置頂

物理與化學是很有趣的兩門學科,對我來說這兩類的學問幾乎就是許許多多有趣的遊戲。也許有人覺得物理與化學太專門或者太嚴肅,對這一點我想說得是:當你很喜歡這個遊戲的時候,你自然就會慢慢變得很專門,你也會很認真,甚至有時候會很嚴肅。
但是別忘了其中的樂趣,這些樂趣是吸引了許多人投入這個領域的極大誘因。 如果你喜歡這兩門學科那很好,請好好的玩它!如果你沒有那麼喜歡,那也無妨,你還是可以從中獲得一些樂趣。

2019年8月25日

科學閱讀不能只是閱讀理解

閱讀大概是最近這一波教改的顯學之一了。因為閱讀幾乎是每個科目的基礎,不管你學什麼,總是要藉由閱讀吸收資一些資訊吧。在我們希望教導學生提升「自學」能力的時候,當然就希望學生能藉由他們的閱讀能力自學。

在科學課程中,閱讀又應該扮演什麼角色呢?平日因為興趣,閱讀一些科普文章的話,我想就是怎麼舒服怎麼讀,開心愉快最重要,談太多技巧反而是種干擾。我還蠻希望這樣的閱讀可以多多發生在學生的日常生活中的,這邊想談的不是這種閱讀。而是在科學課堂中,閱讀可以扮演什麼角色。

嗯?有什麼不一樣嗎?如果我們談的就是一篇文章的閱讀理解,只要把文章改成科學文章或是課本內容,經由閱讀理解了文章的內容,不就達到目標了嗎?甚至加強一些閱讀技巧,讓閱讀更順利或深入一些就更好了。


這個問題其實就是科學教育一直以來一個(可能是)最大的辯證問題,就是科學教育的重點是不是等同於或幾乎等同於科學知識的傳達和精熟?

這個問題,每個專業科學教育工作者的答案不同。我目前的答案是,科學知識的傳達與精熟,在中小學階段佔的比例大概只需要到1/3。並且科學知識必須附屬在探究的架構之中。也就是課程的主題是科學探究,在探究的過程中使知識的學習產生意義。讓學生在知識產生意義的狀態下學習知識,才是好的教學設計。

簡單的說,就是「先提出問題,再找尋答案」或是「從閱讀中發現問題」。我認為這一點造成了科學閱讀不同於一般閱讀理解的重要關鍵。在科學教育中「有問題」是很重要的,這個問題還不是任意的問題,而是關於自然科學現象的問題。我們希望學生能習慣性的在資訊中發現問題,也希望學生能在解決問題的過程中,有意識有方向的去尋找有用的資訊。

所以如果閱讀放在一個單元的最開頭,那麼我認為應該要嘗試從閱讀中發現問題。閱讀的角色等同於「觀察」。一般來說,我們希望學生的「觀察」是觀察自然現象,但我們可以用一些文本來取代觀察。畢竟不是所有的現象我們都能搬到學生面前,這時候找篇適當的文本就是不錯的方案。

自由時報的這一篇關於熱桔茶融化保麗龍杯的報導,就是我很喜歡的素材。我認為這是一篇很好,很用心的報導,是很認真的記者。但因為用錯了理論,所以最後的結果是錯的。如果單純以閱讀理解的角度去讀這篇報導,你很可能就會相信了這篇報導。但如果我們可以教學生以探究的角度去讀這篇報導,那就是要在閱讀完之後,試著提出質疑。這些質疑不是因為你先知道答案了才提出質疑。而是在科學教育中必須教會你,習慣在不疑處有疑,並且提出有品質的質疑,接著著手進行驗證。


另一個在探究歷程中,是從閱讀中得到「理論」。什麼時候需要「理論」?需要提出「解釋」的時候。什麼意思呢?當我們看到一個自然現象,例如「燃燒」的時候,科學家會去思考「燃燒是什麼」?(工程師會去思考,怎樣可以燒的更好或是怎樣可以停止燃燒」。科學家觀察了許多燃燒的現象,可能就會有很多很多的想像,例如說:

可以燃燒的物質裡面,必然包含了一種東西,我們將它稱為"phlogiston"。燃燒時,這個phlogiston會從物質中釋放出來,然後比較劇烈的話,就會伴隨著光和熱一起出現。
這就是曾經人類為了解釋燃燒的現象(事實),提出了一個理論(phlogiston theory)去解釋他們看到的事實。

在教學上,我們也可以用這個方法來操作。例如讓學生回溯自己曾經看過的燃燒現象,或是在課堂上重現許多不同的燃燒現象。先把這些觀察到的事實紀錄起來,然後提供科學家曾經提出過的關於燃燒的理論,讓學生依據理論(先將理論視為真)來對觀察到的現象進行解釋。

當然,學生必須先以閱讀理解的方式,讀懂別人的理論,才能運用理論來解釋實驗結果。

教學操作上,可以針對一個現象,提供兩種不同的理論讓學生去作比較。例如另一個關於燃燒的理論是這樣

燃燒是因為物質在高溫下和空氣中的oxygen氣體結合,結合過程中若快速釋放出能量,就會伴隨著光和熱一起出現
學生可以比較這兩種理論,那個是更正確一點的。閱讀不同的理論,並基於實驗事實來思考選擇接受其中一個理論,並捨棄另一個。這個辯證過程,也是科學教育閱讀的特殊之處。

除了理論之外,其實探究歷程的實驗設計、實驗結果...等部分,必要時也都可以用閱讀的方式替代。但重點就是,整個歷程是探究的歷程,而不僅僅的理解的歷程。學生會經歷從想法A轉變到想法B的過程,而不是直接接受想法B。

直接接受一個想法,是危險且脆弱的。危險之處在於很多想法再怎麼完美漂亮,也可能是錯誤的。脆弱之處在於,沒有經過辯證的訓練,我們都太容易接受錯誤的想法。

即使是物質燃燒到底是燃素釋放還是因為氧化這件事情,我們都看過一流的高中生,在聽完燃素說(phlogiston theory)之後,就接受了燃素說認為燃素說是正確的。我們老師以為我們把他們都教會了,他們都說的出來燃燒是氧化,考試也寫出正確答案了。但是沒有經歷科學辯證訓練的學生們,那些從小到大被訓練乖乖聽話念課本,只要接受並弄懂課本和老師說法的學生們或是看到一個絢麗複雜的科學現象之後,總是只能聽著老師提出他的解釋並且接受,如果沒有被教導如何運用理論思辨的防禦。我認為他們在精美的錯誤理論面前,幾乎是不堪一擊的。

我並沒有否定用閱讀來學習(目前已知)正確科學知識的方式,只是我認為用這個方式學習科學佔的比例不需要太高,甚至應該如果可以附屬在探究歷程中,是更好的選擇。


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