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把實驗課程當成S.O.P.來操作的科學教育

葉綠舒
・2015/11/15 ・2982字 ・閱讀時間約 6 分鐘 ・SR值 481 ・五年級
Separatory funnel with oil and colored water
分離染色水與油 Separatory funnel with oil and colored water “Separatory funnel with oil and colored water” by PRHaneyOwn work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons.

教書十多年,也帶過不少實驗(目前還是一門實驗課程的主課老師),個人覺得「植物色素的萃取與分離」是帶過最棒的實驗。這個實驗要將葉片中的四種色素分別提取出來:葉綠素a、葉綠素b、胡蘿蔔素、葉黃素。每次帶這個實驗,總要忙上一下午。

其實這個實驗失敗率很高,不同的溶劑萃取有一定的順序、前面的步驟有些地方又不能用力搖晃,後面的步驟則需要壯丁用力搖晃混合…每次帶完實驗,估計大概至少有三分之一的組別無法得到全部的四種色素、或是提取的色素純度不夠。

但是,除了呼吸乙醚會造成麻醉老師的副作用以外,我最喜歡這個實驗。為什麼?因為往往在失敗的實驗裡,操作者可以學到更多。

不過,每年帶這個實驗時,我總會發現,同學對於實驗失敗感到非常的不安。

學生會一直問我:做不出來怎麼辦?這樣報告要怎麼寫?

一開始我以為同學是為了實驗沒有結果而擔憂。畢竟實驗課的實驗都是「一定會有結果」的實驗,而且會有怎樣的結果也都已經很清楚。

後來我才發現,主要擔憂的部分是「報告」。同學們擔心,實驗做不出來,報告會被當,影響成績。儘管再三強調「報告的成績」與「實驗能否成功再現預期的結果」無關,同學們依舊惴惴不安。

後來,在與主課老師聊天時聽到,學生在撰寫實驗報告時,最不會寫的部分是「討論」。有學生每週都寫「微量吸量管需要校正」,寫到後來,老師忍不住在後面寫:第一週不是有教大家怎麼校正了嗎?

一年一年過去,發現進來的學生,有些竟然高中三年沒有做過實驗。後來,自己的孩子也進了高中,發現雖然是號稱東部最好的幾所高中之一,但卻沒有分一點時間給實驗課程。

當我發現連東部最好的高中之一都沒有實驗課程時,我心裡起了很大的波瀾。什麼?這樣怎麼可能讓學生對科學有興趣?科學最有趣的部分就在實驗啊!

但是,在網路上混久了,慢慢認識了不少在中小學執教鞭的同行,才發現,科學教育似乎有很大的問題,尤其在實驗課程這部分。

這次為了泛科知識節的科學教育專題,我做了一個小小的、極度不正式的調查。說既小又不正式,是因為貼在臉書上,大概也只有認識我的人、以及敝校的學生才會來寫吧。

在101位填卷者裡面,有32位高中沒有上過實驗課,接近三分之一。其他三分之二的填卷者裡面,有51位每週只有二小時的實驗課程。即使另外將來自北北基的32位填卷者的資料拉出來看,也有四分之一高中沒有做過實驗。

在做過實驗的群組中,可以看到高中的科學課程其實是非常粗淺的,大約就是解剖青蛙而已。至於沒有做實驗的群組中,大概都是因為「沒有時間」,所以「看看影片」。

沒有實驗課的原因

為什麼會沒有時間呢?

筆者的觀察,大概有兩個主要的原因。

其中一個是因為升學主義掛帥,因為成績考好最重要,而實驗課往往要用上至少兩小時,因此就自動被老師借去上課了。不過,有些實驗考試還是會考到;這時就是影片派上用場的時候了。看看影片、背背結果,反正只要考試考好,其他都不重要。

另一個原因,則較常發生在偏鄉,就是師資不穩定。筆者在偏鄉教了十幾年書,觀察的結果令人心驚。有許多偏鄉的學校,因為種種原因,不得不大量進用代課教師,造成有學生小學六年,導師都是由代課教師出任;筆者有學生,高中三年換六個英文老師的情形。

為什麼用這麼多代課教師呢?一部份的問題是經費缺乏,另一部份則是長期城鄉發展不均所造成。由於聘任正式教師還要考慮到未來的退休金等等,使得許多縣市不敢聘任正式教職,而僅以年年徵求代課教師來解決。城鄉發展不均造成資源集中在北部,使得除了少數因為家庭考量而志願留在家鄉的教師以外,其他的教師幾乎都在尋求到北部任教的機會。如此一來,許多在偏鄉的教師幾乎都是初任教師;而這些初任教師中,有些也還在努力尋求回到北部的機會。在經驗不足及/或心不在此的狀況下,教師不求有功,但求無過,又怎麼可能會願意去花時間帶實驗課呢?

當然,隱藏在後面的原因是:中學的科學課程並不像大學,會特別規劃出實驗課。雖然課本有規劃出實驗課程,但是課程中沒有特別規劃,也就使得實驗課格外的成為一種「良心事業」了!

沒有實驗課程,造成對科學沒有興趣的學生變多了,也使得我們的國民對科學的理解程度日益低落。造成的結果就是近年來偽科學日益盛行。我們的國民無條件的接受一切號稱是科學的「實驗結果」,絲毫沒有打算要去檢視實驗規劃的企圖;甚至有些人認為只要有「化學」兩個字都是不好的,無視於整個宇宙,包括我們自己在內,都是由化學元素組成的。

把實驗課程帶回中小學的課堂只是開始

要扭轉這一切,要先把實驗課程重新帶回中小學的課堂。但是,讓實驗課程重回課堂,只是第一步。怎麼說呢?

目前中小學的實驗課程,並不重視思考,僅流於單純的操作。在筆者所做的小小問卷中,也有幾位填卷者對這個問題表示了意見:包括:

–高中的實驗根本感覺就是玩玩而已 不會寫實驗報告
–沒有什麼做法上的討論空間,就像照著食譜一樣把結果做出來,幾乎不是問題導向的實驗,所以我對那時的實驗課感覺無聊

如果只是單純的把實驗的操作帶回課堂,對學生並不能產生任何啟發的作用,也不是科學教育。就像照食譜煮菜人人都會,但要成為大廚非得拜師學藝、努力用功不可,科學精神的培養與科學方法的學習,才是科學教育的核心。但是,我們的科學教育,卻是「武科文教」,只注重知識的傳授,連實驗課程都寫好了S.O.P.來讓學生「按表操課」,完全忽略了實驗的核心並不在於操作,而在於好奇心與科學精神的培養,以及科學方法的學習。

如此一來,學生只學會了如何操作實驗,卻沒有機會去發展好奇心,更不用提到學習科學方法以及培養科學精神了。

結語

華人的文化中並沒有系統性的發展自然科學的歷史。不論是數學、物理、化學、生物等,都是在十九世紀以後直接由歐美等國引進的「洋貨」;也因此,科學教育究竟該如何教,對華人來說也是一種全新的體驗。

但是,若只是一味地武科文教,科學精神便無法在華人社會中紮根,也造成了過去這些年來,種種偽科學在臺灣社會中盛行的怪現象。要能讓科學真正在臺灣社會中紮根,必需要先能培養出真正的科學精神、學習到真正的科學方法。

記得一位同業曾跟我提及,臺灣人在PISA以及奧林匹亞競賽中,經常在數學一項奪得佳績,但卻沒有多少臺灣人成為偉大的數學家。事實上,不只是數學如此,我們能夠在其他自然科學項目上得到極其重要的成就的科學家,也往往都不是在臺灣本土培養出來的。歸根究底,就是因為我們的科學教育是武科文教,把公式、定律一一死背,連實驗也寫好S.O.P.,老師講完實驗步驟,學生按表操課,究竟為何有這個實驗,老師不教(可能也不懂)、學生更不懂,所以我們的教育,只是教出一批批懂得操作實驗的技術人員,卻沒有教出發明家;因為不懂科學精神與科學方法,也就難怪偽科學在台灣如此猖獗了!


本文原發表於 All about teaching… 

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文章難易度
葉綠舒
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做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。


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《輝瑞登月任務》:人類如何拯救自己之資本敘事角度(正向意涵)

天下文化_96
・2022/04/15 ・4525字 ・閱讀時間約 9 分鐘

輝瑞 BNT 疫苗

之前臺灣熱議的 BNT 疫苗,其實是輝瑞與 BNT 合作的。核心技術由 BNT 開發,輝瑞承擔早期研發成本,如果沒有成功,BNT 不用還錢,如果成功,再從 BNT 的獲利中扣。

圖/Pixabay

這是人類史上第一支 COVID-19 疫苗,最早完成試驗、最早被英國 EUA 通過,也是最廣泛使用的疫苗之一。

這次人類快速的在遇到 COVID-19 疫情後,竟能前所未見的,在一年內研發出有效的疫苗,達成科技突破、大規模製造、大規模施打,這是一次很成功的「人類拯救了自己」的全球協作行為

人類如何拯救自己:四種敘事

究竟這個快速且高效的協作行為,是怎麼做到的?了解這個,我們才能對自己所身處的世界有更深的認識。天下文化這波引進的四本關於疫苗研發的書,剛好是四種不同的敘事。

所謂的敘事,就是描繪事情的方法。例如共產主義是一種敘事,民主自由論述也是一種敘事,各種主要宗教也都有自己的敘事。敘事是人類傳遞概念的方法,也是了解世界的重要架構,越多人相信的敘事,就越有力量。

這四本關於疫苗研發的書,其代表的敘事分別為:

  • 《疫苗商戰》:記者角度敘事
  • 《輝瑞登月任務》:資本敘事(股份有限公司敘事)
  • 《疫苗先鋒》:學者敘事
  • 《BNT 光速任務》:小型生技新創公司敘事

這些敘事,提供了我們不同的角度,去理解一次人類史上了不起的突破與協作。其中《輝瑞登月任務》所代表的資本敘事,可能是最容易被忽略,卻最值得我們帶著歷史感去閱讀的。

資本的正負面意涵

「資本」這兩個字,往往被認為有負面意涵,從馬克思對資本主義的批判,到今天普遍反商反財團的輿論,都是如此。

但就歷史的觀點來看,人類開始能以「股份有限公司」形式匯聚資本,並從事全球化商業貿易,是件很偉大的事,即使一開始有些不堪的過去,時至今日,卻成為支持全地球人類生存最重要的支柱之一。

生產食品的雀巢、生產日用品的聯合利華、生產晶片的台積電,全部都是以「股份有限公司」匯聚起來的資本。研發並製造出人類第一支 COVID-19 疫苗的輝瑞大藥廠,也是。

這本書,就是輝瑞以自己的角度,說明新時代的資本,是如何以對人類的終極關懷為動機,由單一公司發動,整合全世界的資源,鎖定適合的疫苗技術,為技術研發與供應商們承擔財務風險,用前所未見的速度,開發出產品、大量製造、全球配送的。

輝瑞故事的特殊之處

一般人可能會認為,「本多終勝」,有那麼多錢,當然可以做到。但事情並不是那麼簡單的,我們可以想想幾個問題:

  • 根據統計方法與時間不同,輝瑞通常都在世界前五大藥廠之內,有時還是世界最大藥廠。這麼大的藥廠,最怕毀滅性的公關事件,也希望能控制風險、減少股價波動。為什麼他們會選擇衝第一線做疫苗,而且把公司商標壓上去,而不是使用子公司或次品牌?畢竟新藥物失敗,或者臨床試驗成功,但在真實世界卻造成問題而下架的,在製藥界並不罕見。
  • 在這次的全球疫情,傳統疫苗大廠,如葛蘭素史克、默克、賽諾菲,都沒有自己的 COVID-19 疫苗產品,部分是因為研發失敗,部分是因為預測疫情可能如 SARS 一樣很快結束。為什麼輝瑞卻賭上了研發這條路?
  • 輝瑞總裁 Albert Bourla,也就是本書作者艾伯特·博爾拉,在 2019 年沒有疫情的時候,公司就已經給了 5.1 億新台幣的薪水。假如是你,在 2020 年疫情爆發之後,會怎麼做決定?是想說競爭對手都沒打算積極研發疫苗,其中必有詐,不要自己賭下去,燒掉公司的現金水位,成為唯一的輸家,乾脆好好打個安全牌,領個差不多的薪資就好?或者,你認為自己有獨到眼光,決定把全公司操到極限,拚一個歷史定位,失敗了被檢討,黯然下台也沒關係?

而且,本書作者艾伯特·博爾拉本人,並不是醫師或商管出身,而是獸醫出身。32 歲才加入希臘輝瑞,40 歲才移民美國,他的英文有著很重的口音。今天一家根基於美國的世界級跨國藥廠,真的這麼多元化了嗎?這樣世界級的企業,真的成為一個以人類福祉跟價值為驅動力的資本力量嗎?

Albert Bourla on why mRNA technology was “counterintuitive” to producing an effective vaccine/YouTube

光是這些問題,就很值得我們閱讀本書。帶著這些疑問去閱讀,也會增加很多閱讀樂趣!

阿特拉斯繼續扛

1957 年出版,說明企業家重要性的知名右派小說《阿特拉斯聳聳肩》,是在說如果這些商業力量逐漸消失了,世界將會崩潰,就像是扛起世界的阿特拉斯,如果決定聳聳肩,把肩上的地球放下來,那人類就慘了。

圖/Pixabay

《輝瑞登月任務》,就像是《阿特拉斯繼續扛》,而且是用這個時代的平等價值、多元實踐,在 65 年後更複雜的規範與監管與國際政治下,下定決心,繼續扛起全世界。

這次輝瑞的疫苗計畫,其標語是 Science will win. 科學終將勝利,但讀完全書,應該都能理解到,其隱而未顯的潛台詞是:「科學(當有輝瑞這樣的大藥廠資本支持時)終將勝利」。

Science Will Win / YouTube-Pfizer

新時代資本敘事:平等、多元、社會責任

我很享受閱讀這本書的過程,因為我曾懷疑過,以股東權益為基礎的股份有限公司,真的能夠與各種進步價值深度融合嗎?像是平等、多元、社會責任等價值,會不會與公司利益成長有本質上的衝突。而在兩劑 AZ 後,打了輝瑞 BNT 加強劑的我,讀了本書,也查閱了輝瑞破記錄的營業額成長(從 2020 的 417 億美金成長 92% 到 813 億美金),我個人很被輝瑞的這個新時代資本敘事打動!

單純的二分法,如左派跟右派、民主黨或共和黨、支持川普或支持拜登,可能已經不是很有效的敘事模式。

像是本書作者,作為第一代移民,書裡甚至有一章專門講平等,加上發布疫苗第三期試驗結果的時機又選在川普連任的美國大選之後,我們可能會猜,作者應該是偏民主黨的。但如果上網查,你會發現其實作者的政治獻金幾乎都是捐給共和黨,支持藥價自由。

這世界比二分法複雜得多,我們在不同的角色,會有不同的價值,在不同的議題上,也會與不同人合作。因此,一個以進步價值驅動的大型跨國藥廠,是可能的;一個拯救了世界的資本力量,也是可能的。

(對了,輝瑞之外,AZ、BNT、莫德納,也都是公司,也都是資本力量。)

一些本書的限制

最後,說說缺點。這本書當然是有缺點的,或者我們該說「特點」。

首先,本書作者畢竟是輝瑞的執行長,你可以想像,輝瑞的法務跟公關絕對是看過全書「好幾遍」,修掉各種可能的法律糾紛與公關問題。所以,我們不用期待他會公開批評誰,或詆毀誰,事實上全書連負面語句都很少。不過,作為一個讀者,知道這樣的前提後,學會從他對不同政治人物與公司的評論,從委婉程度不同的語句中,去推敲作者與輝瑞公司對特定政治人物或公司的好惡(如:川普、川普女婿庫許納、友商莫德納等),也是很有意思。

其次,雖然有專章介紹以色列與輝瑞的合作,但作者避談以色列的疫苗價格、不提納塔雅胡低迷的支持率可能是他高價買疫苗並送出全國病歷資料的動機只談以色列想送巴勒斯坦疫苗卻沒提到與巴勒斯坦之間的戰爭。可以理解的是,書要代表公司,這部分捨去我可以接受。相關資訊,有在追國際新聞的,大概都知道。

最後,全書沒有提到臺灣 BNT 疫苗的爭議,因為 BNT 事前就把中國與台灣的研究開發權與經銷權賣給了上海復星,而這部分是輝瑞無法介入也不適合介入的。作者一定知道這個爭議,應該也有他自己的想法,但最後並沒有出現在書中,這畢竟是一個「講得好沒有賞,得罪人會出事」的主題,期望值為負,完全不提當然是個合理的決定。

總之,本書提供了一個跨國企業與 CEO 的視角,如何用資本力量研發人類第一支 COVID-19 有效疫苗,光是這點就值得看,也是本書的主要意義。那些更為尖銳的話題,就留待更多的優秀記者,替我們挖掘了。

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