歷屆大一學生專題的共同問題(給一籌莫展的你)

我不否認有些同學的觀察與議題搜索經驗就是近乎於零，所以要他在短時間內成長蛻變是有點困難的事。所以無論我打多少比方，給多少建議，有些同學就是死水一灘，兩手一攤，不知道該怎麼辦。為了讓課程進行順利，以下是我給那些自認為觀察能力很差、提問能力很差、資料搜尋能力很差，然後也很難把眼前現象與大腦中的片斷知識連起來的同學的專題方向建議： 

1. 不要忘了人類是哺乳動物，是兩性生殖動物，當然是靈長類動物：這意思就是說，人類本身是很適合拿來探討一些行為學議題的。文獻也多，研究方法也多(未必要花錢)，只是說使用人類來做一些實驗就一定要遵循很多細緻的研究倫理規範，不能惡搞。
2. 去逛逛水族館、爬蟲店、昆蟲店和園藝店：我發現有很多考上生物相關科系的學生居然會連逛寵物店都沒經驗(都不想說了)。這些地方至少可以提供你一個機會在短時間小空間內看到大量的生物。而且這些生物都已經被商品化以後，你並不需要擔心＂找不到足夠的實驗材料＂。但是你需要一定要做足功課的是爬梳這些生物的馴養與育種歷史、以這些生物為材料的研究，以及做實驗需要遵守的倫理。此外＂養殖與販賣＂的世界與＂科學研究＂的世界不太一樣，會有很多習慣、解讀、資料來源與術語的差異。所以請記得你是生物科學系的學生，除了學習怎麼把這些生物養好之外，也要小心判斷你所聽到看到的訊息，因為有些生物養殖的世界有很多個人經驗及以訛傳訛。此外也不要天真地把＂高密度圈養下的行為＂當成＂正常行為＂。
3. 去書店或圖書館看書：不要只坐在電腦前自以為在搜尋資料。很多學生根本沒看過幾本正經的科普書，所以知識範圍很窄，很薄弱。很多時候你就是需要去書店與圖書館看書，因為你在書店與圖書館的分類書櫃中就是有可能發現你前所未見的書，你從沒想過沒碰過的知識，在那樣的環境中你就是比較容易被啟發，然後得到一點靈感。
4. 嘗試重現前人的實驗：其實在我的課程上，我是允許學生去重現前人實驗的。為什麼？能夠創新的學生是很少的，多數人能夠做到重現與模仿前人成就已經難能可貴。所以如果學生能夠從自己感興趣(但要吻合課程方向)的議題中找到操作與方法不太花錢且可行的實驗，那當然也是一個方向。

總之不要只坐在電腦前上網，想要撿現成找別人做好的，然後成天腦補一些邏輯破洞一堆的東西，這真的不行。

歷屆大一學生專題的共同問題(有些點子為何成功？)

 

講了一堆問題後，來跟大家聊聊有些學生的＂點子＂為何是有可行性的？為何是做得下去的？他們的點子與提案吻合了那些要件呢？

1. 弄清楚＂問題導向型＂與＂分類群導向型＂議題的差別：所謂的問題導向型議題就是說，只要你對某件事有興趣，不管使用那些物種當成研究材料，你都願意做。例如你對婚配制度有興趣，那不管是蜘蛛或老鼠的，你都有興趣，那就表示你是一個＂問題導向型＂的人。但有些人只對特定分類群有興趣，好比說有同學對＂孔雀魚＂超有興趣，只要是＂孔雀魚的一切＂他都有興趣，這就是＂分類群導向＂。這兩種偏好無所謂好壞，完全取決於個人興趣。但有些學生因為根本上缺乏實驗課的訓練，連自己喜歡什麼都搞不清楚，所以就無法掌握興趣。只要先弄清楚你的問題形式，也就是你的心頭好是什麼？就會比較有方向感，也比較能執行下去。
2. 做足從觀察到提問之間的所有功課：我已經一再說過，從觀察到精準提問之間其實有很多很多功課要做：
   
   A. 依據自己的好奇心觀察：所謂的觀察未必是肉眼所見，你平時對某個議題的關注也是一種觀察。很多學生一開始就敗在這個地方，因為什麼好奇心都沒有，也不在乎身邊任何事物，所以別人能看見的，他就是看不見。所以說，具備敏銳度是很重要的。
   B. 資料搜尋、閱讀、識讀與推理：資料搜尋與閱讀其實是個雞生蛋蛋生雞的議題。如果你沒有大量的閱讀經驗，也沒有正確的閱讀策略，你就不可能從閱讀中抓到關鍵詞。如果你沒有快速找到關鍵詞，或發想出有意義的關鍵詞組合，你就沒有機會接觸重要關鍵的資訊。但如果你沒有識讀判斷的能力，就算是利用一模一樣的關鍵詞的搜尋結果，你仍然無法判斷哪些資訊是有用的。如果你找到的資訊無法完全回答你的問題，你是否需要一點推理能力來判斷哪些資料有參考價值？哪些資訊需要由自己的試驗與探索來補足？
   C. 從閱讀與討論中知道專業人士在想什麼：粗糙的現象解讀與提問之所以粗糙，就是因為自己的見識太淺薄。那麼讓自己跳脫淺薄見識的方法就是從閱讀與討論中知道專業人士在想什麼。為什麼對你這個麻瓜和一介草民來說，雞蛋只能等於茶葉蛋和水煮蛋，對科學家來說，看到雞蛋會想到經常性產下未授精卵對母體在鈣的代謝方面的損失。專業人士會這樣想，就必然是因為有學術脈絡與實際應用需要。
   D. 雕琢自己的粗糙問題：粗糙問題的特質就是"大哉問"(例如：生命的意義是什麼？)、"不聚焦"、"充滿邏輯謬誤"、"不爬梳既有資訊"與"問題意識錯誤"。所以你要如何雕琢自己的粗糙問題呢？除了上述的閱讀與討論之外，你一定要依據如下的條件檢核自己的提問：(A) 這個問題聚焦嗎？(B) 我有釐清各種變因的相對角色嗎？(C) 我有弄清楚直接與間接因素嗎？(D) 我有釐清因果性與關聯性嗎？(E) 我有沒有張冠李戴，錯誤援引案例？(F) 我的提問很發散嗎？(G) 我有弄清楚議題本身的時空背景與尺度嗎？(H) 我有弄清楚每一個議題與術語的定義嗎？如果沒有經過以上的程序，一個粗糙的問題是不可能產生有探索價值的議題的。
   
   

以上就是從現象觀察到提點子之間的必備流程，但是在台灣的教育中非常缺乏。

歷屆大一學生專題的共同問題(有些點子為何後來失敗？)

在上一集中我提到大一同學在進行專題的＂提點子階段＂所遇到的問題，那在這篇文章中我就要告訴大家，你的學長姐的某些點子為何到最後是失敗的？是什麼樣的原因造成他們一開始就做不下去？或到了中後期後繼無力呢？以下我舉幾個很多學生愛做，但因為欠考慮而做不到或做不好的議題。

1. 想當然爾：何謂想當然爾？就是在沒有充份閱讀資料的狀況下，突發奇想就覺得自己對現象的解讀是對的，然後就忽然說服了自己，能夠把點子端出來。好比說你看到百香果的捲鬚纏著其它植物，就直接把它當成纏勒現象，然後開始擔心起被纏到的芒果會死。你認為這問題在那？一方面是觀察不仔細(芒果的生長有受損嗎？)、二方面是過度解讀，三方面是知識有限，但直接拿著有限的知識來對接肉眼所見現象。
2. 檢測某動物對ABC的偏好：大家可能覺得這個很好做，不就是抓周嗎？把幾種東西(例如食物)丟在某動物面前，看牠挑什麼就是偏好啊。事情當然不是這樣簡單。在行為生態學研究中最難的就是取得足量的，在年齡、遺傳(指品系或來自同樣的親本)、大小、性別還有先前經驗一模一樣的個體。如果你的受試物種沒有這樣的條件，你又無法在短時間(例如幾週內)內培育出這樣的受試動物，那這種想法是無法被執行的。
3. 某因子對某生物的影響：這種題目也很常見，但這類題目通常有什麼問題呢？首先是忽視一個性狀或一個行為成因的複雜性，所以會天真地認為隨便使用一個自己可調控的因子(大一很愛使用光或光週期，要不然就是拿玻璃紙遮一下表示調控了波長)就可以改變生物的性狀或某種表現。其次是忽視一個因子形成的過程所需要的時間，以及對生物的影響是漸進的。在這種狀況下把某個因子簡化成某種純物質的濃度，其實是無法檢測想法的。第三就是忽視生物的耐受性與適應範圍，天真地以為調控幾個非生物或生物因素就必然能在生物體上看到變化。好比說把人擺在23、24與25度三個溫度設定下，你認為人類會因此產生什麼行為變化嗎？未必有，也通常不會有，那就是因為人不是對這個溫度範圍的變化很敏感的動物啊。另外很多因素並沒有自己以為的那麼好操控，例如＂光線的角度＂
4. 相剋作用：這個題目也有很多學生愛做，因為他們會以為只要把某種植物的落葉打成汁，拿去倒在綿花上給豆芽吸，不會長的話就表示發生了化學相剋作用。其實這樣操作的確可證明＂某種落葉的淋溶物質會抑制綠豆或黃豆生長＂，但無法證實這個物質在野外會抑制其它野生植物的萌發與生長。也就是使用錯的實驗設計，是無法檢測真實世界的相剋作用的。
5. 授粉：這個議題有不少學生有興趣，沒有不能做，但最要克服的就是＂如何觀察＂？＂如何記錄＂？＂如何鑑定昆蟲＂？如何判斷該蟲在授粉上的角色？以及你如何找到一個地方有足量的昆蟲讓你能判斷花的性狀與授粉及結實率的關聯性？喔對了，還有一個常見毛病，就是學生會誤以為只要把有顏色的紙剪成＂他們心目中花的樣子＂，昆蟲就會把那個東西當成花，但通常不會。
6. 大砲打小鳥：什麼是大砲打小鳥呢？也就是使用非常複雜的實驗流程，企圖檢測某個因素對生物的影響，但是到最後才發現，使用很簡單的方法就能達到效果，但那個問題本身卻沒有複雜到要這樣做。我舉個例，之前有學生想要瞭解風對蛛網功能的影響。結果就想辦法嘗試使用風速計啊、各種風扇來吹蜘蛛網。但是下場是什麼？下場就是＂蜘蛛直接棄網，走掉了＂。該組學生又想知道＂風對蛛網捕捉昆蟲效率的影響＂，結果，除了蜘蛛直接棄網之外，他們忘了造成網面破損這事根本不必用到＂風扇＂。用根免洗筷不就可造成破洞，還能自己掌控嗎？這就是大砲打小鳥。
7. 未能控制變因的狀況下預期一個難以預期的現象發生：我來舉個例子，有學生想探索孔雀魚的食仔行為，所以覺得只要把快要生產的孔雀魚擺著，看著牠會不會食仔，就能檢測出造成食仔行為的因素。問題是食仔行為可同時受到母體健康狀況、體型、年齡、交配經驗、空間、饑餓程度、緊迫等方面的影響，若這個實驗操作本身沒有在先期試圖控制多數變因，請問最後不管孔雀魚有沒有食仔，同學要如何解釋結果呢？
8. 忽視時空尺度、演化因素還有議題本身的定義：有同學在課堂上聽過演化輻射，然後就想拿壽山的某一群植物探索＂那群植物是否具有演化輻射現象＂。但這個舉措一開始就是錯的。為什麼？演化輻射的定義是來自同一祖先的一群物種，在某一個特定地理範圍內因為棲位與棲地差異分化出很多物種。而這些物種多半也是這個區域的特有物種，這樣才叫evolutionary radiation。然而就算壽山有一屬植物高達15種，但每一個種類都不是台灣特有種，甚至通通都是廣泛分布物種，在定義上就不吻合的時候，就不能再往這方面討論了。

至於有些點子為什麼成功呢？我會再在下一篇說明。

歷屆大一學生專題的共同問題(動機與點子部份)

到2020年，我開始在大一上學期的普生實驗(一)做個小專題已經有五年的時間。在這五年中我發現90%的學生都有一些一開始跨不過去的障礙，因此我在這篇文章中把我看到的狀況整理給大家看。或許有人認為學生不應該在大一就要求他們做專題，但我的觀點是，等到大三下或大四上再做就太晚了。在大一上教他們做專題的目的其實是完整演練＂科學方法＂，而不是要他們賣弄高科技光宗耀祖，所以請大家不要把我們的專題和科技部大專生專題，或有些學校要求畢業生一定要做的專題混為一談，是完全不一樣的事。

那我就先談動機與點子部份，也是讓我覺得最困難最棘手的部份。大家的問題在那裏呢？

1. 沒有觀察能力：每次大家提到科學方法，那個＂觀察、提問、設計假說與實驗、檢驗之後成為學說＂的說詞都是朗朗上口，但第一步那個＂觀察＂就破功。多數學生無法從每天日常生活所見所聞中＂看見＂議題。好比說一群魚在他面前游，他無法從群游(shoaling)中想到生物的自我組織(self-organization)、空間探索(exploration of space)、個體距離(individual distance)這類議題，所以一群魚對他來說就只是一群魚。而他問出來的問題就會和他所學過的所有生物學知識斷鏈，最後剩下＂他們在幹嘛？＂、＂這是買的嗎？＂，或＂牠們為什麼不理我＂這類令人啼笑皆非的問句。然而沒有觀察能力並不是學生自己的錯，而是我們的教育方式的錯。當基礎科學這類非常需要仰賴實作來學習的課，永遠都在紙上談兵、做做考題幻想上醫科的時候，我們就無法期待學生能從日常生活中發現議題，把日常生活中的點滴與所學知識結合起來。因為那些知識的用途不就是拿來考醫科、通過考試和選系用的嗎？所以解決之道是什麼？平常，我是說隨時隨地，都要為了自己的好奇心去找資料、去閱讀專業人士著作，聽專業人士的演講，從中瞭解他們的想法與思路。不要只會為了學分與分數去讀課本、讀講義、讀投影片、讀參考書，然後考完以後什麼都忘。最後到了畢業時根本沒有解決任何現實問題的能力。
2. 無法問出恰當的問題：我們不是常說問題有很多類型嗎？什麼六個W一個H的。但我發現有非常非常多的學生根本缺乏提問訓練，甚至無法區別問題類型之間的差異。舉個例來說，＂你吃飯了沒？＂顯然是一個＂是否＂(whether)型的問題，然而卻有學生認為這屬於＂什麼＂(what)型的問題。大家不覺得這有點嚴重嗎？好，這還是初級狀況。進階一點的狀況就是＂不管什麼議題，冒出來的問句都是 - 會怎樣＂。舉個例子來說，當你看到黃金葛的莖上有兩種截然不同的根時，科學家會問的問題是＂節上的根與不定根的的功能有何差異？＂或是＂不定根的發育會受什麼因子驅動？＂但有些學生就算看到黃金葛有兩種根的事實，他能問出來的問題就是＂黃金葛的根是怎樣？＂這種症頭的起源仍然是來自過去的邏輯、詰問與閱讀訓練不夠。學生不能把所有的問題都當成考題，若學生太習慣國高中段考的考題樣式，不管什麼都只剩下何者為是？何者為非？久而久之就會連問問題都不會，也不知道為什麼某個問題是精確的，某些問題是不聚焦的。所以解決之道是什麼？要看別人怎麼發問？什麼樣的問題類型要搭配什麼樣的探索歷程與方法，最後回答什麼樣的問題。
3. 缺乏問題意識：什麼叫問題意識？口語一點就是＂你幹嘛問這個問題？＂、＂你解讀了這個問題可以幹嘛？＂我知道不少學生會說，＂老師我想知道答案＂，但這個期望真的太單純了。就好比說＂醬油對白菜生長的影響＂這個問題(question)為什麼有問題(problem)? (1) 醬油對白菜來說是個生長上的天然因子嗎？(2) 沒事倒醬油下去白菜不是會死就是會爛啊？(3) 倒醬油下去沒意外就是會改變土壤pH, 滲透壓, 菌相, 鹽度造成白菜生長的逆境。以上(1)(2)(3)都是可根據常理推測出來的。因醬油本身不可能出現在天然環境也不會是農耕所需要的物質，所以這個問題本身就會變成一種無聊(nonsense)。所以如何避免自己問了一個不知所云的問題？老方法，你就是需要根據自己的好奇心去查資料，看看專業人士與社群在乎什麼？為什麼你一個草民的粗糙問題和人家想的差那麼多？自己能不能揣摩揣摩？
4. 天真地以為自己想做什麼靠錢就能辦到隨時都能拿到：這個我已經說過很多次了，無論你探究的生物學議題是細胞、組織、個體、族群等級，這個研究的進度都要視生物材料的特性與局限性而定，也就是說是人在配合生物材料，而不是要生物來配合你。此外有很多東西不是蝦皮淘寶買得到的，就算能買，你也需要花很多時間準備，讓你的材料達到可以拿來做實驗的地步。治療這種小天真的法寶只有兩個，除了參考別人的經驗外，就是要自己實際上去嘗試，而且不能瞎搞，也不能試一次不成功就玻璃心馬上放棄。
5. 先射箭再畫靶：好學生最常這樣。很多乖巧的好學生太容易害怕犯錯、做不出來，這是很沒有面子的事情啊。所以在一開始的議題發想時，他們就會完全忽視觀察的重要性。他們想做的事情就是整天上網找別人做好的東西，發現什麼有趣的事情就完全忽視現實地指著說＂我要做這個＂。就好比說我上網看到某個技術很有趣，我就直接跟老師說＂我要這個＂。同學請問你的知識、技術都還是零的狀態，你要怎麼操作整件事呢？有些同學就是因為害怕被打槍，所以就去找一個答案很穩定、沒有歧義的議題來做。我不是說這樣一定不行，但這表示同學沒有完成科學方法的所有步驟，因為你就是無法從＂觀察＂開始。
6. 惡搞生物：這個我就不知道講多少次了。很多學生對活體生物的認識很少，對多數生物的理解都是卡通、漫畫、公仔、寵物，或是動物園裏一籠一籠分開養的鳥獸蟲魚。植物與真菌呢？那是什麼？不知道。我們的身邊除了人之外，還有許許多多的活體生物，然而有些學生不知道怎麼面對這些，所以能想到的全是惡整小動物的點子，例如把Ａ和Ｂ放進去打架看是誰會贏？(是夜市在賭博嗎) 或是給小動物身上或飼養環境中加東加西，什麼鹽酸啦、醋啦、小蘇打這些碗糕。科學展覽最多這種惡搞生物的作品。我真心希望在大一普生實驗不要看到這種事情。

以上只是這個系列的第一部份，還有很多要提醒大家的。