(本文內容以泛科知識節的同名主題短講修改後發表)
這標題好像很嗆，嗆到好像不把我們過往的自然老師擺在眼裡。但我想批判的不是針對老師，體制內的老師已經夠辛苦了，而我也不是要把大眾科學素養不足完全歸因於科教問題，而是把一個現在顯而易見的事實拿出來談：從社會上數不清的偽科學、核電爭論、食安議題…等社會性科學議題來看，我們的科學教育似乎沒有照著我們想像中的達到增進科學素養、理性對話的效果。或許把這些科教的病灶抓出來，再來看學校教育、科普傳播有沒有什麼著力點，才是我更深遠的期待。
關於地震的成因…
在今年(2015)的梅雨季來臨時，流傳著這麼一句話：「下雨，土鬆，地震會變多？」現在把這件事情挖出來講，並非在批判藝人有無基本的知識常識，我在意的並不是他知不知道，而是「為什麼他不知道」？在新聞出現前，許多網友都能明顯的看出地震與天氣並沒有什麼關聯性，甚至也還能糾正臉書po文中的錯誤。 | |
| 圖片取自中央社報導(http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201504215014-1.aspx) |
原本想由此為出發點來探討現今社會偽科學的錯誤部分，有沒有存在過去本來該習得的知識，卻沒有學好、學滿的問題，但在與另位泛科作者廖公英凱閒聊「地震成因」的話題時，卻發現了更令人意外的問題：
我：「大多數的地震活動與板塊運動有關，那麼板塊又是浮在什麼東西上面運動？」
廖：「就我的印象中，板塊下面的東西好像是液態的，類似岩漿吧…」
我：「我想你說的是軟流圈，但說它液態還差得遠，真正能算液態的是外地核…」
廖：「什麼！」(不可置信貌) |
| 板塊構造運動示意，圖片來自維基公共領域，Jose F. Vigil. USGS |
在評斷這個知識是否重要之前，不如先看看我們如何學習這些知識。地球科學的課程中，「地震與板塊運動」算是一個頗為重要的內容，畢竟我們身處地震頻繁的區域，了解腳下發生的事情，不僅僅是地球科學，也算是防災教育重要的一環，而學校課本在這些內容的著墨，看似佔了不少篇幅，卻仍有許多語焉不詳之處。板塊之所以能運動，有很大的因素與板塊下方的「軟流圈」有關，國中課本多半會告訴學生，接近地表的堅硬岩石圈可分為許多的板塊，而軟流圈(或是地函)中有觀察到熱對流，至於板塊的運動與熱對流的方向大體是一致的，至於「軟流圈到底是什麼？」除非是有心發問的學生，不然則會留至高中才分曉。
不過高中課本又怎麼說？多半會用「部分熔融」這個名詞來描述軟流圈的性質，部分熔融是怎麼回事？多半還是會提到一些證據，譬如「波速降低」來說明科學家推測這邊的物質具有可塑性，然而現實上教學現場的學子已根深蒂固的認為它和岩漿相去無幾，並未細思它的性質。就筆者學習經驗而言，多數也用背誦的方式記憶這件事，至於對軟流圈的性質疑惑、震波在這邊是為什麼會變慢…這些問題直到大學時期的老師以「尺度」的方式來比喻，才稍稍了解到，在短時間的尺度下，軟流圈的物質仍屬於固態，故地震波中的剪力波能順利穿透，但放大到數十萬百萬年的尺度下，它便是一個具有流動性的物質。以我們熟悉的東西來比喻，就有點像是黏土一般，不過這也僅止於觀測資料所得的「推論」。
板塊運動和教育問題的關聯在哪？
問題不在於你我懂不懂板塊運動的內涵，而是「課本擺這些內容做什麼？」以及「課本概然有意圖要告訴我們這些知識，但為什麼我們最終仍然一知半解？」不敢說所有科學，但至少我對地球科學的教學上一直有個疑惑：為什麼很多事情要分這麼多段學習，美其名為「考量學生認知能力進展的編排」，但實際上國小的自然觀察國中未必記得，國中生心中浮現的問題卻得先用自己的方式理解，等到高中大學才得以解惑(說不定還無法解惑)。這不過只是其中一個例子，無論天體運行、岩石性質、天氣現象…我們把許多科學知識打散放在小學、國中、高中裡，卻一點都串不起來。
一件事情出現問題，我們可以去探討是「質」還是「量」出了問題，我們還是講地科好了，以量來說其實是非常悲觀的一件事，國中只有國三每週一堂課，全國的地科老師也是理化老師的十分之一不到(102年的統計資料)。不過抱怨這件事也不會有什麼幫助，況且這也不像是問題的根源，在此我們改從科教的「質」來發想切入。
我們回頭看看國中怎麼教板塊學說的？會從韋格納的大陸漂移說提起，但事實上他也不能算是第一個提出這個想法的人。再來我們還會從海底擴張說知道它有一些可以說明大陸漂移的證據，一直到板塊學說形成的過程中，學會理論是需要不斷被修正的。再接下來呢？我們幾乎就開始學板塊學說的各種機制和現象。
或許這個脈絡，感覺可以帶著孩子學會科學的精神。但是實際我們常在教科書那一章的最後面或是書商的投影片、參考書中看到這些整理結果：德國人韋格納在1912年提出大陸漂移說，內容是兩億多年前大陸是一塊盤古大陸，然後有這些證據。接著海斯在1960年…。不對啊！這東西怎麼會是科學呢？老師也想有脈絡性的教學生這些知識，但在有限的時間下總是無法實施，而坊間的「參考書」更是不科學啊！
考試領導教學的問題
感覺我們好像很「重視」考試，但是，我們有教過題目中經常看到的限制和原因嗎？沒有，我們的學生看到「常溫常壓」只會直覺反應寫一大氣壓，溫度300K，然後接著算體積、莫耳數，或者是把理想氣體方程式搬出來用。在地科以外的問題，像是理化著重計算的方式也會改變整個教學的策略和脈絡。就筆者的求學經驗而言，考試高分的重點不只是把科目內容熟悉，還得搭配上所謂的「作答技巧」，也就是遇到沒看過的內容還能極盡可能的「猜」中答案或是「湊」出答案。這還是好一點的情況，起碼作答還會推理分析，但離真正平常也能用的科學技能還差的遠啊…(更多題目的探討請參閱一點都不科學的科學教育)
有許多老師、研究者多少也意識到教育、科教的問題。也常嘗試去做，這些方式不外乎是外加許多新的媒材、科技來融入教學。但會運用翻轉教室、帶學生參加科普活動、做實驗，就能做到改變嗎？我一直覺得像教育的改變貴在教師的心態調整，而非形式上的改變，假若這些方式有設計出很好的議題脈絡，會有很好的效果，但若僅流於形式，僅僅是讓學生多做點事、老師多做很多的事而已。那麼心態該如何改變？
怎麼教/寫科學？
我沒有教學經驗，但我一樣希望能從測驗研究與科普寫作出發的觀點，分享個人對「教與寫科學」的看法。我對科學素養的詮釋是：能理解並運用「從觀察現象為出發點，提出個人的解釋，並透過合理的歸納提出支持自己論點的假說，而透過求證與驗證來證實。」的能力。若以此為出發點，除了一些基礎核心的知識外，重要的部分都不該是科學知識本身，而是讓孩子從小就形塑出求真求實的精神，這就是我的答案。
我們再舉一個更加普遍常見的實驗：「悶熄蠟燭後，水位上升的原因」來討論。(在知識節時使用這個例子的影片，源自於師大附中洪逸文老師在論證教學模組使用的教材。)針對這個實驗我們可以提出一個問題作為出發點：為什麼水位會上升？
若在教學現場，這是可以作為一個很好的開放題目，也可以作為探究實作的發想，像是激發討論、實驗設計探討皆是不錯的切入點，或許刺激學生探究以下各種可能性：熱脹冷縮、氧氧燒光、水氣凝結…等等。假如論點是氧氣燒盡使水位上升的話，就得解釋二氧化碳跑哪去、在水中的溶解程度，若論點是熱脹冷縮，就可能需要設計實驗探討，水氣凝結或許是一小部分原因，但量可能極少；在這個實驗討論到最終很有可能會得到一個結論：各種原因可能對水位上升都有貢獻，而透過分析或是實驗可能才會知道各自的影響。
從以上的歷程來看，學生多少都會經歷了觀察、聆聽、討論、尋找共識等不同的理性解決問的方式，比起科學知識或答案本身，至少我們可以說在未來的人生中一定會有機會用到這種技能。而這樣的技能是不分城鄉的，有人可能會說「離開了都會區，學生沒有學習動機。」就我看來這些孩子更需要這些技能，或許他們沒有興趣翻開課本、連用心想完一個選擇題都沒有動力，那為何要勉強他們？把重要的技能在他們有興趣的地方偷渡進去，總是比勉強的硬灌他們沒有學習動機的知識來的實際吧？在此提供這樣的論點，意不在強迫老師在教學上作修正，而是提出一個看法：在教導科學時，我們是否讓學生明白到，「科學的進展是一個不斷修正的過程」，而今天的科技發展，是來自過去慢慢建構起來的巨人肩膀，而我們是否又能以不斷客觀微調修正以求進步的方式，來看待我們的教育呢？
最後，再提出兩個簡單的思考方向：
1. 學生畢業多年後，還能記得多少的「自然」或「科學」？
2. 除了辨析偽科學，學生有沒有能力面對「社會性科學議題」(能源、食安、防災與開發等議題)？
從頭到尾，這個主題都是一個極為沉重、需要反思的議題，最後我們來用地球科學的角度來看一個問題好了：「臺灣的未來在哪裡？」
「成為『大陸』的一部分。」
哈哈，這真的是以地球科學而言來看，從前述的板塊學說來推測未來大陸漂移的方向，在30億年後全世界的陸塊又再度合體。提出這個極為跳tone的話題，無非是提醒自己與聽眾讀者，在面對教育時我們總是沉重批判，但今天我們若想改變的是科學教育，科學家的樂觀、創意、積極的思考，或許才是良方妙藥吧！
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