2020年9月21日 星期一

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。