梅想到能這樣─從思考中見到新世界

Questioning Everything

梅老師認為,「課本上的知識,除了學習99.999%的知識,其中0.0001%的質疑,是最重要的!」現今「填鴨式」的教育原則,學生只注重「記憶」,並將他們用以應付考試,而非用以認識大自然,傾聽宇宙的真諦,而「理解」,變成「懂得如何應用到題目上」,而非「懂得思考所學事物的意義」。愛因斯坦曾被問過聲速約為多快,他想了想,只回答:「我不需要記憶教科書上所有的知識」。愛因斯坦是家喻戶曉的理論科學家,雖然他沒記下大量的知識,但他卻以思考開闢出一片從未有人探索的領域!現在大多老師只使用單向式的授與,而非雙向式的互動。一味顧慮分數與單向授課的學習過程中,無形中塑造了我們「盡信書」的習慣,更使我們失去對事物多面向理解、剖析的能力。所謂「只學答,非學問;問愈透,創更新」一語點出了現代人缺乏質疑精神的弊病。空談知識而不會創造,死記公式而不懂活用,在制式化的框架下,學習不但變的被動無趣,更成為了應付考試的工具。“Questioning Everything”這是梅老師多年來對教育的堅持。學習的本意在於追尋知識背後的「為什麼」,猶如探索一個新世界,看完一處的風情,下一個美景又接此而至。謎中有謎的宇宙,引領人類不斷朝著未知的領域前進,跨越一道又一道困難的牆,突破各個迷思的柙籠。但唯有不受限於原有的定理,在不疑處有疑,並極力研究,才能揭開大自然的種種面紗,就如昔日,愛因斯坦不視牛頓的理論為絕對的正確,而提出了「相對」的新想法,才奠定了近代物理中,相對論的基石;普朗克 如果始終桎梏於「能量是連續的」的想法,黑體輻射實驗的結果原因也許依舊未解,量子力學也不可能發展。

以習慣與世界接軌

西方心理學家巴夫洛夫有個著名的實驗──一隻狗每次進食前,都會先聽見固定的鈴聲,久而久之,牠就會鈴聲與食物畫上等號,當再次聽見鈴聲,即使沒有食物出現,依然會不自主地分泌出唾液。此結果不也同時反映出人的心理嗎?人們的生活與行為不也常為習慣所影響?於求學黃金階段的學生們,如何培養好習慣,更是不可忽視的議題。習慣,就猶如一陣風,能使航行在海上的船向前移動,也可以使船翻覆──一切看我們如何利用。因此,梅老師鼓勵我們多閱讀國際新聞,看 DISCOVERY、國家地理頻道,並養成多元接觸各種書本以外的知識的習慣,藉此與世界接軌,永不止地吸收新知,認識這個廣袤的天地。

科展的迷思

他們有個構思:一個能防盜的自動門。可是現今流通在市面上的自動門,已經十分方便,而防盜其實並不被普遍的使用,用到時也必須非常的精密,採用許多措施,但仍然容易被破解,如此一來,這樣的發明「很無意義」。後來再問有關他們的經驗,才知道他們大多數人連科展都沒參加過,他們沒有從現象觀察背後原理的能力,又如何創意、有用地將原理化為發明呢?

有一個學生,製作了有關高鐵與地層下陷的實驗。他在乘坐高鐵時,利用陀螺儀偵測經過特定路段時產生的震動,藉以估計該路段的地層下陷的程度。這個科展得到了良好的獎項。然而,事實是:實驗本身就有嚴重的謬誤。由於高鐵的橋墩十分厚實,地層下陷根本不會造成其軌道太大的影響,況且震動並不只因為地層下陷而產生,像是因為座位不同所產生的震動程度的誤差,以及高速行駛下風所產生的震動,或其他列車迎來時的震動。所以這實驗根本不成立!因此這樣的實驗對研究地層下陷完全無用!更如此看來,我們的科學教育是不是哪裡出錯了呢?為何當初沒有發現這「明顯」的謬誤?科學實事求是的精神怎麼在此就消失的無影無蹤?

慈悲的憐憫與科學表象

於現今工商業發達的二十一世紀裡,各式的科技產業,滿足著人性的需求,完成許多曩時遙不可及的夢想,但科技卻也同時衍生出更多的問題……。曾有個學生問梅老師:「現在世界面臨石油危機,假如能將食用油代替石油轉換成燃料,問題就能迎刃而解吧?」梅老師卻嚴肅的回答:「難道坐車會比填飽肚子來的重要嗎?」 (因為製作食物油必須消耗糧食來製成,而目前因人口成長而糧食不足)世界上已有許多國家陷入饑荒,或許物資富裕的我們無法在第一時間體會的,但兒時家境貧困的梅老師,有著深深的感觸。又或許是從科學的另一種角度出發,看見表面上解決石油問題的隱憂,抑或是在科教之餘,老師憐憫的一面。  

角度不同,解釋不同


梅老師舉了一個故事讓我們知道:事情不是永遠只能以一個方面來看。他說:在日本一處偏遠且貧困部落裡,有個奇風異俗。在父母年邁的時候,其兒子與媳婦,必須將他們背到深山中,只留下不足果腹的糧食陪伴他們面對生命的終結,就離開了。路途上,見狀的朋友不多寒暄,只是心中呢喃:「我有一天也會被帶到山上去。」;一旁嬉戲的稚童見到,也只是心中感嘆:「有一天也要這麼對我父母。」有的人會想:「這是何等不孝的習俗?扶養我們的父母,就如此被帶去深山『坐以待斃』」?但梅老師提出了另一種看法,他覺得這是一種大愛。年長者已失去青春的活力,生命的交響曲已奏至終章,旋律從氣勢磅礡,變為黯然失魂。讓他們繼續生活,對於部落只是一種負擔,因此為了使族群延續,他們做出了殘酷的抉擇。換一個角度變能有不同的體認。科學猶如廬山:「橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同」,種種面向都有著迥異的發現。

科學實作非勞作

梅期光老師曾說:「別人常說這不過是個科學勞作,有什麼重要的?實作與勞作最大的不同在於,勞作只是提供人觀賞用的,它所講求的是力與美,也就是講求美觀和藝術;而實作不同,實作可以用來觀察科學現象,進而探討原因與思考還可以讓我們認識一些所謂的科學原理、方法、學說,去探討所觀察到的新現象,從中觀察與歸納。而這也是推廣科學教育最重要的一個環節。梅老師甚至說實作就是一種微型實驗,雖然大多是用日用品所製成的作品,不像那些定期保養的精細的實驗器具或者是儀器那樣的精緻、精細,但依舊可從簡單又易完成的作品中,得到了不同於課本中的知識和經驗。因此「勞作」和「實作」和「實驗」是完全不同的。

 

觀察推理,比考試還重要的能力

梅老師曾任生教、主任,但為了秉持自己的教育理念─科學實做,最後只單純的成為一個老師。如此,他可以較不受束縛的教導學生如何認識科學,從實際、真實的世界中觀察、推理,他認為這遠比在書上學習理論,背書、還重要。如他所言:「 我不喜歡考試,考試就是那些東西,背那些沒有意義,可能有些計算錯誤或甚麼的,但你說我們要如何解決這個問題,這就是科學的問題,但你如何去從中學習或著說去衍生出來。」

瑞利球的啟示:觀察力

有一個實作「瑞利球」,這實作表面上看似球體向上爬,但只要仔細觀察,就會 發現球其實是往下滾的。這實作證明了我們人常常被可造假的表象給迷惑住,往往忽略了那些重要的細節並妄下結論。看似簡單的事物,就因為我們無法突破那一層層的問題,而徘徊在僅有的、認識已發現的知識前。看似困難的事物,就因為這件事已經被我們如同洋蔥般一層層撥開,最重要的早已顯露在我們眼前,從而變得淺顯易懂。除此之外,梅老師更覺得:「答案不是問題的結束,而是新問題的開始。」突破一個問題並且尋找新的問題,這才會使人類的生活更加進步。「在所有現象中,沒有一項是單純的。你要了解你的過去,才能預測你的未來」。仔細觀察並且分析,挖掘每一件事所存在的意義,進而 「深入揣摩」,抽絲剝繭,讓事物褪下另人迷惑的表現。

讓科學傳承下去

認識「科學不是死板板的,而是要去改變」梅老師是這樣子勉勵我們的,雖然在過程中很困難,但是要試著去改變,融合「三思而後行」和”Just do it”的兩種想法,隨時去思考如何動手去做、如何去改變。動手去做實作就是因為想去瞭解、想去觀察實作的原理而做的,讓學習不設限在一個空間裡,將眼光放得更遠、把好的理想代代相傳,使梅老師灑下的種子能夠繼續的傳承下去,讓更多人知道科學實作的有趣。

梅老師也經常自己發明各式各樣的簡易科學實作,再來教我們如何去操作,例如:電動機械蟲、電流磁振盪線圈……,認識這些作品都是使用簡易的材料製作出來的,也用來教導學生科學實作這方面的知識,吸引學生對科學實作的興趣。在科展方面也常常用實作教學幫助指導要參加科展的同學,也出版了「認識科展的第一本書」這本書。梅老師曾經說過我們的學習就像一個倒立的三角形(?),意思是說如果我們在學習的過程中沒有奠定良好的基礎,或是沒有延續下去的學習,就無法繼續的學習到更深入的知識,也就是說要打下良好的基礎和慢慢的去培養跟訓練才能往更深的地方去學習和發展。

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高鐵http://blog.liontravel.com/TravelLife/post/827/3231
瑞力球http://www.youtube.com/watch?v=dl5YJ0sNBlk
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