2015年11月15日 星期日

把實驗課程當成S.O.P.來操作的科學教育


圖片來源:wiki
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?而正式教師不願久留,也使得有些學校經常有師資青黃不接的問題,也不得不以代課教師暫時替代;更加深了這部分的問題。

除了上面的兩個原因以外,另一個隱而不見的原因是: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!

2015年11月12日 星期四

103級生物化學之差異化教學

大家通通都完成了~
2015/9/18
2015/11/12

昨天有同學問我,看到一天天慢慢滿起來,會不會有成就感?

當然會,不過老師有一點點貪心,總是希望可以早一點看到這張圖,而不是要等到最後一天。

問卷總共有24位同學回答(24/33,72.7%),其中

70.8%的同學同意這個教學法比傳統課堂教學法有幫助。







83.3%的同學願意或非常願意再使用這樣的教學法。所以我們下學期會使用這樣的方式...

問卷上有些同學提出了一些意見:
1. 請問可否先開放PPT的部分,方便一次列印。謝謝老師
2. 錄音的音質方面希望能夠提升,以便於更舒暢的聆聽
3. 在錄音器材方面可以在穩定一些,有時候音量會忽大忽小又或者是不清晰。 這樣的上課方式學習起來還算滿輕鬆的,不清楚的地方可以自己在看,一班課堂可能老師講過之後就又忘記要問什麼問題,而且馬上就能做測驗複習,感覺上學習效率有增加
4. 這種教法我真的覺得比老師在台上揮灑好幾個小時的汗水,還要好多了 雖然通常對學生相較之下比較好的教法 麻煩的都是老師 ....

老師的回答如下:
1.關於器材,因為當時只有自己買的耳麥,效果差很多。下學期的部分會重新錄製。
2.PPT下載問題:當然可以...
3.這類的教法其實對老師來說真的有點累,不過教學的目的就是要大家可以了解,只希望大家可以好好學習。

【104-2學期的做法】

目前預定課程會在開學前一週陸續上線,一樣是每段10-15分鐘左右,每段課程結束會有測驗。通過測驗才能看下一段。

開學後每一週都會有小考。最後還會有大考。

課程測驗佔30%,小考總共佔30%,大考佔30%。

咦?好像沒有到100%?

是的,因為另外的10%是給努力參與獎的,只要每週的進度不是都趕在最後一天完成,就會有努力參與的分數。依照103-2學期的進度來看,課程總共有六週,所以每一週有兩分。

注意到超過10%了嗎?老師會設定這部分,是希望大家能紮實的學習,不要總是等到最後一天才自己在線上飆課---放了影片就是希望大家可以按部就班學習,如果還是等到最後一天在那裡飆課,這樣設定的意義就打折了。

【更新】下學期的考試進度表出來了!

2/25 考試(glycolysis unit 1-4)

2/26 考試(fermentation and PPP unit 5-8)

3/3 考試 (NAD and gluconeogenesis unit 9-11)

3/4 考試(glycogen metabolism unit 12-13)

3/10 考試(Feeder pathway unit 14-15)

3/11 考試(Metabolic regulation-glucagon unit 16-17)

3/17 考試(Metabolic regulation-insulin unit 18-19)

3/18 考試(Metabolic regulation-other aspects and Citric acid cycle unit 20-23)

3/24 考試 (Oxidative phosphrylation unit 24-27)

3/25 考試 (photosynthsis-light reaction unit 28-30)

3/31 考試(photosynthesis-Calvin cycle)

4/1 考試(Carbohydrate synthesis and Final)

2015年11月6日 星期五

請放下手上的剪刀

圖取自網路

上了大學,就要學做大人。請家長也放下手上的剪刀。

我們有家長來學校要求他的小孩不要考游泳檢定,因為算命的說他命中不可以到水多的地方。(OS:不學游泳,真的不適合到水多的地方。不過坐飛機、火車也有可能會失事掉到水裡喔!)

我們有家長要求讓他的孩子上中文版的專業課程。因為孩子英文不好。(OS:那小時候他中文很不好的時候,為什麼不大人一起跟他比手劃腳就好?)

小時候幫他剪菜剪水果、長大後幫他送書送作業到學校,連上了大學都要干涉他的學習,您確定您真的會活得比他長嗎?通常父母活得比孩子長被認為是種不幸啊!

我的小孩我從來沒有幫他用剪刀剪過食物。(OS:牙齒是做什麼用的?)他們小時候忘了交作業,老師打電話來要我送,我說,他自己忘記是他的錯,請老師處罰。

上學功課不好,我跟他說,如果你被退學,我不會再支付你的學費。

請家長們放下手上的剪刀。有形的,以及無形的。

英文真的很重要


昨天發現有不少同學到大二,連教科書上面的重要的英文名詞,還不願意花時間去記得。所以雖然是「生物化學」課,還是花了一點時間講英文的重要性。

簡單來說,對於生物醫學的專業科系來說,不會英文,不是只有考試會被當的問題而已;我知道有些大學的生科系教科書用中文、考試用中文,但慈大一直堅持用英文,主要不是因為要為難你們(老師們沒那麼變態),而是因為這是你最後一次有時間可以把英文練會練好。

世界一流的期刊,都是用英文寫的。除非你將來沒有要走生物醫學的專業領域,否則你英文不會,就只能等別人翻譯給你看。雖然現在科普網站很多,臺灣有PanSci、CasePress、科技大觀園、還有許多私人的(包括敝人在下以及陳俊堯陳老大的)部落格,大陸有果殼網等提供科普資訊,但是這些部落格都是提供作者自己感興趣的部分,以及目前比較熱門的話題;不見得有你感興趣的話題。所以,英文看不懂,就只能賭運氣看別人會不會翻給你看。如果要等新聞?別忘了,世界上有三大不可信「英國研究、中國製造、臺灣報導」,你真的要看臺灣的報導嗎?

同學常常會說:可是我英文不好啊!這句話我完全不接受。沒有人生下來就會任何一種語言,你的中文/台語也是一句一句學會的,學語言,關鍵在於你願不願意投入時間。如果你主觀上就已經抗拒它、動不動就說自己英文不好,那有再多英文學習的資源也沒有用。網路上有非常多語言學習的資源(請點選連結 ),原文書上面的英文其實句法都很簡單,甚至還有同學到大四覺得自己一般的英文退步了,要在去修英文的學分,所以專業書籍裡面的英文到底以多難?只是自己不願意去學罷了。

我高中的英文也不怎樣,但是後來一直接觸、閱讀,現在容易的期刊論文幾個小時到半天可以看完一篇,難一點的大概兩三天,當然如果要上台報paper還是要花更多時間去準備,但是要看懂大概只要幾小時到幾天。關鍵在於有沒有心要去學。

如果真的不願意去學英文,那麼這一生只能在講中文的區域移動,工作也會受到限制。如果拒絕學英文,建議不要再念生物醫學相關科系,因為就算可以靠著中文書念畢業,將來一輩子還是趕不上別人。

p.s.專業英文只是字比較討厭而已,可以參考敝人的部落格「有邊讀邊學生物英文」。