2013年12月2日

說大學的基礎科學教育

作者/劉源俊(東吳大學物理學系名譽教授)

一般談基礎科學教育,多只著眼於中、小學階段;當教育部與國科會提到科學教育時,大抵也只關注在中、小學階段。筆者在本刊的評論欄與相關座談會裡,曾多次論及中學階段的科學教育,本文則專論大學階段的基礎科學教育。

先說大學文科的基礎科學教育。必須認識到,基礎科學是人類文化發展歷程中的重要成就。這裡所謂基礎科學特別指的是天文學、物理學、化學與生命科學。相關的學問自十七世紀初的西方開始發展──其崇尚理性的精神開啟了其後的啟蒙時期;其探究學問的方法奠定往後自然科學、社會科學與技術科學的基礎;其發展出來的知識則開創了現代文明。

生於現代,若不對基礎科學有基本的認識,不只愧對先賢,也實在不配當一個現代的知識份子。中學階段雖已對基礎科學有些引介,但中學的教育內容到底膚淺,不可能深入,而且在升學主義的氛圍裡也不可能產生有意義的效果。現今大學教育既然已經成了普及教育,中學教育的缺失靠大學教育來彌補,乃屬理所當然。

臺灣的「通識教育課程」自民國七十二年開始推行迄今,剛滿三十年。三十年前的理想是希望文科學生多選些理科的課,理科學生多選些文科的課,於是擴大學生的文化視野,也促進學科間的交流。今日檢討其成效,則不可諱言的,離理想甚遠。許多學校的主事者對「通識教育」並無深刻的認知;所開出的課多並非能使學生領略其它領域學問與方法,並增廣識見、開拓胸襟,成就健全識士的具文化意涵的科目,而不過是一些「通俗課」、「討好課」、「拼盤課」或「雜碎課」。

有人將「通識」顧名思義誤解為「普通常識」,或「貫通的知識」、「連通的知識」、「融通的知識」。還有人從「識」字聯想,拿它與「知識」、「見識」、「膽識」、「賞識」等不同類屬的詞並列,稱為「五識」。說實在的,與其根據這些糊塗理念開設一些所謂「通識科目」,還不如老老實實開些介紹各學門精義與方法的深入淺出的入門課。中國大陸的大學近年推行開設「文科物理」、「文科生物」這些科目,頗值得注意。另外,筆者更覺得應該努力開發「科學發展史」、「科學經典選讀」這些跨領域科目。

次說大學理科的基礎科學教育。我們的大學理學院學生,通常一開始就分別進入數學、物理、化學或生命科學系──生命科學系與數學、物理、化學系甚至還不是同類組招生。由於課程分化的緣故,數學、物理、化學的主修生很少有機會修習生命科學;反過來,生命科學系的學生也很難有機會多修習物理與化學有關科目。

然而眾所周知,多年來的諾貝爾生理醫學獎項,許多與物理、化學有關。二十一世紀更是「生命科學與醫學」的世紀──這一領域的發展有賴數學、物理學、化學、生命科學、電腦科學的跨領域整合。所以,主修物理與化學的學生若不對生命科學有相當的認識,未來的發展勢必受限。美國麻省理工學院(MIT)早幾年就規定所有學生必修生命科學,值得效法。有遠見的大學應要求新世紀的理學院學生必修普通數學、普通物理、普通化學與普通生物學四科。

上述各類基礎科學科目,最好是延請資深而有經驗的教授擔任講授。他們比較知道重點所在,懂得深入淺出,學生於是學得較多。資淺教師則往往或只注重公式推導不注重觀念啟發,或故弄高深以難倒學生為能事。然而這樣的教師充斥我們的大學殿堂──特別是在所謂注重研究的大學裡,他們常洋洋得意,不受約束,卻事實上誤人子弟!

近年來,學生的讀書風氣明顯低落,學生的國語文程度不足,讀書能力──特別是讀英文教材的能力漸趨退步。這從國立臺灣大學附近西文科學書店逐年銷匿的情況,可見一斑。可肯定:若學生不閱讀或不善閱讀,其思考與推理能力、表達能力必不靈光;若要期待這樣的學子將來在學問或實業上作出重要貢獻,恐是緣木求魚。我們對這樣的發展千萬不可掉以輕心!

再一說大學工科的基礎科學教育。我們的大學工學院近年有一趨勢,就是增加專門科目,裁減基礎科學科目的學分數與時數,甚至將之改為選修。此事對工科學生的未來發展將很不利,應該扭轉。至於近年新成立的許多名稱膨風的「科技大學」(University of Science and Technology)──其實不過是「技術學院」(Polytechnic College),其中許多既缺乏理科教師,也不重視基礎科學教育,更應糾正。工科的技術學院也應重視基礎科學的教育,否則其技術是無根的。

說到此,又不得不檢討我們教育部的「科學教育指導會」(過去名為「科學教育指導委員會」)。多年來我們不曾見到教育部長或該單位的負責人,對臺灣的科學教育指出應當發展的方向,也不見該單位作了哪些實際工作!「科學教育指導會」既未被教育部賦予特定任務,又未設分學科的委員會,乃無從發揮功能!

他山之石,可以攻錯。美國的歐巴馬總統今年談到教育政策時,標榜「主幹」(STEM,指Science、Technology、Engineering 與Math)──其中,科學、技學、工程與算學四樣是並重的。中國大陸的教育部為提升高等學校的課程與教學水準,各學科都組成「課程教學指導委員會」(以物理學科為例,「高等學校物理學與天文學教學指導委員會」又分為「物理學類專業」和「非物理類專業物理基礎課程」兩個分委員會),定期商討原則,舉辦相關研討會,釐定課程準則,對教育品質的提升著實發揮了功效。

最後再一說科學教育的終極宗旨。講授科學知識之外,各級科學教育更應著眼於培養、提昇公民的態度與精神。什麼態度與精神?務實、明理、利用的態度與求是、求美、求善的精神。

筆者最近對Science 作了一音意兼顧的詮譯──「學、驗、思」。若進一步將基礎科學稱為「驗思學」──重視實驗與思辨的學問,或更可粗略概括其內涵,而有利於其教育之推行。

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