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嘿!身為台灣學生的你,害怕失敗嗎?從 PISA 評量檢視科學教育

科學月刊_96
・2020/02/22 ・2501字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 517 ・六年級
  • 文/蔡宇哲,臺灣應用心理學會理事長、「哇賽!心理學」創辦者兼總編輯。

去 (2019) 年底所公布的國際學生能力評量計畫結果 (Programme for International Student Assessment, PISA) ,是在 2017 年進行測驗評量,主要評估項目為學生的閱讀素養,輔測數學與科學的素養,因此倍受科學教育社群關注。從結果看來,臺灣在這幾項素養的表現上都高於全球平均,看起來沒有太大問題。

不過,卻有一項指標臺灣的分數高出平均甚多,甚至名列前茅,那就是害怕失敗指數 (index of fear of failure) 。臺灣學生在這項的得分是全球最高,這是怎麼一回事呢?

害怕失敗指數

研究是用以下三道問題的同意程度,來計算害怕失敗指數:

  1. 當我失敗時,會擔心別人對我的看法。
    (When I am failing, I worry about what others think of me.)
  2. 當我失敗時,會害怕自己沒有足夠的天份。
    (When I am failing, I am afraid that I might not have enough talent.)
  3. 當我失敗時,會對自己未來規畫產生質疑。
    (When I am failing, this makes me doubt my plans for the future.)

除了計算之後的害怕失敗指數高於平均值外,即使是看各題得分也很高,都傾向害怕失敗所帶來的後果。看到這個結果似乎不太妙,會有一種「臺灣學生是全球最玻璃心」的結論,但筆者建議可以把這項結果當成一個警訊但不需要太過於悲觀。

對失敗的看法與學生本身的能力無關,而由獲得高分數的國家有很多來自亞洲這點來看,或許文化上本來就存在差異,像是新加坡與日本也都名列前茅,但並不代表這兩國家的學生特別玻璃心吧。況且,只有三道題目,筆者認為並無法完整評估學生對於失敗的態度,頂多是呈現一個面向。

各國學生對三道「害怕失敗」題目的同意程度。害怕失敗指數高的學生多來自亞洲國家,台灣也包含在內。(以上數據取自 PISA 網站,另由於參與研究國家眾多,因此只節選部分國家。)

想不害怕失敗,或許得先有成長型思維

雖然前述說了不需要太悲觀與在意,但仍可提供教育工作者作為參考與自省,畢竟學生太過於害怕失敗而不願意去挑戰並不是件好事。況且人們常會說「失敗為成功之母」,教育的目的應該是希望培養學生成為不畏艱難、不怕挑戰的人。

那要怎麼樣的人才會從失敗中學習成長,而不是一蹶不振呢?史丹佛大學 (Leland Stanford Junior University) 心理學教授杜維克 (Carol S. Dweck) 提出一個很重要的概念,就是需要有成長型思維 (growth mindset)

認為自己在各方面一直是可以成長的、遇到困難會認為有挑戰性而勇於嘗試、遭遇挫折不會放棄,會尋找其它可能成功的方法,這就是成長型思維的人所表現出來的樣子。與之相反稱為固定型思維 (fixed mindset) ,這樣的人會認為自己的能力是固定的,因此遇到新的困難會不願意嘗試,當遭遇挫折時也會很快就放棄,認為自己無法解決。杜維克教授認為,成長型思維的人能忍受困難、找出工作意義,長期下來比較容易進步,也就比較能夠成功。

成長型思維的人相比於固定型思維的人較有克服困難的動力與勇氣。圖\pexels

過程決定方向,方向造就思維

那這兩種不同的思維模式是怎麼形成的呢?可以從一個研究的過程看出端倪。實驗找來一群孩子,先讓他們做簡單的作業,完成後會對一部份的孩子稱讚他「本人」,例如:「做得太棒了,你一定很聰明。」;對另一部份的孩子則稱讚他的「過程」,例如:「做得太棒了,你一定為此付出很大的努力。」

接著讓他們自由選擇第二輪的作業,結果發現,被稱讚「聰明」的孩子大部分都選擇了簡單的題目;相反地被稱讚「努力」的孩子則超過九成都選擇困難的題目。也就是說,如果人們注重的是孩子在過程中的努力,會讓他比較願意去嘗試有挑戰性、難度比較高的任務,培養出成長型思維;相反地如果只將結果連結到他本人的才能,就比較會為了維持同樣的好成績,而避免去挑戰與冒險而成了固定型思維

這兩種思維的差異不僅在孩子身上,在醫學生及職場工作者的研究也都發現類似的結果。題目之一為「當我失敗時,會害怕自己沒有足夠的天份。」這樣把成功與失敗直接連結個人天份的想法,正是固定型思維的展現。因此,從這份結果來看,可以思考的是:教育過程是否讓學生關注過程而不是結果?

被稱讚「過程」的孩子對於解決難題有高度意願,且具有勇於挑戰的特質。圖\pexels

找出不害怕失敗的勇氣

筆者一直認為,科學教育是最好的成長型思維養成。試想,一個科學實驗的形成在於觀察、假設、驗證與預測,最精華的部份就在於前半段的過程。因此,在教學當中需強調過程的重要性,讓學生細緻地去理解與體會過程中的細節與難處,而不是去強調用高科技、很特別的研究方法所做出來的驚人結果,才不會讓學生誤以為結果才是最重要的。

當然這概念說來不難但實際執行上並不容易,過去幾年筆者負責帶領幾組大二的學生進行心理學實驗,都會向學生事先說明實驗過程中一定會經歷失敗與挫折,甚至最後也不會得到預期的結果,但這些都是很正常的現象。實驗重要的是過程而非結果,即使最終結果與假設不同,也是很好的機會去探討過程是否有偏差及其它可能原因,這才是科學實驗課程想要帶給學生的體驗。

不過礙於進度與時間有限,學生常在沒得到預期結果後就得倉促完成報告,後續的討論與再驗證的部份沒能有足夠時間進行,以至於學生無法領會到科學研究的醍醐味,只記得曾經做了一個沒成功的實驗,有點可惜。或許,許多教學現場的老師們也都面臨類似的難處吧。

科學教育是最好的成長型思維養成,實驗最重要的精隨在於過程,勝於結果。圖\GIPHY

用素養翻轉科學教育

108 新課綱強調的科學素養方向是正確的,嚴峻的少子化是危機也是轉機,讓老師們可以有更多的心力讓學生體驗科學的過程,而不是去背誦公式與各種科學結果。科學教育可以是「軟硬兼具」的,讓學生培養科學素養的同時也塑造了成長型思維,兩種實力都能夠在同一個歷程中成長,如此的教學改變是值得嘗試的。


〈本文選自《科學月刊》2020年 2 月號〉

在一個資訊不值錢的時代中,試圖緊握那知識餘溫外,也不忘科學事實和自由價值至上的科普雜誌。

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科學月刊_96
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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》