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數理老師繼續搞笑就對了!歡樂對於講科學真的有幫助

活躍星系核_96
・2020/08/28 ・2244字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 519 ・六年級

  • 文/李宗諭│主修教育心理學,科普愛好者
圖/giphy

好笑的數理老師很受學生歡迎,特別在國高中補習班,老師基本上都具備脫口秀的能力,原因無他,就是為了讓大家在輕鬆的氣氛下學習嚴肅的科學知識。

科普世界也是如此,當科學家們在台上講述科學知識時,把觀眾逗樂是很常見的,例如源自德國的 Science Slam註1,或甚至像 TED 有最好笑精選。那這麼幽默到底對觀眾學習有沒有幫助呢?最近就有篇研究是關於這個。

歡樂如何幫助學習科學知識?

研究團隊找來了美國南部一所大型公立大學的本科學生 217 人做實驗2。研究者想知道,是否觀眾愈覺得歡樂,就愈喜歡講者,且愈認為講者值得信賴?同時也想知道,到底以幽默方式來講解科學的效果,會如何受到「對講者的好感」及「講者本身專業感」的影響?

在簡單的測量科學興趣與知識程度之後,將受試者隨機分配去觀看有搭配笑聲(有笑聲組,n =107)及沒有搭配笑聲(沒笑聲組,n =110)的科學喜劇影片。

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之所以用「有沒有笑聲」來分組,是因為研究者假定笑聲是「幽默的主要指標」。笑聲就像一種提醒,促使我們覺知到有好笑的事情正在發生,也就是罐頭笑聲的目的。而在社交中笑聲更是一種潛規則,告訴大家現在應該要切換到歡樂相處模式。因此,照理說有搭配笑聲的影片,會給觀眾更多的歡樂。

實驗用的影片是部單口喜劇(comedy),為德國物理學家兼喜劇演員 Vince Ebert 的作品,主題是 ”Science is the Best We Have”(暫譯:科學最棒了)。它原本在 YouTube 上是沒什麼人看過的影片,研究者刪除了廣告、YouTube 標誌等干擾的東西,剪成 2 分鐘的長度並用英語播放。沒笑聲組去掉原本的觀眾笑聲,其餘條件與有笑聲組相同。

看完影片後,請受試者評估歡樂程度、對講者好感程度、及講者專業程度,並且還會測量受試者對「影片及主講者是合適的科學知識來源」的同意程度。

研究結論:越好笑,更討喜、更專業

結果顯示,有笑聲組的確有比較高的歡樂感。然後重點來了:歡樂感愈高,對講者的好感度就愈高,且覺得講者更有專業度。

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不過到最後,觀眾覺得喜劇到底是不是科學知識的有效來源,主要還是由「講者專業」來中介,而不是由「講者好感」。

簡言之,歡樂提升了對講者的好感與專業感,而專業感幫助了科學知識的講述。作者還提供了一套方程式:

覺得喜劇是科學知識的有效來源 =0.599 + 0.18*歡樂 +0.321*講者專業

圖/翻譯自參考資料2

研究結論就是,運用幽默的科學講者,的確會讓觀眾對他好感度增加,專業感也會增加,於是聽眾也會更相信他正在講的科學知識。研究者對此用幽默原理的「失諧論」(incongruity theory)來解釋,認為當演講中幽默發生時,可能觸發了觀眾對理解複雜笑話的腦力運作,而這個理解的壓力,促使觀眾從科學家角度去釐清更多的專業知識。註2、註3

總之,多創造歡樂吧,先不論觀眾到底有沒有學到東西帶走,起碼最後課程回饋表上的「講師親切有趣」、「講師的專業可信賴」、「課程對我有幫助」之類的題目都會有不錯結果。

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同場加映:關於這個研究,二則溫馨小提醒

外表帥不帥不是重點

有人會擔心,帥的人說什麼都幽默,不帥的人說什麼都像騷擾。我想波特王那類的幽默很有可能是如此沒錯,不過若是老師的話就比較不用怕了。國內有篇充滿鼓勵的研究指出2,教師外表吸引力與學習專注力呈負相關、與學習成效無相關。不過幽默感與學習專注力呈現正相關,也與學習成效呈正相關。

也就是學習效果與老師幽不幽默比較有關係,帥不帥不是重點。因此為了觀眾的學習效果,科學講者們可以放少一點心力在帥氣,放多一點在幽默的營造上。

不好笑沒關係但千萬別讓人討厭

有篇涵蓋 25 個大學科學課程、1637 個樣本的研究指出,幽默有助於提升學生:

  1. 對科學課程的興趣
  2. 對老師的喜愛
  3. 課程歸屬感

特別的是,如果老師講的笑話不好笑,其實並不會影響學生這三者的程度。但是,如果學生覺得教師的幽默令人反感,那就有反效果,會損害師生關係及學生歸屬感。另外此研究有比較性別差異,當教師使用幽默時,男生比較會覺得有趣,而女生卻比較容易覺得被冒犯,這也提醒著我們要考慮一下觀眾的性別3。所以講解科學知識的時候就勇敢搞笑吧,不要弄到被人厭惡就好。

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觀眾被逗得花枝亂顫。圖/截圖自 TED 影片《拖延大師的內心》

註解

  • 註1:Science Slam是一個科學交流活動,年輕科學家用淺白幽默的方式,在10分鐘內講解他們的研究,隨後讓觀眾投票給分。有篇研究1就是針對它的科學知識傳遞,結論是:「觀眾會被娛樂感吸引,而且並不會因娛樂感而降低對其科學性的評價」
  • 註2:失諧論(incongruity theory),又譯作不協調性理論,是種用以解釋幽默認知的理論。
  • 註3:本研究是針對歡樂應用在科學傳播的口語講述法上,不過科學傳遞有很多形式,例如文章、電視節目、教材漫畫等,都是幽默可介入的地方,效果也可能有異同。

參考資料

  1. Niemann, P., Bittner, L., Schrögel, P., & Hauser, C. (2020). Science slams as edutainment: A reception study. Media and Communication, 8(1), 177-190.
  2.  Yeo, S. K., Anderson, A. A., Becker, A. B., & Cacciatore, M. A. (2020). Scientists as comedians: The effects of humor on perceptions of scientists and scientific messages. Public Understanding of Science, 0963662520915359.
  3. 蔡智勇(2012)。教師外表吸引力、幽默感對學習專注力與成效之影響國立中山大學教育研究所碩士論文,高雄市。
  4. Cooper, K. M., Hendrix, T., Stephens, M. D., Cala, J. M., Mahrer, K., Krieg, A., … & Jones, R. (2018). To be funny or not to be funny: Gender differences in student perceptions of instructor humor in college science courses. PloS one, 13(8).
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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數學無聊是誰的錯?數學家其實很幽默?——《數盲、詐騙與偽科學》
大牌出版.出版大牌_96
・2024/01/08 ・2441字 ・閱讀時間約 5 分鐘

雖然很少有學生小學畢業後還不懂乘法表,但有很多人確實不會算,如果一個人開車的速度是每小時 56 公里,開了 4 小時之後,他就開了 224 公里。要是每公克花生賣 40 美分,而 1 袋花生賣 2.2 美元,那麼,這袋花生裡就有 5.5 公克花生。假如全世界人口中有 1/4 是中國人,其餘的 1/5 是印度人,那麼,印度人在全世界的人口中就占了 3/20,或說是 15%。當然,要理解這些問題,並不像學會算 35×4=140、(2.2)/(0.4)=5.5、1/5×(1–1/4)=3/20=0.15=15% 這麼簡單。對很多小學生來說,這不是自然而然就會的東西,要靠做很多很實用、或是純屬想像的問題,才能進一步學會。

至於估計,學校裡除了教一些四捨五入之外,通常也沒有別的了。四捨五入和合理的估計與真實人生大有關係,但課堂上很少串起這樣的連結。學校不會帶著小學生估計學校砌一面牆要用掉多少塊磚、班上跑最快的人速度多快、班上同學爸爸是禿頭的比例多高、一個人的頭圍與身高之比是多少、要堆出一座高度和帝國大廈等高的塔需要幾枚 5 美分硬幣,還有他們的教室能否容納這些 5 美分硬幣。

幾乎也沒人教歸納推理,也不會用猜測相關性質和規則的角度,來研究數學現象。在小學數學課裡談到非形式邏輯(informal logic)的機率,就跟講到冰島傳說一樣高。當然,也不會有人提到難題、遊戲和謎語。我相信,這是因為很多時候,聰明的 10 歲小孩輕輕鬆鬆就能打敗老師。

數學科普作家葛登能最不遺餘力探索數學和這些遊戲之間的密切關係。他寫了很多極有吸引力的書,也在《科學美國人》撰寫專欄,而這些都是會讓高中生或大學生感到很刺激的課外讀物(前提是有人指定他們去讀的話)。此外,數學家喬治.波利亞(George Polya)的《怎樣解題》(How to Solve It)和《數學與合情判讀》(Mathematics and Plausible Reasoning),或許也屬於這一類。有一本帶有這些人的文風、但屬於較初階的有趣好書,是瑪瑞琳.伯恩斯(Marilyn Burns)所寫的《我恨數學》(The I Hate Mathematics! Book),書裡有很多啟發性的提示,帶領讀者解題與發想各種奇思異想,是小學數學課本裡罕見的內容。

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圖/envato

有太多教科書仍列出太多人名和術語,就算有說明解析,也很少。比方說,教科書上會說加法是一種結合律運算(associative operation),因為(a + b)+ c=a +(b + c)。但很少人會提到非結合律運算,因此,充其量來說,結合律運算的定義是畫蛇添足。不管是結合律或非結合律,你知道了這些資訊之後要怎麼應用?書上還會介紹到其他術語,但除了用粗體字印在書頁中間的小框框裡,看起來很了不起之外,也沒什麼值得提的理由。這些術語滿足了很多人認為,知識就好比一門普通植物學,每種學問都可以在體系中,找到自己的類別和位置。相比之下,把數學當成有用的工具、思維方式或是獲得樂趣的途徑,在多數小學教育課綱中都是很陌生的概念(即使教科書內容不錯也一樣)。

或許有人會認為,在小學階段,可以用電腦軟體,來幫助學生掌握基本的算數原理及相關應用(應用題、估計等等)。可惜的是,目前可用的程式通常是從教科書上擷取無趣的例行練習,轉化成電腦螢幕版本而已。我不知道有任何軟體可用整合、一致且有效的方法,來教算術與解題應用。

小學階段的數學教學品質普遍不佳,最終必會有人怪罪於老師能力不足,而且對數學沒什麼興趣、或不懂欣賞數學。我認為,這當中有一部分又要歸咎於大專院校的師資培養課程中,很少或根本不強調數學。以我自己的教學經驗來說,我教過的學生中,表現最差的是中學生,而不是大學主修數學的學生。準小學老師的數學背景也很糟,很多時候甚至根本沒有相關的數學教學經歷。

而每所小學聘用一、兩位數學專才,在學校裡每天分別到不同班級輔導(或教授)數學,或許可以解決部分問題。有時我認為,如果大學數學教授和小學老師每年可以交換個幾星期,會是個好方法。同樣的,把主修數學的大學生和研究生交到小學老師手裡,不會造成傷害(事實上,後者或許能從前者身上學到一些東西)。而三、四、五年級的小學生則可以在完全適任的老師教導下,接觸到數學謎題與遊戲,將可大大獲益。

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圖/envato

稍微打個岔,謎題與數學之間很有關係,而且相關性會一直延續到大學與研究階段的數學。當然,把謎題換成幽默也通。我在《數學與幽默》(Mathematics and Humor)書中試著說明,數學和幽默都是某種益智遊戲,與猜謎、解題、遊戲和悖論多有共通之處。

數學和幽默都是把概念組合、拆開再拼回來,然後從中得到樂趣。慣用的手法包括並列、歸納、迭代和倒向(比方說「aixelsyd」就是把「dyslexia」﹝閱讀障礙﹞的字序倒過來)。那麼,如果我放寬這個條件,但緊縮另一個條件會怎樣?某一個領域的概念(像是綁辮子),和另一個看來完全不同領域的概念(如某些幾何圖形的對稱性)有什麼共通點?當然,即便不是數盲,可能也不熟悉數學這個面向,因為你必須要先具備一定程度的數學概念,才可以拿來耍弄。其他像獨創性、不協調感以及精簡的表達,對於數學和幽默來說也都同樣重要。

可能有人說過,因為所受訓練之故,數學家有一種特殊的幽默感。他們往往會接受字面意義,但字面上的解讀又常和標準用法的意義不同,因此很好笑。比方說,哪種運動比賽時要蓋臉?答案是,冰上曲棍球以及痲瘋病人拳擊(按:原文「Which two sports have face-offs」,「face-off」其中一個字面意義為「蓋臉」,而這也是冰上曲棍球常用的術語,意指「爭奪球權」)。他們也很沉溺於歸謬法(reductio ad absurdum),或設定極端前提條件然後做邏輯演練,以及各式各樣的字組遊戲。

如果可以透過小學、中學或大學階段的正式數學教育,或是非正式的數學科普書籍,傳達數學有趣的面向。我認為,數盲就不會像現在這麼普遍。

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——本書摘自《數盲、詐騙與偽科學》,2023 年 11 月,大牌出版,未經同意請勿轉載。

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大牌出版.出版大牌_96
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閱讀的大牌不侷限於單一領域, 視野寬廣,知識豐富,思考獨立。

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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

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?

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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

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