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讓高中生多睡一點!

科學人_96
・2014/10/09 ・980字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 467 ・五年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

highschoolsleep撰文/菲謝蒂(Mark Fischetti)
翻譯/張亦葳

美國家長、學生和老師常以少量的證據爭論高中生是否太早到學校上課了。然而,最近三年累積的相關科學研究,都得到相同的結論:晚一點上課能提升學習效果。課程越晚開始,效果越好。

生物學研究顯示,青少年階段的日週期會產生變化,延後了男孩、女孩晚上的睡覺時間及早上的起床時間。這個現象是腦內褪黑激素的改變所引發,大約從13歲開始,15和16歲前增強,到17、18或19歲的時候最為顯著。

這會影響學習嗎?明尼蘇達大學應用研究與教育改進中心主任瓦爾史托姆(Kyla Wahlstrom)說,會的!今年2月,瓦爾史托姆發表一項大型研究結果,以明尼蘇達州、科羅拉多州和懷俄明州八所公立高中超過9000位學生為追蹤對象。當學校改為早上8點35分或更晚才開始上課,經過一學期,學生的數學、英文、科學和社會成績會進步半個等第,例如,從B進步到B和B+中間。

瓦爾史托姆另外兩篇已通過審閱但尚未發表的論文,也有著類似的結論。美國空軍官校(U.S. Air Force Academy)把大一學生分成不同組,讓他們一整年在不同時間開始上課,得到的結果相同。2012年,有一項北卡羅來納州學區研究針對各校因交通運輸問題而改變上下學時間,結果顯示,上課時間越晚,學生的數學和閱讀成績越高。還有其他研究指出,延後上課時間可提高出席率、降低憂鬱症發生率,並且減少青少年車禍的比率,這都是因為學生能獲得更多充足睡眠時間的關係。

而且上課時間越晚開始,效果越好。不同的研究顯示,把上課時間從早上7點30分延後到8點的學區,獲得的益處多過從早上7點15分延後到7點45分的學區。在巴西、義大利和以色列進行的研究也有類似的成績進步現象。關鍵在於,讓青少年每天睡足至少八個小時,能睡足九個小時更好。歐洲很少有中學是在早上9點前開始上課。

研究也顯示,反對上課時間延後的意見,其實沒什麼道理。已做了改變的數百個學區,其學生仍可以安排運動、打工等課後活動。瓦爾史托姆說:「學區一旦做了改變,就不想再走回頭路了。」

即使是「校車的問題」也有辦法解決。許多地方的校車先把國高中生載到學校,然後才重新走同樣路線把小學生載到學校。如果把順序對調,就能讓中學生晚一點上課,而且對他們的妹妹和弟弟也有好處。因為有另外的研究指出,年紀小的孩童早上清醒得較早,能更早準備好進入學習狀態。

本文摘錄自《科學人》2014年第152期10月號
SA原文:School Starts Too Early. [Aug 19, 2014]

文章難易度
科學人_96
39 篇文章 ・ 3 位粉絲
《科學人》雜誌-遠流出版公司於2002年3月發行Scientific American中文版,除了翻譯原有文章更致力於本土科學發展與關懷。

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高中入學管道越來越多元了?——數據打破理想:學科能力仍是關鍵分水嶺
研之有物│中央研究院_96
・2021/12/15 ・5994字 ・閱讀時間約 12 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文|周玉文
  • 美術設計|林洵安

高中升學制度的跨時、跨國比較

2000 年台灣廢除高中聯招,此後多次改革,希望破除只用考試成績決定學生的未來,也減少教育機會的階層不公平。時至今日,我們的制度足夠公平嗎?升學考試篩選了哪些家庭背景、能力的學生?「研之有物」專訪中研院歐美研究所研究員黃敏雄,他針對學校之內與學校之間在認知能力、非認知能力及家庭社經地位上的差異,比較國中與高中階段的差別,並進行跨時期和跨國比較,檢視台灣升學考試制度對教育機會均等的影響。

從戶籍轉向考試入學,產生什麼改變?

不只人人有機會上學,學校教育應該創造有利的條件,竭力減少家庭背景對學習的不利影響,讓所有學生都有機會最大限度地發揮潛力──這是教育改革多年的目標。教育制度能實現這個願景嗎?中研院研究員黃敏雄試圖透過數據尋找解答。

臺灣從小學至國中依照「戶籍入學」,到了高中則採行「考試入學」,舉辦全國性學力考試,依照個人志願、表現和測驗成績分發。理論上,前者涉及居住地區的社經水準,各校會呈現社經地位的落差。後者則僅以學習表現和測驗分數決定,理當打破「階級世襲」,廣泛被視為更公平、有利於弱勢家庭。

但現實真的如此嗎?為了驗證高中入學制度,是否有利於「不分貧富、同讀一校」的公平性,黃敏雄運用兩個資料庫數據,進行國內跨時性、跨國性的比較研究,資料橫貫聯考、基測及會考三個入學政策時期。

就在地數據而言,他採用由中央研究院、教育部和科技部共同規劃的一項全國性「臺灣教育長期追蹤資料庫」(Taiwan Education Panel Survey, TEPS)。在 2001 年,TEPS 針對各約兩萬名隨機抽樣的臺灣國一及高二學生進行調查,並持續追蹤直到高中畢業,藉此可以評估聯考與基測入學政策下的差異。

跨國及跨年數據的比較,研究則運用每三年針對全球 15 歲學生抽樣調查的「國際學生能力評量計畫」(Programme for International Student Assessment, PISA)。臺灣在 2006 年加入,至今累積五輪調查資料,橫跨基測與會考階段。

透過 TEPS、PISA 數據,黃敏雄針對國中與高中生在「認知能力」、「非認知能力」、「家庭社經地位」三面向,分析各校之間是否有明顯差距,或者校內的異質性更大?也就是說,經過升學考試篩選後,家庭背景較好、認知能力較高、情緒管理較佳的學生,是分散到各校或集中在所謂的明星高中呢?

臺灣的高中入學前會舉辦大型學力測驗。這道篩選機制是否讓同一類型的學生集中,因而擴大各校之間的差距?篩選基礎是家庭社經地位、學科表現或者非認知能力?能否促進社會公平性?這些皆是尚待研究的議題。圖|iStock
臺灣的高中入學前會舉辦大型學力測驗。這道篩選機制是否讓同一類型的學生集中,因而擴大各校之間的差距?篩選基礎是家庭社經地位、學科表現或者非認知能力?能否促進社會公平性?這些皆是尚待研究的議題。
圖|iStock

不同背景、能力的學生,分散在各國中

首先,來看看依照戶籍入學的國中狀況。

根據 TEPS 數據,2001 年國一生的家庭社經背景,各校差異占總差異的 23%,相對而言,校內差異佔總差異的 77%;升上國三後,數據沒有改變。再看看學生的認知能力,結果也很相似,2001 年的國一生,認知能力的差異校內大約占 8 成;到了國三,情況也差不多。

大體來看,國中學生的家庭社經地位、認知能力,各校之間的差距不算大,校內的差異相對較高。

國中生的家庭社經地位、認知能力,學校之間差異約占總差異的 2 成,學校內的差異則佔總差異的 8 成。 (TEPS 認知能力評量包含兩部份:第一部分是和學科相關,如數學、科學、語言能力;第二部分和課程無直接相關,如分析、生活應用、創造能力)圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)
國中生的家庭社經地位、認知能力,學校之間差異約占總差異的 2 成,學校內的差異則佔總差異的 8 成。
(TEPS 認知能力評量包含兩部份:第一部分是和學科相關,如數學、科學、語言能力;第二部分和課程無直接相關,如分析、生活應用、創造能力)圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)

進一步和其他各國地區做比較。檢視 PISA 調查(2018) ,九年級學生家庭社經地位的各校差異,臺灣為 22%,在全球 32 個國家或地區中排名倒數第 4。最高是墨西哥的 64%,明顯區隔出貴族和平民學校;最低則是南韓 16%,各校差異小。

與其他國家相比,臺灣國中階段校與校之間在家庭社經地位上的區隔,相對較不嚴重。

考試更公平?數據打破迷思

從國中升高中,對臺灣學生是第一道門檻。大家不再如同國中小時期,多數人和鄰居共讀同一間學校,學生進入哪一所高中就讀,需要經過篩選再分發。

過往二十年,這套篩選制度歷經多次改革。大致可以分成三大階段:1958-2000 年為「高中聯考」時代,一試決勝負,各校只依照聯考成績決定錄取與否。2001 年後走向多元入學,入學測驗為「國中基測」。2014 年後實施十二年基本國民教育,朝向免試入學,統一考試也更改為以級距評分的「國中會考」。

圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)
圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)

跨過這道升學門檻後,各校高中生的認知能力、家庭社經地位,出現哪些變化?不同「年代」的入學方案,究竟是越趨公平或擴大階層差距?

就家庭社經地位而言,依據 TEPS,2001 年的臺灣國一學生,各校的家庭社經地位差異佔總差異的 23%;2005 年當他們經過基測進入高中、升上高二後,各校間的差異僅降至 22%,變化非常微小。PISA 數據(2018)也顯示,九年級生的家庭社經校際差異是 22%,經過會考的十年級生則是 25%,不降反升。

那麼,年代更久遠的聯考是否比較公平?2001 年 TEPS 調查的高二生,屬於末代聯考生,他們的家庭背景各校差異為 21%,幾乎等同以戶籍入學的國中階段。

這一串數據顯示,研究結果恐怕將打破「考試更公平」的迷思!經過考試入學後,高中各校之間的社經階層差距,與國中階段相近,甚至些微高於國中階段。

戶籍分發的國中生,家庭背景的校際差異大約在 19%~23%,不論聯考、基測或會考時期,升高中後則在 21%~25%,顯示經過考試分發,並未縮小各校之間的社經差距。圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)
戶籍分發的國中生,家庭背景的校際差異大約在 19%~23%,不論聯考、基測或會考時期,升高中後則在 21%~25%,顯示經過考試分發,並未縮小各校之間的社經差距。
圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)

原本以為能「重新分配」的升學考試,並沒有提高不同家庭社經背景學生就讀同一學校的機會,包括被認為較有利於社經弱勢的聯考,也未縮小各校的社經階層差距。

「我們會認為按照居住戶籍分發,有可能造成貧富區隔;考試應該更公平,能讓社經弱勢學生有同等機會。但數據結果並不是如此,聯考和戶籍分發相比,並沒有更有效地促成不同背景學生共讀一校。」黃敏雄分析。

聯考、基測或會考,「學科能力」都穩居重點標準

考試制度並沒有提高不同背景的學生共讀一校,那麼,升高中後同學換成了誰?從認知能力差異度的轉變,可以給出部分答案。

根據 TEPS 數據,2001 年的國一生經過基測後升上高二,在綜合學科表現上,各校差異從國一的 19% 大幅跳升至高二 63%,分析能力的校際差異從 16% 升至 45%。PISA (2018)也呈現同樣結果,不論數學、科學或閱讀能力,十年級和九年級生相比,各校差異幾乎都增加兩倍,研究顯示出:高中階段認知能力的各校差距,明顯拉大。

再透過 PISA 的跨國調查,便能突顯出這項另類的「臺灣特色」。

2006 年,臺灣十年級學生數學、科學、閱讀能力的校際差異,從國中時期 25%、21%、25% ,激增至 65%、63%、60%。2014 年實施十二年國教後,差異遽升的情況雖有趨緩,但 2018 年高中各校差異仍高達 43%、43%、40%。攀升的程度,在 32 個國家中排名數一數二!

換言之,臺灣的「高中升學制度」是一套鮮明的篩選機制,明顯依照學科能力分配到不同的高中,在世界各國顯得相當特殊。

黃敏雄解釋,2014 年後數據趨緩,來自於國中會考計分方式的改變。計分不再是鑑別度極高的精密分數,改用級距,各科只區分七個等級,增加了總分重疊的比例,鑑別度降低,因此縮小了校際差異。

從跨年度的數據來看,不論是聯考、基測或會考,高中升學以「學科表現」作為篩選分類的標準,始終沒有太大改變。

「數據會說話,我們的高中升學制度,仍然是以學科表現作為最重要的分水嶺。」黃敏雄分析,儘管十二年國教實施後,政府同時推動免試入學、繁星高中等教育改革措施,希望打破明星高中的傳統迷思,也降低學科考試的重要性,但數據反映結果並非如此。

以國中會考入學制度來看,如果某一所高中的免試入學登記者多過可以錄取的額度,北北基會採用三大計分項目進行超額比序:志願序、多元學習表現與會考成績各占 36 分。志願序絕大多數人可以得滿分,就算不慎選填失手,多數只被扣 1 分,最離譜的選填失手,也僅扣 4 分;多元學習表現涉及升學前途,早有準備的多數學生可以拿到滿分。於是,最終還是考試成績決定學生的分發。

黃敏雄進一步解讀:臺灣升學考試明顯以學科能力做篩選,但沒有提高不同家庭社經背景學生同讀一校的機會,等同間接篩選了學生的家庭社經背景。

臺灣高中升學考試對「學科能力」,會產生明顯篩選分類,且高居世界前位。2018 年,數學和科學表現的校際差異升高幅度,在 32 個國家中高居第一;閱讀能力的校際差異升高 22%,名列第二,僅次於俄羅斯的 24%。圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)
臺灣高中升學考試對「學科能力」,會產生明顯篩選分類,且高居世界前位。2018 年,數學和科學表現的校際差異升高幅度,在 32 個國家中高居第一;閱讀能力的校際差異升高 22%,名列第二,僅次於俄羅斯的 24%。
圖|研之有物(資料來源|黃敏雄)

學科強=情商高?高情緒技能沒有集中在明星高中

近年越來越多研究指出,學生的「非認知能力」(或稱社會情緒技能),對於未來成就、幸福感、健康、工作表現有顯著影響, PISA 也在 2018 年納入非認知能力的學生自評調查,例如:對失敗的負面想法、自我日常感受、努力做好工作的決心、在學校歸屬感等,總計十個面向。

幾十年來,臺灣學生日夜念書補習,為了要搶進明星高中窄門,除了必備的認知能力,也得兼顧高競爭、長時間努力、抗壓性。因此研究假設,明星學校的高中生,除了認知能力較強,也屬於社會情緒技能較佳的族群。

不過 PISA(2018)卻顯示,臺灣九年級與十年級學生自評的各項非認知能力,校際差異都低於 5%。也就是說,學校內的差異非常大,「情商」高的學生是平均分散在各學校,國中如此,高中也是如此。

黃敏雄對數據結果稍有保留,原因是,學生自評時可能拿班上、校內的同儕當作參照對象,各校標準不一,較欠缺客觀精準的依據。但 PISA 的資料仍顯示,不論是在學校或個人層次,認知能力和非認知能力的相關微弱。

未來需要的能力超出教科書之外

總的來說,這項研究反映出:臺灣的升學制度始終高度偏重認知能力,特別是學科表現;分析、解決問題等類型的認知能力,各校的差異相對較小。

原因在於,考試成績強烈左右升學結果,學校和補習班會猜題、訓練答題技巧,以及加強考題演練或背誦,因此測出的往往是學生可以專注預備考試的資源條件、意願、努力及能力,而非真實呈現出全面的認知能力。

此外,在升學主義掛帥下,教育體制對學生的期待和訓練,都集中在考試表現上,非認知能力便難以獲得重視,包括對自我的主動探索、社會價值、情緒技能。

然而黃敏雄提醒,全世界政府都積極改革學校課程,期盼培育主動學習、有創新力、具備團隊合作技能、重視內在修為,同時兼備人文關懷及環保意識的新公民,以因應全球化與科技變遷帶來的問題與挑戰。例如,OECD 的「未來教育與技能,2030」計畫(Future of Education and Skills 2030)。

「懂得溝通、相互合作,能主動尋找問題與解方,都是很重要的能力。我們也應該讓學生有機會走出學校,看見社會需要,讓學校教育跟真實世界接軌。」

OECD 網站可見到許多跨國孩子,積極表達他們對環境、社會的關切與期待。好比一名 17 歲哈薩克中學生努拉(Nurai)設定未來志向是成為「窮人的建築師」:與非營利組織仁人家園(Habitat for Humanity)合作,協助世界上人人都有房子可以住。

黃敏雄語帶關切地說:「我希望我們的學生也有這樣的機會,好奇心、充滿關懷,能和社會、國際連結,嘗試多探索自己想做的事情。教育制度應該讓學生有更多機會被啟發。」

你心中的教育應該是怎樣?17 歲的哈薩克學生 Nurai 說:「現在的學校教育偏重科學的學習,卻忘記向年輕的世代闡述社會問題,其中包括居住問題,這個問題已經擴及全世界,相當重大。」資料來源│OECD Future of Education and Skills 2030 (黃敏雄譯)
你心中的教育應該是怎樣?17 歲的哈薩克學生 Nurai 說:「現在的學校教育偏重科學的學習,卻忘記向年輕的世代闡述社會問題,其中包括居住問題,這個問題已經擴及全世界,相當重大。」
資料來源│OECD Future of Education and Skills 2030 (黃敏雄譯)
「我們不應該錯誤的貼標籤,給一些人希望,又讓一些人絕望。」黃敏雄長年研究教育社會學,核心關懷環繞著制度政策的合理性。他強調,學生未來的成就並不只是依靠學科表現,教育制度不能讓孩子因為測驗分數,便被貼上負面標籤。圖|研之有物
「我們不應該錯誤的貼標籤,給一些人希望,又讓一些人絕望。」黃敏雄長年研究教育社會學,核心關懷環繞著制度政策的合理性。他強調,學生未來的成就並不只是依靠學科表現,教育制度不能讓孩子因為測驗分數,便被貼上負面標籤。
圖|研之有物

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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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學測數學怎麼考?分程度測驗或許是正解——《科學月刊》
科學月刊_96
・2021/03/05 ・2863字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 516 ・六年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

今(2021)年的學測數學科被評為「史上最難」。事實上,數學科每年的難易度呈現出週期性震盪,一下容易一下難的考試,不只出題者傷透腦筋,考生更是無所適從。張鎮華認為,學測作為「基本學科能力測驗」,考題不能太過艱澀;而學測也是各大學校系初步篩選的門檻,因此各校學系更不該害怕超額篩選。不同學生對於數學的學習差異不小,只用同一份試卷進行測驗可能出現各種問題,若使用分程度測驗的方式,設計 A、B 兩卷,或許能有效解決每年難易不均的問題。

108 年與 109 年的大學學科能力測驗(以下簡稱學測),數學科滿級分人數連續兩年暴增,109 年更高達 1.4 萬人,大考中心前主任張茂桂因此下台。在下台事件過後,各界猜想今年 110 學測數學科將增加難度。果不其然,今年學測數學科被高中及補教老師評為「史上最難」,預估滿級分人數將大幅下降,五標也會比去年下修 2~5 級分左右。而讓人擔心的是,今年的考題將會打擊社會組考生。

圖/Pixabay

週期震盪一年簡單一年難,考生心累累

根據歷年的學測數學科滿級分人數百分比,其中 102 年的 1.95% 與 106 年的1.41% 都是數學科困難的年度,再加上本次 110 年的難度,可以發現學測數學科的難易度呈現週期性震盪,容易之後轉難,難了之後又變容易。

一般對於以上現象的解讀是,考題容易的結果引發滿級分人數太多,造成前面志願學系的超額篩選,因此大考中心思考下次提升考題難度;反之,考題困難將使大量考生受挫,為了安定人心,大考中心思考下次降低考題難度。但考題難易並不容易掌控,出題團隊更是年年不同,單憑「比去年難」或「比去年簡單」的理念,無法掌控社會上對於難易度的期望。

從最根本來看,大考中心因應社會輿論(正確來說其實是少數人的看法),讓數學科考題在難易之間反覆,是因為他們忽略了學測的目標。根據大考中心網站所示:「學科能力測驗包括國文、英文、數學、社會、自然五考科,旨在測驗考生是否具有接受大學教育的基本學科能力,是大學校系初步篩選學生的門檻。」定位在「基本學科能力」,考題就不應該太難;「初步篩選門檻」就代表各學系不要怕超額篩選。

圖/Imgflip

大學入學考前世今生說給你聽

要討論上述的現象,需要了解現行的大學入學選才制度。大學聯合招生從民國 43 年起至 72 年期間,大學聯招採「先填志願、後考試、再分發」的辦法,報考科系分為甲(理工)、乙(文)、丙(醫農)及丁(法商)四組。到了民國 73 年,大學聯招制度做了重大改革,其一是填志願的方式改為「先考試再填志願」,再則允許跨組選考,並將乙、丁組合併為第一類組。

第二次較重大改革是從民國 83 年開始試辦,到 91 年全面正式實施的多元入學制度。除了保留傳統的考試分發(指定科目考試,簡稱指考),83 年開始試辦「推薦甄選」入學,87 年試辦「個人申請」入學。前者由學校推薦,後者由學生自行決定,但都有推薦與申請學校數額的限制。

民國 95 年,清華大學有感於學生集中來自少數高中,向教育部提出「發掘人才、縮短城鄉差距」的繁星計畫單獨招生;從 96 年實施以來,越來越多大學加入,繁星計畫遂從試辦轉為正式的入學方式;民國 100 年以後,因為推薦甄選與繁星計畫近似,遂合併為繁星推薦。隨著歷年來制度上的演變,臺灣目前的大學多元入學包括繁星推薦、個人申請與考試分發三種主要管道。最近還有一種由 104 年臺大數學系提出的「火星人計畫」所發展出來的「特殊選才」。

圖/Pixabay

數學就數學,又不是走迷宮

大家都說 109 學測的數學考題容易,筆者也花時間做了一遍,發現並不如想像中容易,還是需要用心作答才能完卷,只是大多不需要拐彎抹角,算是基本的題目。讀者可參閱 109 學測各科級分人數的百分比分布圖,會發現這份試卷是可以把學生區分開來的。

學測採用 15 級分制,平均來說每一級分應有 6~7% 人數,數學的分布大致如此,只是 15 級分的人略多,可以解讀為我國學生的數學程度不錯。套用筆者女兒的疑問:

「學生考好了老師為何要不高興?」

反觀國文科的級分百分比分布,有六成的人集中在 10~13 級分,這樣擁擠的程度,在許多學系應該更造成超額篩選的現象,不知為何大家並不關心。

109 學測數學科若造成超額篩選,也只是對前面志願的學系影響,對大部分其他學系的影響不如國文科嚴重。學測不光只是服務前面志願的學系,不能只在乎前面志願學系的抱怨,忽略其他學系的影響。

事實上,超額篩選並不是一個嚴重的問題。申請入學制度實施多年,各學系早就有一套選才機制,以學測成績為門檻的候選人進來之後,各學系應當以自己的特色機制篩選,候選人多反而是選擇增多,對學系只有好處沒有壞處。基於此觀點,我認為 109 學測數學科能真正忠實反應學測的目標,應該嘉許,前中心主任根本不應該為此下台,做正確的事情反而獲罪,並不公道。

另外我也做了 110 學測的數學題目,整體來說,算是一份靈活的好題目。但是其中有許多問題需要多方轉折,並不算基本的題目,已經超出學測設定「基本學科能力」的目標。這樣的題目相信能解除前面志願學系的超額篩選現象,但相對要付出的代價太高。對於數學能力超群的學生必然能如魚得水;不過對於大多數的學生來說,這是一份令人感到挫敗的考題,可能成為他們日後害怕數學的原因之一。

數學是一個密度極高的學科,縱使是一個簡單的式子,也代表極多的內涵,需要多方解讀才能通曉,不同的人對其吸收能力也有極大差異。為此,數學是在中學教育中,唯一從高二就要分流教學的科目。目前學測數學科用同一份試卷測驗差異性很大的一群人,本來就會造成種種問題。出得容易,分辨不出最好的那些人;出得難,則會打擊眾多學生。希望這樣的困難,在 108 課綱後,學測改考數學A、B兩卷後能得到適當的紓解。

順帶一提,與此類似的是指考的數學。現階段數學分為數學甲、乙,分程度測驗,是正確的分流測驗。可是,不知以何根據,111 年後的指考只有數學甲,沒有數學乙。這種開倒車的作法,可以預見將產生許多後遺症。據一些朋友告知,商管學群的學系現在為了設定考科,逐漸發現問題。數學甲太難不適合他們要的學生,但是又沒有數學乙,選來選去都不合適,最後只好含淚選了公民科。

在此呼籲,招聯會和教育部應該及時修正指考的數學考科,才不會釀成大錯。

延伸閱讀

  1. 109學年度學科能力測驗統計圖表
  2. 學科能力測驗統計資料
  • 〈本文選自《科學月刊》2021 年 3 月號〉
  • 科學月刊/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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108新課綱上線啦——這對生物科教學會造成怎樣的衝擊呢?
PanSci_96
・2019/08/05 ・3952字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 563 ・九年級

文/蔡任圃│北一女中生物科

編按:透過教育,能帶領我們更快的認識世界。但在求學時期,卻是讓好多壓力推拉著我們前進。於是周遭的風景模糊,甚至不知道自己的目的地;直到徬徨地到站,還有些人不知自己身在哪裡、該往哪去。這真的是我們希望的教育嗎?
在108新課綱上線之際,本次《科學教育科科科》專題特別邀請著有《生物學學理解碼》蔡任圃老師撰寫他在生物科教學現場的第一線觀察。核心素養導向的課綱、新增的【探究與實作】課程,到底對於教師以及課室會有怎樣的影響呢?

在今年(108 學年)要登場的新課綱(正式名稱為十二年國教課綱),強調素養導向的教學與自學能力的培養等。在生物科的教學現場,有什麼重要的變動呢?

圖 / pxhere

先不論理想上的教學理念、願景。最直接、現實的變動,就是必修學分大幅縮水,從原來基礎生物 6 學分變成 3 學分,這是最大的衝擊;且 3 個必修學分中,其中一個學分為【探究與實作】課程。

因應基礎生物學分數減少,自然科學領域課程綱要(簡稱自然科領綱)中的基礎生物內容,將原有內容中較為具體、易理解之內容,移至國中課程中;而內容中較難、較抽象之內容移至選修生物或是大學階段。於是基礎生物便只剩下「細胞的構造與功能」、「生殖與遺傳」與「演化與多樣的生物」三章,但以這三章的內容,要在兩學分上完,時數仍是緊迫。

【探究與實作】——跨領域統整的挑戰

以課程內容而言,過去生物科教材與教學較著重在知識內容的傳遞,新課綱以素養導向之目標,希望強調科學家在發現問題、解決問題的過程、思維與方法,因而較強調科學史的應用、議題討論與學生透過操作、討論等探究以及自學的過程,具備科學素養。

另含1學分的【探究與實作】學分,屬於自然領域的共同課程,以科學探究的精神,培養學生蒐集資料、解決問題和動手操作等能力。綜上所述,生物科課程內容最大的變動,在於著重科學概念的「發展脈絡」,「科學探究」能力的培養,並能「實際應用」所學知識,而避免記憶背誦與知識推疊。

108 課綱新增的「探究與實作」學分,對現行教學方式來說是重大挑戰。圖 / pixabay

此外,【探究與實作】學分本身就是一個劇烈的變動,該課程期望能以跨科概念為出發,透過探究歷程,使學生從做中學、利用所學的知識與技能,實際應用、解決問題。對第一線老師最大的挑戰,在於跨科課程模組不易開發,也不易執行。絕大多數的老師沒有開發跨科課程的訓練與經驗。

以上有關新課綱中生物課程的變動,是第一線老師看到自然科領綱後,馬上就能感覺到的變化。以下我想提出生物科教學在新課綱推動後,將會面對的一些較為深層的限制或威脅。

新課綱帶來的衝擊

新課綱強調要以科學發展的脈絡為主軸,要瞭解知識與理論是怎麼產生的,而避免只吸收過於零碎的知識。許多教科書編著者會認為就是要強調科學史,但事實上,列出科學家的姓名與發表重要文獻的年代,雖然交代了歷史事件的時序,但對勾勒科學概念的發展脈絡毫無助益。

教科書的編著者與教師,必須真的熟習生物學中各個重要的科學概念是如何產生、變動、轉化的,不然將科學史事件依時間排序,仍是背誦式的零碎知識。

科學發展的過程經常是多種假說並行,過去的課本卻只重視最終結果。圖 / pixabay

科學發展的脈絡一直是國內外教科書最缺乏的內容,因為礙於篇幅限制,且學習者只想知道最後的結論而不關心理論發展的過程。在科學概念發展過程中,被證實是錯誤的理論一直被認為是沒有用的,所以教材的編寫不重視曾經出現過的其他錯誤理論,加上考試制度追求標準答案,不是正確的答案無法幫助考試得高分。因此,教科書中常會以某科學家的經典研究,作為描述某科學概念建立的方式。但事實上,科學的發展常是網狀脈絡,有多種假說並行。且科學概念發展常常是聚眾人之力,逐漸演變的。這也難怪馬克斯·德爾布呂克(Max Delbrück)曾說: 「大部分教科書交代科學發展史的方式都百分之百的愚蠢」

(德爾布呂克為1969年諾貝爾生醫獎得主之一,文句引用自: 陳文盛,2017。孟德爾之夢:基因的百年歷史。遠流。)

目前執教生物學的生物教師,是經由傳統教育方式,閱讀傳統教科書所培訓出來的,所以一夕間要老師們接受與進行素養導向的教學方式,讓學生能經歷科學探究過程,並能掌握科學發展的脈絡,是有極大困難的。換句話說,要老師教學生有自學的能力,老師自己要先具備自學的能力。

以下舉幾個例子,說明教科書或教師備課內容,在「生物學素養」、「科學發展的脈絡」與「跨科連結」上的不足之處,這些不足之處可以凸顯在推動新課綱的理念上,將有哪些阻礙。

生物學素養不足,學理基礎不紮實

為何學生甚至老師會覺得所學的生物學知識是片段的、無用的,常常是因為知道的知識太少了,所以知其然而不知其所以然,自然無法作概念延伸、推展應用。

新課綱的生物必修學分大幅減少,教師需要準備的教材範圍與深度更加縮減,會使這個現象愈加惡劣。舉幾個高中生物學教材中沒有說明清楚的問題為例:

(一)植物光系統之反應中心為何稱為 P680 與 P700?

植物光系統的反應中心稱為 p680 與 p700,p 代表色素(pigment),680 與 700 代表兩者的吸光峰值各為 680 與 700 奈米(屬紅光範圍)。但查看反應中心的吸收光譜,常可發現光系統的最高吸收峰落在藍光區域,為何仍用紅光範圍的波長命名? Find a suitable interlocutor and communicate in an anonymous online chat with the ability to send photos. Welcome to live cams girls for online communication and Dating with girls and guys without registration and SMS, completely anonymous!

圖 / Caleb Kwok @ pexel

(二)為何固氮菌好氧又怕氧?

參與氮循環的微生物中,包含具有固氮能力的固氮菌,其固氮酶易受氧被壞,但固氮菌常為好氧菌,一群需要氧氣進行代謝的微生物,為何存在著需避免被氧破壞的酵素,這樣的矛盾是如何產生的?

對科學發展脈絡的著墨與認識甚少

國內生物學科學史的相關資料很少也參差不齊,許多國內外教科書對科學史的描述既主觀又偏頗。若教師教學用的教材本身,就已不符合科學概念的發展脈絡,甚至是錯誤的,易給學生錯誤觀念。

舉幾個科學史交代不清或有錯誤的例子:

(一)孟德爾的貢獻為何?為何孟德爾的論文沒有隨即影響科學界?

教科書對孟德爾的豌豆雜交實驗的許多描述,並非孟德爾當年的實驗設計,例如孟德爾並沒有進行試交,也沒有提出9:3:3:1的比例。更有甚者,教科書內所謂的〈孟德爾的遺傳法則〉,可能不是孟德爾所提出。教科書中的描述,那些與孟德爾無關?哪些為錯誤或容易誤導師生的內容?為何有學者認為孟德爾的貢獻在於數學模式的發現,而非遺傳模式的建構?

(編按:如果有看泛科學就可以略懂略懂喔ㄎㄎ)

(二)魏修所謂之「細胞源自於原來的細胞」一句,有何生物學上的意義?

魏修提出「細胞源自於原來的細胞」,補充了細胞學說的內容,是生物教科書上介紹細胞學研究的重要一環,這句話有何意義?魏修是基於什麼觀察與結論,才提出此理論?為何魏修被譽為細胞病理學之父?

跨科知識不足,無法完整解釋生物學現象

許多生物學現象,是由物理或化學法則在主導,所以要完善地說明解釋,必須由物理或化學的性質為基礎來說明。但許多生物老師在大學畢業後,對於數學、物理與化學等科目的知識逐漸生疏,在面對生物學的疑難雜症時,只由生物學的角度去詮釋,限制了理解生命現象的完整性。

在此舉幾個需用物理或化學法則來解釋的生物學現象例子:

(一)為何以氧分壓代表血液中的溶氧濃度?

呼吸生理的課程中,有一著名的氧合血紅素解離曲線,該圖橫座標以氧分壓代表血漿中氧量,而縱座標代表氧與血紅素結合的飽和百分比;在描述肺泡與組織時,亦以氧分壓與二氧化碳分壓代表該血漿或組織液中的氣體含量。為何在呼吸生理學的領域中,常以分壓代表氣體溶於液體的濃度?這個問題必須用到高中化學課所學的亨利定律。

許多生物學現象是由物理或化學法則在主導,例如我們會用分壓代表血液中的氣體含量。圖 / qimono@Pixabay

(二)入球小動脈的內徑大於出球小動脈,為何會使得腎絲球的血壓較高?

教科書描述:入球小動脈的內徑小於出球小動脈,可增加絲球體的血壓。這是為什麼呢?生物老師常用多線道的馬路縮減成少線道,造成塞車為例說明,但這樣的解釋並沒有解釋壓力為什麼會改變。其學理機制為何呢?這個問題必須用到物理學的流體力學。

筆者於幾年前注意到高中生物的教學現場存在著以上的問題,就希望能從自己開始做起,再幫助其他老師,逐漸增加生物教師的專業。我自2014年發起了【生物學學理解碼運動】,以教師研習的方式推廣,今年初出了一本書 《生物學學理解碼:從研究史、生態、生理到分子生物,完整剖析39個高中生物學疑難案例》,自108學年度起也開始在校內開課,帶領學生在生物學領域中好好地作學問。若對上述的問題或對其他生物學疑難雜症有興趣,歡迎參加我舉辦的生物學學理解碼研習(怎麼變成業配文了)。

給學生的建議:如果你在學習生物學的過程中,遇到疑難雜症,可以先查資料並和老師討論,查資料時建議用英文的關鍵字,且最好以專業網頁或專書、甚至期刊作為查閱對象,最好多找不同來源的資料相互比對。若你覺得你所提的問題很有趣也很重要,歡迎提供給筆者,我正在收集生物學的疑難雜症主題,希望能妥善解碼,成為生物學教育的資源之一。

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