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補校學生對「科學概念」的空白,讓我看見人類知識發展的過程!面對「科學概念」空白,又沒有考試壓力的學生,教學越來越好玩了!

學生眼中的蠢問題 

補校的第三個單元配合課本以「生命的起源」為主,探討地球生命的起源及生命現象。在日校的教學,習慣先介紹地球的形成,説明原始地球不可能有生物,引導學生思考『地球上的生物是怎樣產生的?』,接著帶入米勒的實驗,説明地球的生物應該源自地球本身。但是經驗告訴我,『地球上的生物是怎樣產生的?』這個問題根本一點也沒有引導思考的功能,因為我們的學生基本上認為「從海水裡生出來的」,或者「細菌變來的」,他們還分不清楚生物與無生物,認為什麼東西都可以變來變去,地球要變出生物似乎是理所當然的。他們不像外國人認為生物是上帝造的,所以沒有辦法理解為什麼要問這種蠢問題。所以用這種問題去問補校的學生更不合適。

什麼人會問『地球上的生物是怎樣產生的?』

我在想:什麼人會問『地球上的生物是怎樣產生的?』、『地球上的生物來自哪裡』?一定是確信「地球本來沒生物」、「生物不可能是上帝造的」的人才會這樣問;這兩個前題正好都不是我們的學生的背景知識(學生不知道原始地球的狀況,無從想像40多億年前連一隻細菌也沒有;多數學生腦子裡沒有創造論)。所以要想怎樣的問題,讓他們比較有FU呢?

什麼人會問「台灣人來自哪裡?」

我覺得「台灣人來自哪裡?」會是一個好引子(尤其是對補校學生):「原住民」不會問這個問題,因為他們本來就住在這裡;「外省人」、「新移民」也不會問,因為他們知道自己來自何處;只有我們這些知道台灣本來沒漢人(台灣人),又不確認(或接受)自己來自何處的人才會問「台灣人來自哪裡?」;所以我用這個問題做引子,告訴學生科學家為什麼會問『地球上的生物是怎樣產生的?』,因為科學家確信「地球本來沒生物」、「生物不可能是上帝造的」。學生會問:科學家是怎麼確定「地球本來沒生物」的?我就可以導入「地球的誕生」與「原始地球環境」這兩個概念了!

「地球的誕生」

地球的誕生對我來講有點難,因為我很難想像星雲是什麼樣子?範圍有多大?更不懂為何會聚縮、會旋轉?於是我拚命找可以視覺化的資源,我剪了國家地理頻道科學新知---地球的誕生這集,約4分鐘的影片,裡面有哈伯望遠鏡、太空站等可以告訴學生科學家藉助這些儀器把天外的訊息如星雲等影像傳入我們眼前,更重要的是有一個好玩的實驗---將各種顆粒如鹽、糖、咖啡…等裝入一個塑膠袋內,看他們在無重力的太空中,會發生什麼事?這個很親切的實驗(材料是我熟悉的、做法很簡單),讓我可以想像地球剛形成時大概是什麼樣子(當然還是不太懂原理);教學之後第二週複習時我問學生:地球是怎麼形成的?他們回答:「在太空中一大堆像咖啡、糖的東西,黏起來,然後旋轉…」。

大師風範:米勒---踏實.勇於嘗試 ,尤里---指導、支持、不居功 (節錄自這裡)

米勒和指導教授---諾貝爾獎得主尤里教授的關係是我非常感動的。當米勒興沖沖地去應徵尤里「還原大氣下生命起源實驗」的助手時。尤里教授開門見山,潑了他一盆冷水。他要米勒搞清楚,他只有三年時間完成博士論文,這個題目冒險性大,成敗在未定之數,耽誤了前途可不是好玩的事(大人基於責任,總是考慮很多事,不敢冒險)。米勒這小夥子死纏不放,最後師徒達成協 議,以六個月為限,做不出來,另外選題(聽說老師以1000美元打賭他做不出來)。結果米勒只花了幾個星期,就做出了使他終身享大名的實驗。這個實驗結果,真是 too good to be true。所以他在1953年向《科學雜誌》(Science)提出論文時,編輯遲遲不敢發表,結果還是靠他的老闆尤里的大力推薦,才被接納。在這裡我們看到學生踏實.勇於嘗試的學習態度及研究方法,更看到老師指導、支持、不居功的風範(尤里沒有在論文上掛名喔!),都是大師風範啊!

米勒要造出什麼樣的東西才能稱為生命?

大家都知道米勒的實驗只造出了胺基酸,後來的人雖做出了更厲害的蛋白質、甚至核酸但離生物還是很遠啊!到底米勒要要造出什麼樣的東西才能稱為生命?我想這個問題比問「生物和無生物有什麼不同?」好多了!因為目前地球上的東西「生物」、「無生物」的特徵涇渭分明,實在很難引起他們思考---什麼是生命,但在「高湯」中到底什麼樣的東西才是生物?這就逼得學生不能從外表判斷,而要思考「生命現象」了!學生真的能答得出來---要能長大、能傳宗接代!當然科學要求的是能「量化」、能「驗證」的定義,如果你説有生命是靈魂、很神聖…就不屬於科學的範圍了。(不過有個科學團隊正打算測試靈魂及靈魂出竅這件事這裡,我和補校學生討論這個實驗時,對話很精采呢!也許有時間且還未遺忘前可以記錄下來)!

「量」和「時間」決定米勒能否造出生物!

米勒的確未造出生命,所以創造論者還是堅持「有辦法造個生物—細胞來看看」、「果然只有上帝才能造生物啊!」;但科學家大多接受他的推論,我想這是因為科學家知道:凡事只要加入「量」和「時間」這兩個因素,一切將會變得很不同,正所謂「量變造成質變」「時間而非時機決定成敗」!米勒只是用少少的氣體,用2.3週的時間就做出了胺基酸,如果給他一整個地球、反應個幾億年,誰説他不能當上帝?

補校學生在「科學概念」的空白,讓我看見人類知識發展的過程!

本來想要一次上完結果整整多用了一倍的時間(兩次才上完),因為補校學生對「地球、太陽、月亮」的概念遠低於我的預估(他們認為三個一樣都是星星,沒有恆星、行星、衛星的概念)。另一件特別的事是:他們的想法完全是「無生源論---自然發生説」---水裡會長出魚、小蟲;麵包會長黴,腐肉會生蛆…竟然完全符合3、4百年前科學發展史ㄟ。在日校我不太喜歡講巴斯德的鵝頸瓶實驗,因為一開始他們就知道---空氣中有細菌;沒想到補校學生對「科學概念」的空白,讓我看見人類知識發展的過程!當然這又花了一些時間,但是越來越好玩了!

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