科學高興班

※ 高興班？會讓人很高興嗎？

其實不是，「高興」是「高度興趣」的簡稱。

我們已經有一套自然科學「教材」，還來不及製作成像「數學想想」那樣漂亮的書。有人說，這樣放著好可惜，不如先讓大家來「享用」；但在還沒編好「軟故事」之前，這些「硬科學」也許不是每個小孩都能消化的。 

※ 要資優生才能報名嗎？

當然不是，時下流行的所謂「資優」，並不是一個恰當的概念。每個孩子都是不同的：同樣是七年級，但可能還不耐煩反覆探索；雖然才四年級，也許已經樂於一再追問。但這不是天生資質的差異，而是因為各自處在不同的發展階段上。所以，重要的不是成績或聰明，而是對於科學問題是否真正有興趣。

※ 怎麼知道孩子是否合適參加？

參加這個「高興班」要通過一個面談，透過討論一些問題，以測試孩子是否處於「高度興趣」的階段上；測試的目的，主要是要確定孩子有興趣深入探究「科學原理」，與形成這些原理的思想；不是檢測他現有知識的程度，或接受新知識的反應速度。時下主流的科學教育著重「動手實驗」或「細心觀察」，但孩子是否有興趣動手或觀察，也並不是我們測試的重點。

※ 難道教育的重點不是在啟發孩的興趣？

　 為什麼只篩選有興趣的孩子參加？

如前所述，目前的「高興班」還在傳授「硬科學」的階段，等到「軟故事」編寫完成，完整製作成書後，就會開放給所有的小孩了。

※ 「高興班」的課程，有什麼特色？

　   和一般科學材藝班有何不同？

1. 反省「人的直觀感覺」

一般人以為科學要精確，不能講感覺，這是不對的。科學的出發點，是人對世界的直覺；依靠直覺，我們探究自然。
舉例言之，很多小孩以為「水越深，浮力越大」，這雖然錯了，但有一個對的來源：把木頭往水裡壓，確實會感覺越往下越難壓。從這個感覺出發，仔細澄清我們所感覺到的，並不是池水的深度，而只是「木頭擠出的水量」；透過這樣的反省，才能真正了解「阿基米德定律」（浮力等於排開水的重量）的真義。

2. 引發想像，提出問題 

問題永遠比答案重要。寧可提出無法回答的問題，也比只回答別人指定的問題更好。舉例言之，研究「彩虹」的時候，會問「正對彩虹走去，會發生什麼事 (能否穿過它)？」的小孩，比起那些只會講解水珠折射反射的物理老師，更像一位科學家。

3. 思想走在實驗的前面 

一般以為「動手實驗」最重要，但這是誤解：真正重要的，不是實驗操作的本身，而是如何設計一個實驗。所以，科學的傳統，總是「思想實驗」(即在頭腦中想像實際上各種可能遇到的各種狀況，並從中得到科學真理) 走在實際實驗的前面。因此在教學過程裡，在真正做實驗之前，也應該先讓學生猜測可能的結果，並充分討論各種猜測的理由，而絕不能不經懷疑地接受實驗的結果。

4. 探究原理，重視過程

從表面上看，科學只是在發掘自然現象，但科學的主要任務，其實是建立理論以解釋各現象之間的關係，以及其何以出現的道理。偉大的科學觀察家達爾文曾說過：如果不是心中懷有一個理論，我就不明白人們為什麼要去觀察。科學教育應該帶領小孩探究自然現象背後的原理，並充份體會探究的過程。

※ 「高興班」預期要帶給小孩什麼？

1. 增進自我反省的能力

俗語說：人貴自知；古諺說：人最大的敵人就是自己。我們一向透過日常生活或道德要求促使孩子反省，但最能夠培養反省能力的，其實是科學：經由一再澄清自己在科學問題上的迷思，小孩們將學到如何檢視自己的判斷，如何面對「理性vs感性」的挑戰，這樣便從根本上提升了自我反省的能力。

2. 掌握科學研究的方法

廿世紀最重要的知識論學者卡爾.波普耳說：(科學) 知識源自於猜想，而不是來自於觀察。「高興班」的孩子將親身走過各個科學創見的歷史，體會大師們的研究方法，並真正參與科學探索這種高級心智活動 (絕不只是動手操作，細心觀察而已)。

3. 透過批判思考學習經典科學

孩子們從正規課程裡學到的，或即將學到的科學知識，其實有許多盲點；例如教到心血循環的身體構造，只把它當做解剖學所呈現的事實，完全不提循環路徑的「設計」有其內在邏輯。「高興班」精選某些經典科學題材，涵蓋力學、光學、聲學、電磁學、生物學等等，讓小孩透過批判的眼光，學到這些知識的真髓，為將來上中學，上大學打好基礎。

「無辜」的「掛名」◎史英

「無辜」的「掛名」

◎史英

部長下台，不稀奇；被逼下台，也不稀奇；但一個「教育」部長，因為學術醜聞傳遍世界又謊言蒙混不成才「自動」辭職，就不是天天能遇到的事了。遇到這種事而不做一點評論，好像有違天意；然而，我打從心底裡就是不願意，倒不是說無論寫什麼都會污了我的筆（或鍵盤），只是覺得，對著一個糞坑大放厥詞，實在太過可笑。

有人問我，他們難道都不怕出包嗎？我說，如果大家都有「包」就不用怕了；有的人問，「學術界」怎麼這麼沒水準啊？我說，你看到的不就是水準嗎？但有一位朋友想得比較深，他問：都是學者嘛，當初也是名列前茅的優等生，怎麼會這樣？這似乎是一個好問題，事實上也不是每一個教授都會做這種事，所以，這之間的差別到底何在，倒是可以好好想想。

但一樣的，打從心底裡，我還是不願意去想這種問題；如果要想什麼問題，我當然是要想「讓人高興」的那一種，例如---有心室不就好了，為什麼還要有心房？這是還在台大教育學程任課的時候就留下的問題，那時候和幾位未來的生物老師研究「心血循環」的教學，十年以來一直放在心裡沒有忘記。最近，又是為了「科學高興班」嘛，就高高興興地把它撈出來，決定要認真解決它，以便為小孩提供一個在書本上學不到的觀點；但左思右想，終究不得其解，直到---直到那一天在河邊散步的時候…

那麼讀者諸君，願意暫時把「部長」放下，聽我講一講「教育」嗎？但為了講得好聽，還得容我話說從頭。話說那時候我們首先關切的是，那麼複雜的循環系統，又是體循環、又是肺循環，又綜錯交織，學生除了死背，還能怎麼樣？難道我們身上這一團亂麻似的循環路徑，就沒有一個「之所以然」的道理嗎？難道造物者就不能給個「說法」，讓我們可以一窺祂的偉大的創造的堂奧嗎？（這兒所謂造物者，是指整個大自然的、包括著演化的、那種無與倫比的力量）

其實，就只是這麼一個念頭，就把我們和傳統區分開來了：傳統的教學，特別是生物，好像只願意「描繪」生命的奧妙，卻不太想「理解」這奧妙背後的玄機。我們抱持著「明知剪不斷，寧可理還亂」的心情，在那個時候，就已經順利地「解構」了循環的路徑，如這張圖所顯示的：

如果讀者願意嘗試「設計」其它可能的循環路徑，就會發現，這個解構圖，其實是血液在各器官之間循環的一個「正解」（這也是教學設計的重點）；唯一讓人困擾的是，我們怎麼會有兩個心臟？如果所謂心臟就等於「泵浦」的話。但再稍稍多想一下就會發現，做為「長出來」的東西，為了「節約」，是不應該讓它們分處兩地的---把圖中的兩個泵浦移到一塊兒 （但不改變管線的連接方式），再用一個心形罩起來：

我們就看到心臟其實是由左右兩個「泵浦」構成，而圖中循環的路徑就正如人體真實的情況！

這樣，透過先解構、再建構的過程，我們就可以讓學生徹底理解：初看的那團亂麻，其實有著理所當然的內在邏輯；而面對造物者的偉大創造，渺小的我們也可以有所領會！

然而，凡事不能高興得太早：因為真實的心臟，並不是兩個泵浦，而是四個！負責體循環的左心，裡面並不是一個泵浦，而是由「心房」和「心室」兩個串聯的泵浦構成的；同樣地，右邊也是由「房」「室」這兩個泵浦合起來負責肺循環。這就產生了那個延宕了十年的問題：既有房，何必室？難道一個泵浦不夠力，必須得兩個先後接力？或者，這僅僅是某些演化過程的遺跡？

其實，問題的解決，是在一念之間。那一念是，應該堅持追問到底，絕不可以在盡到全力之前就兩手一攤說「它本來就長得那個樣子」，像那些急功近利 （例如一心想搶五年五百億）的傢伙那樣。所以，那天在河邊散步的時候，既然吃了秤砣鐵了心非想出個名堂不可，我就想，不能老是纏在「為什麼是兩個」上，而應該返回來想，如果真的就只是一個泵浦會怎麼樣。

一個泵浦？一個泵浦我是太內行了，從抽水到抽汽油，什麼事情沒幹過？重點就是要有單向的閥，便可以把液體擠或壓過去，於是腦海裡浮出這樣的畫面 ：

然後，只要把這個簡單的東西放到循環系統裡，不就萬事OK了嗎？然而，就在這個時候，正是在這個時候，河邊的景色倏忽遠去，眼前忽然被這個畫面（圖四）佔滿的同時，我在心裡大叫一聲：不行！真的不行！原來一個泵浦就是不行！這道理實在太簡單了---在一個充滿液體的封閉的系統中，一個泵浦根本壓不下去︱這和一般抽水的開放系統完全不同！

現在回想起來，之前思考這個問題的時候實在是太笨了；笨的根源，還是在我們這個教育體系裡培養出來的老毛病：不肯把事情放在「實際」的情境裡去想，總是用抽象的方式在舊經驗裡打圈圈。

有了這個突破，剩下的事情就簡單了：為了讓那個泵浦能壓得下去，可以讓管道充滿彈性而適時膨脹；或者要更有效率一點，就再加一個泵浦：

這第二個泵的作用，首先是容納第一泵壓過來的液體，接著它便可以把容納的液體再壓出去，讓它回到第一泵，這樣，就完成了一次循環。至於這第二泵應該安排在哪兒？同樣為了「生長」的節約，也為了血流的連續與順暢，最好的方式，恐怕就是把它推到「最後」，也就是落在第一泵的前面（圖六）。

這樣，這第二泵，現在可以把它叫做「房」；緊鄰的第一泵，現在就叫做「室」︱這正是我們心臟的真實構造：心房肌肉較薄，出力較小，心室肌肉強健，可以把血液送往全身；而所有相關的運作機制 （包括收縮時差，內壓變化與容積關係，等等），也就是生物課本，乃至大學生理學上講的那些複雜的學問，都可以用這個簡單的「道理」統攝起來---但課本上從來不談這些，他們甚至從來沒有想到要去問「既有房，何必室」這麼質樸的問題！

我當然非常高興；更高興的是，後來我們就把這些內容轉化成對話和討論的模式，在高興班教給五六年級的小孩，而這些小孩學得非常的高興！

這當然算不得什麼發現，也談不上什麼學問；但整個探究的過程，卻真的可以說是「動人心弦」。如果是一篇學術論文也經歷了這麼「高興」的過程，作者大概不會願意讓不相干的人掛名；如果某個學生做出這樣創新的內容而竟要老師掛名，老師大概也絕對不敢。並不是小氣、客氣、或怕別人說話，而是，面對這種「讓人動心」的「心智活動」，人自然而然地會有一種敬畏之情，絕不會以虛名或世故去褻瀆繆斯的詩篇！

這樣，對於前面提到的「學者怎麼會這樣」的問題，我們也許可以有一個猜想，那就是，無論是被掛名的，或是掛名了自己還不知道的，大概都很清楚那些所謂的論文到底是些什麼東西---反正不過就是塊用過即丟的敲門磚嘛，大家彼此幫襯，互通有無，禮尚往來，不是很自然嗎？所以，他們都覺得自己很無辜！

那群人的問題，並不僅僅是沒有道德，更根本的，是沒有學術！大家奇怪學者竟有如此行徑，那是因為不明就裡；如果明白做學問應該是怎麼回事（之所以要以淺近的問題、如循環和房室等、來模擬說明），大家就應該問：咦？怎麼沒看到學者？總之，糞坑的問題，並不在其難聞或難看，而在那坑裡實質的內容！