遇到的學習挫折,可能都來自「學習要展現出我知道,考試也要展現出我知道」,其實科學的起源就是來自於「我不知道」。對於我不知道這件事情,應該要感到越來越興奮和期待,並且往更多的「我們不知道」去尋找,而不是一直證明自己是全知的。

我們活在複雜多變的時代,需要知識來建構安全感,我們很難避免這種一直覺得自己需要知道的狀態,自己要很快給出答案的衝動。當我們重新理解科學的價值,就會了解到:「其實這個世界並不缺一個人去唐突、武斷地說自己知道什麼,而是缺乏更多承認自己不知道什麼的人」。

如果不是現在的自己覺得自己會在哪裡

Q:如果可以回到學生時代的某一個時間點, 你最想對那時候的自己說什麼?或是做什麼不一樣的決定?

鄭國威: 所有的過去都塑造了現在的自已,如果可以我不希望變動什麼。我們都看過科幻電影,想回到過去改變缺憾,但所有科幻故事都告訴我們結果會很糟糕(笑),所以我不想做這 樣影響時間線的事情。

 這樣的假設有太多可能,可能是多元宇宙,可能是昆蟲、微生物,或可能我死掉了! 每個人的哲學觀會選擇要怎麼去回答這個問題,但如果是我的哲學觀,我會選擇不要為過去的 事情後悔,接受這些事情,我只活在這個時間線,我就好好活下去,不去期待別的時間線的自己。

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成為孩子的知識共同體「以身作則」

Q:我們知道你還有一個角色就是家長,可以跟我們分享你的教育觀嗎?

鄭國威:很多人會問我是否給我女兒菁英教育、科學素養教育,但我唯一的原則是「成為她可以參考的知識共同體」,也就是「以身作則」這四個字。講比較完整是當我的孩子遇到猶豫、遇到挫折,她痛苦了,她能想想生活中遇到這個情況「她的爸爸會怎麼做」,這是我能給她最好的教養。如果我希望她養成閱讀習慣,我會天天閱讀,如果我希望她喜歡大自然、喜歡科學,那我自己就會去喜歡,從自己先做起。如果我希望孩子常常跟我分享學校的事情,我就要先分享我工作發生的事情,這是我唯一掌握的原則。

「成為她可以參考的知識共同體」,也就是以身作則,是鄭國威唯一的教育原則。 圖/envato.elements

聽到鄭國威的分享,讓我們想到世界上最有名的科學家之一理查費曼,他的父親是費曼的科學啟蒙老師。「將科學融入生活」是費曼父親的教育理念,尤其注重小費曼「科學思維」的培養。費曼的父親以身作則,給小費曼各式的實例和討論,激勵小費曼對所有科學領域的興趣和熱忱。

響應本次「LIS 第二季大科學計劃」, 鄭國威分享給我們的大科學人宣言:

❛❛ 科學的第一步,承認自己對許多事情都不知道 ❜❜ ── 鄭國威

這句話也呼應著科學素養的重點不在於考試考高分,而是質疑與發問精神的培養,擁有獨立思 辨、實事求事、問題解決的能力,這正是 LIS 情境科學教材正在努力的方向! 

邀請您一同成為各行各業中的大科學人,您的捐款將支持「科學公益教材」的穩定開發,一起 支持台灣科學教育,讓孩子從小開始像「科學家一樣思考」,帶著自信長大成為各行各業中「 永保好奇」、「邏輯思辨」的大科學人!

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【LIS 大科學計畫 ✦ 第二季】|將於928教師節暖心上線 ▸▸▸▸▸▸▸

❛ 教育不只是老師的事,這是我們的任務,下一個世代的科學史,現在就得開始寫起! ❜

每月小額捐款,就能支持全台十萬名孩子都期待的科學教材:https://bit.ly/3rdbOlE

LIS_96
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LIS ( Learning in Science )情境科學教材,成立於2013年7月,是一個非營利組織,致力於為國中小自然教師及學生,設計有別於填鴨教育的科學教材,協助教師進行STEAM和科學素養導向的教學,讓教師更簡單地進行教學創新,幫助更多孩子找回對科學的學習動機,並培養解決問題的能力。 在 Youtube 頻道【LIS情境科學教材】上,我們會即時更新所有LIS教材的影片,而完整的教案、學習單,亦同步上傳於【LIS教材平台網】歡迎您前往瀏覽完整內容。