如何提升學生閱讀能力？臺師大宋曜廷副校長專訪

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

香魚以香為名，到底是什麼香味？不要跟我說烤香魚很香！

根據中研院《臺灣魚類資料庫》，胡瓜魚科的「香魚」，分布在西北太平洋區域，包括中國、日本、韓國、琉球、台灣等。香魚是河海洄游魚類，可分兩種：一是降海型，春季從海灣回溯河川成長，秋季從河川游至海灣產卵，產卵後即死亡，因壽命一年故稱「年魚」；一是陸封型，只在淡水生長，體型較小，可產卵二至三次，壽命二至三年。

台灣原生香魚屬降海型，日本則降海型、陸封型香魚都有。在一九六〇年代，台灣因興建水庫、河川汙染等因素，阻斷香魚河海洄游，造成香魚絕種。後來，台灣從日本琵琶湖等處引進陸封型香魚，在水庫、溪流放養，因養殖成功，已能供應市場。

因獨特的「小黃瓜香氣」而命名為「香」魚

香魚在中國各地有很多俗名，例如在山東叫「春生魚」、「海胎魚」。「香魚」之名則來自浙東，因有獨特香氣而得名。

浙江《臨海縣志》：「香魚，鱗細不腥，春初生，月長一寸，至冬盈尺。赴潮際生子，生已輒槁。」

浙江温州名山「雁盪山」有五珍：雁山茶、觀音竹、金星草、山樂官（一種已絕種的鳥）、香魚。香魚在清朝乾隆年間是貢品。

閩南則稱香魚為「溪鰮」。福建泉州《晉江縣志》：「溪鰮，浙東之香魚也，今溪中亦有之。」《漳州府志》也提到南靖、平和兩地山溪間的溪鰮為香魚。

如何較具體的來形容香魚的香味呢？香魚在台灣和中國大陸的中文科名都叫「胡瓜魚科」，應該源自香魚的日文科名「キュウリウオ科」，「キュウリ」的日文漢字是「胡瓜」，「ウオ」是日文的「魚」，所以「キュウリウオ」（kyuuriuo）的日文漢字就是「胡瓜魚」。

日本人為什麼稱之「胡瓜魚」呢？因為這種魚剛捕獲時，身上有「胡瓜」（台灣稱小黃瓜）的味道。我看網路資料，有人說野生香魚有西瓜、香瓜的味道。

日文「キュウリウオ科」（漢字「胡瓜魚科」）下的アユ（ayu，Plecoglossus altivelis），這個名字，台灣人就知道是指香魚了！

「鮎」中代表著佔有與勝利的吉兆

日文也用漢字「鮎」來稱香魚，但「鮎」在中國古代指鯰魚（英文 Catfish），日文也引用。為什麼後來改用「鮎」來稱香魚呢？主要有兩種說法：

一、「鮎」字拆開是「魚」＋「占」，「占」有占領之意，符合《臺灣魚類資料庫》對香魚的描述：「具強烈領域性，強壯的成魚會占領一塊長滿藻類的大礫石，不准其他香魚靠近；如果有外來香魚侵入領域，則會用身體去撞擊，將其趕出。」

二、日本歷史傳說中的第一位女王「神功皇后」，即西元三世紀第十四代仲哀天皇的皇后，在征戰新羅（朝鮮半島東南的古國）前以釣魚「占卜」，結果釣到香魚，視為吉兆，故以同樣具有「占領」意味的「鮎」字，為香魚命名。

日文改以「鮎」字來稱呼香魚後，就再造「鯰」字來代替「鮎」字，這兩個漢字的日文音讀都是ねん（nen）。後來，中文也跟著日文使用「鯰」字了。

香魚「𫙮」出的美味！

在台灣清代方志，香魚被稱為「甲魚」、「傑魚」、「𫙮魚」、「國姓魚」。台語「」音 kia̍t，與「傑」同音。

《諸羅縣志》（一七一七年）：「甲魚，方言名傑魚。巨口，細鱗，無刺，形如鯔，味甚美，長者可六、七寸，出淡水武朥灣等社。」「北路之產，有臺、鳳所無者，如水沙連之茶，竹塹、岸裡之筀竹笋，淡水之甲魚，皆其美者也。」

《噶瑪蘭廳志》（一八五二年）：「𫙮魚，出淡、蘭一帶，近內山者尤多。土人呼國姓魚，謂鄭成功至臺始有之。」

《淡水廳志》（一八七一年）：「𫙮，近內山溪澗甚多，俗呼國姓魚，偽鄭至臺始有之。」在日本時代，連橫《臺灣通史》：「𫙮，俗稱國姓魚，亦曰香魚，產於臺北溪中，而大嵙崁尤佳。」

《臺日大辭典》（一九三一年）也收錄「國姓魚」、「𫙮魚」，日文的解釋就是「鮎」（あゆ，ayu）。

根據上述資料，「國姓魚」之說，應該是台灣「鄭成功神話」的一例，因為台灣和福建本來都有香魚。

「𫙮魚」在清末成為淡水廳的地名「魚坑莊」，戰後改為「傑魚」，今新北市瑞芳區有「傑魚里」、「傑魚坑路」、「傑魚坑溪」（八分溪）等地名，據說古早時代有香魚聚集在此產卵。

「𫙮」字從何而來？魚邊的「桀」是什麼意思？有人說香魚因領域性很強的習性，被比喻中國夏朝暴君「桀」，才稱魚，但這種說法似乎沒什麼說服力。

如果回到台灣清代方志最早稱香魚為「甲魚」、「傑魚」，先不論「甲魚」一般指鼈，台語「甲」有排序在前、優等的意思，「傑」有能力、出眾的意思，那麼先民以「甲」、「傑」來評鑑香魚的美味，也算合理。

——本文摘自《一午二紅沙，三鯧四馬鮫》，2023 年 2 月，貓頭鷹出版，未經同意請勿轉載。

我們的腦中並沒有專門處理閱讀相關行為的神經中樞。

閱讀並非與生俱來

研究失讀症的學者沃爾夫（Maryanne Wolf）曾寫道：「閱讀從來就不是人類與生俱來的能力。」人類開始閱讀的時間不過短短幾千年，生物演化的速度沒有這麼快。也許，在很久很久以後，我們的後代腦中會有處理閱讀的神經中樞，但據我所知，二十一世紀的人類腦中沒有^[1]。

但是我們確實會閱讀，這其實是借用了其他腦區來完成閱讀任務，尤其是借用了聽覺神經系統，視覺神經系統當然也跟閱讀有關，但跟聽覺有關的腦區（包括掌管說話和理解口語的腦區）發揮了極大的作用。

常有人問我：「聲音跟閱讀有什麼關係？」聲音和閱讀之間的關聯並非顯而易見。

我們通常都是安靜地、無聲地閱讀，但聲音是語言的根本，而語言是閱讀的根本；透過大聲朗讀可以明確建立聲音和其書寫方式的關聯。學習閱讀時，我們必須在語言的聲音以及用來表示它們的字母之間建立連結；閱讀能力差的讀者在處理聲音時會遭遇困難^[2]，而聽覺處理是他們在面對閱讀時最大的挑戰之一。

聽覺與語言

語言學習有賴我們辨別不同聲音模式的能力，聽到一個句子時，我們很自然地知道字跟字之間的斷點在哪裡，下一個字的起點在哪裡；但從聲學的角度來看，字與字之間並沒有明顯的間隙。

音素（phoneme）融入音節（syllable）之中，音節又融入字詞（word）之中，如此一來，字詞之間無聲的間隔不見得會比連續語言中單一個字詞裡的無聲間隔（譯注：指單一字詞中音節與音節之間的間隔）來得長（通常更短）。

不過，有些線索可以幫助我們，舉例來說，在英語中很少出現「mt」這樣字母／聲音的組合，所以，聽到一段包含「Sam took」在內的語句時，我們直覺地知道這並不是一個新字「samtook」。

我們在很小的時候——兩天大的時候！——就學會了這些跟英語有關的技巧。威斯康辛大學的教授薩弗蘭（Jenny Saffran）發現八個月大的嬰兒在接觸一種虛構的語言僅僅兩分鐘後，就學會了其中的聲音規則。

在神經處理聲音的過程中，可以很明顯地看出神經系統得以學會辨識特定的聲音型態（pattern learning）。Brainvolts 的研究生史苟（Erika Skoe）發現，一旦受試者對虛構語言所蘊含的聲音型態感到熟悉，神經系統便會加強對泛音的處理。同樣地，當一個語言的音節在規律的序列中出現，而不是隨機出現在一串不同的音節當中時，泛音的處理也會受到強化。

然而，有語言障礙的兒童無法學會擷取這些隱含在語言中的規則，類似的情況也發生在聽力損失的兒童身上，他們面對需要辨識語言中特定聲音型態相關的語言任務會有困難；此外，自閉兒在接觸這類人工語言時，腦中活動會出現與一般人不同的獨特模式。

另一方面，雙語及音樂訓練則可以強化對聲音中特定型態的處理。

註解

1. 西元前四世紀的人腦中也沒有處理閱讀行為的神經中樞，當時柏拉圖對印刷術抱持懷疑態度，他擔心這會妨礙記憶：「如果人們學會了這個（指文字符號的書寫），就會在靈魂中植入健忘，他們將停止鍛鍊記憶，因為他們將依賴書面文字，不再從自身內在召喚記憶，而是靠外在的符號。」
2. 閱讀跟視覺有關（或觸覺，如點字印刷），這一點無庸置疑。造成讀寫障礙的原因，在視覺上主要是對動作、時間變化訊息的掌握有缺陷，而不是顏色或空間感知出了問題。讀寫障礙人士比一般人更容易發生眼睛疲勞或視覺扭曲的問題。然而，儘管閱讀和視覺有明顯的關聯，但聲音處理似乎跟閱讀有更大的關係。

——本文摘自《大腦這樣「聽」：大腦如何處理聲音，並影響你對世界的認識》，2022 年 12 月，天下文化出版，未經同意請勿轉載。