用怎樣的科學教育---決勝未來

2010天下雜誌教育特刊，書名就叫--科學教育決勝未來。書中的主要論點是:過去百年來，人類的生命(健康、平均壽命)，財產、生活方式都增加、改善了，追究原動力，非經濟也非政治，而是科技，可以預測的是未來科技的影響力將更大。任何一個國家只要想在競爭激烈的世界中勝出，誰都不能忽視科技！決戰科學教育已成為世界教育的趨勢：日本將培養數理人才，列為國家重要的任務；北京四中的科學課開到四川衛星基地、戈壁大漠、北極冰地做實驗；美國歐巴馬總統大聲疾呼，他要用科學救經濟。在這場科學教育大戰中，台灣的對策是什麼呢？我們要拿什麼樣的科學教育和其他國家決勝未來？
科學教育之光
剛結束的2010第七屆國際國中科學奧林匹亞競賽，我們的小將拿下4金2銀佳績，在35個參賽國中排名第一 (這裡)；2010英特爾國際科學展(ISEF) (Intel® International Science and Engineering Fair，簡稱Intel ISEF)，在來自全球超過50個國家、1500多位優異的總決賽參賽者中，台灣學生們表現傑出，總共有9位學生囊括了7項大會獎，得獎率為87.5%，遠勝於參賽各國平均30%的得獎率， 這也奪下世界第一（這裡）。台灣的孩子們在各項科學競賽上表現如此優秀傑出，是否表示我們的科學教育是成功的？具有競爭力的？在這些光鮮亮麗的背後，其實有著大片的陰影，這陰影可能才是決勝與否的關鍵！
亮麗背後的陰影

2009 PISA（國際學生基礎讀寫能力計劃）成績，台灣排名落在上海、香港、新加坡、韓國、日本之後(這裡)。PISA的評量焦點在於年輕人能否使用習得的知識技能，面對真實世界的挑戰而非僅是學校課程的精熟程度；PISA的目標不在檢驗過去學到什麼，而是運用所學的知識與技術面對未來新環境與新挑戰的能力。這結果顯示：台灣小孩面對未來的科學能力是輸給亞洲主要國家的。也許我們會說：PISA不能代表什麼，美國考得比我們還差，美國的科技還不是嚇嚇叫！
高成就，低興趣，低信心

 但另一個現象卻不得不擔心：台灣學生在科學方面有明顯的「高成就，低興趣，低信心」傾向。在一項關於科學的調查中，當被問到想不想成為科學家時，有82.3％的學生說No！這表示8成的學生不認為自己有能力當科學家，也沒興趣成為科學家；我們的科學教育讓學生覺得：科學是艱深、困難、高高在上的事，科學是少數菁英才能做的事，科學與我無關！
科學盲出現在每一階層

這種害怕、排斥科學的心態，呈現出來的結果是：整個台灣社會充滿「科學盲」：不思考、不質疑、不討論，盲目接受別人給的資訊，比如：當日本傳出「吃香蕉可以減肥」的說法，第二天一堆人狂掃相蕉；不要以為只有愛美女子才如此盲目，看看「生命的答案水知道」這種偽科學竟然可以成為生命教育的教材，大喇喇出現在教育部的生命教育網站（這裡），全國各級學校熱心推行，這不可思議的現象告訴我們---「科學盲」不是市井小民的專利，所謂的高級知識份子也不遑多讓呀!
科學教育---訓練有素的黑猩猩？

到底我們的科學教育有著什麼樣的問題，以致造就那麼多在世界各種競賽中露臉的菁英，又培養出分散在各階層的「科學盲」？每次我在上神經系統時總喜歡給學生看「黑猩猩做智力測驗」的影片（影片如上），學生總是目瞪口呆：好厲害啊！做得比我還快！是的，我們的學生出去參加競賽時，美國人可能也是這種反應吧！我總是告訴學生：黑猩猩是所有動物中最聰明的，所以可以學習算算術；而且腦力經過不斷的訓練是可以進步的；但黑猩猩只會做簡單的記憶、背誦，沒有自己的思考，所以看起來比人厲害，但最終還是受制於人！如果我們挑出菁英來集中訓練，的確可以在比賽場合中奪得亮麗的成績，但花了這麼多的時間、金錢(獎勵金很高的)訓練出來的金牌選手，後來呢？在教室中我們的課程集中在訓練學生記憶科學知識，練解題技巧，好讓他們在大小考試中奪得100分，滿級分的光環，獲得讚美的掌聲，然後呢….？我們可以靠這個去決勝未來嗎？答案一定是不行的，黑猩猩主窄世界的事情在可預見的未來不可能發生！
那麼我們到底需要什麼樣的科學教育？首先要釐清何謂科學---
科學---思考方式與做事方法
科學當然包括那些你恨之入骨的定律、公式（科學知識），也包括讓你目瞪口呆的技術與產品（科技），但更重要的是：科學是思考方式與做事方法。如在「生命的答案水知道」的例子中，科學的訓練會讓你思考、質疑：這些照片是怎麼拍來的？怎麼證明結晶形狀和意念有關？不施予任何意念時，水的結晶是什麼樣子的？….只要你會思考、會質疑就不會盲目接受了！科學更是做事的方法：科學方法本來就是分析各項資訊後，規畫行動步驟並按部就班執行。如蘇澳大水災，如果當政者是有科學素養者，會採一套標準作業程序發佈停課、救災方式…災後會有科學方法鑑定災難發生的原因及以後的因應辦法，而不是任由眾人的口水、淚水氾濫成另一場洪水。科學是理性的思考方式與做事方法，理性的態度比船堅砲利更重要！
發現問題比找到答案重要
既然科學不只是知識與技術，那麼科學教育就不該只是背誦、記憶科學知識---那是前人已經找到的答案。科學教育應該是陪伴、指導孩子「發現問題」的旅程。其實科學教育中最困難的不是找到正確的答案而是提出好的問題！你不信嗎？再難的題目都會有學生考100分，但若讓學生自己出問題考別的學生(或自己)，有幾個學生能出像樣、需要思考才能作答的題目？更甚者有幾個學生能找出課本或考題的錯誤？如果這樣簡易、明顯的提問都不會，期待他們發現自然界隱藏的奧妙那就是天方夜譚了！
我們的教育太重視「正確答案」、「標準答案」，「標準答案」的危害在於：如果你相信只有一個標準答案，你不只會停止尋找，在你有了一個標準答案後，你會停止思考；當你停止尋找與思考，科學就死亡了！洪蘭教授疾呼「摘去標準答案的魔咒」，我們也都聽過「標準答案死得快」的故事，但我們的教育在做的卻正是:用「標準答案」謀殺學生的創意，澆熄學生的好奇心，堵住學生好問的嘴巴！
點燃孩子的科學熱情---好奇與自信
我們的另一個更大的隱憂是學生對科學沒興趣、沒信心。怎麼樣讓學生對科學有熱情呢？其實教育單位也用盡苦心，如科奧或國際科展都用「加分」或「獎金」等實質的獎勵來吸引學生參加投入。但就如Dan Pink在「令人驚訝的動機科學」（TED演講這裡）所說的：「因果」式的獎勵在有簡單規則，並有清晰目標的工作上很有效；但對於答案並不在那裡，你要到處看去尋找靈感的真正難題，實質的獎勵只會收窄我們的視線，限制了可能性，並沒有辦法達到獎勵的功效！對於科學---這種需要自己去尋找靈感的真正難題，我們需要的不是實質的獎勵，而是「點燃內在的動機」---我們想做事，因為它能產生影響，因為我們喜歡，因為它們有趣，因為這是重要大事！怎麼樣才能點燃孩子的內在動機呢？這就是老師的挑戰---想辦法讓科學更有趣、更生活化、更簡單、更容易親近….重新開啟孩子的好奇心，建立孩子的自信心！
事事皆科學、人人都是科學家

我最近迷上照相，常常有人看到我的照片時說：你在國外照的喔？你有單眼相機喔？其實生活中處處有美景，小小、輕便的數位相機更能讓你隨時隨處捕捉感動；科學也一樣---生活中每一件事都是科學，每一個人都可以進行觀察、探究，每一個人都是科學家！這就是我的科學教育夢想！

用什麼樣的科學教育 決勝未來

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