2017年9月11日 星期一

經過提點以後,學生發問的品質其實會變好 (對理院科學營新生提問之回應)

櫻桃紅腿陸龜(Cherry Head Tortoise)的幼龜,圖片連結自:theturtlesource.com
今天早上有20幾位理學院各系新生參與生科系部份的科學營課程。我將這部份的課程分為三個時段:
  • 簡單聊聊科學是什麼?科技是什麼?基礎與應用科學是什麼?基礎科學的發展與分眾是什麼?生物科學又是什麼?最後回到一個核心議題,也就是科學方法中的現象觀察與提問又是什麼?總之,這個部份比較玄,因為沒有實際演練過的同學會難以把概念、理論、曾吸收聽聞過的知識與肉眼可見的現象結合在一起;
  • 實際參訪生科系的溫室。其實生科系(還有中山其它生物科學相關系所)的研究室都很有看頭。但因為人數多時間短,以及課程的目的是思索與提問,因此我還是把所有學生拉到溫室,讓他們瞭解從肉眼可見的現象到提問之間的距離是什麼;
  • 最後再把所有學生帶到會議室說明何謂精準的提問?我不期待也不需要學生問出一個超高級的問題(好比post-genomic era我們應該如何如何...),我只需要學生知道如何審視所提問題的原則,例如:(1) 是否為大栽問?(2) 現象與問題之間的距離是否太遠?(3) 現象是否根本不存在?以及 (4) 是否犯了人類本位主義的毛病?(包含以目的論來解釋所有的現象)。 

其實我覺得學生的反應和表現還不錯,也沒有亂寫。以下我把一上午收到的提問羅列如下,然後做一個總評:
  1. 魚類如何偵測障礙物的存在?
  2. 龜背芋的上層葉片為什麼都會裂開還有洞?下層卻沒有?
  3. 外溫動物需要定時取食?
  4. 皮卡丘是夜行性動物,但養在室內時因燈光經常開關會影響牠們的作息嗎?
  5. 熱帶雨林的底層植物的受光量應該較少,但在溫室中四面八方都能進光,是否會因此造成生長上的差異?
  6. 熱帶雨林中的降雨多半到土中,但是在溫室中噴水只會到止滑磚上,這樣能造成類似的溼度嗎?
  7. 為什麼有些葉片的葉脈是紅色的?這和生存有什麼關聯嗎?
  8. 如何判斷那些魚可以養在一起?
  9. 有一種植物的新芽有毛,這種結構的功能是什麼?
  10. 為什麼有些蝴蝶的正面與反面花紋不同?
  11. 紅腿與黃腿陸龜的顏色有什麼功能?
  12. 如果魚有肺,為什麼不會進水?
  13. 生物原本的日週期會因為飼養國家而改變嗎?
  14. 如果蝴蝶的視蛋白多樣性很高,是不是就因此可以因此開發出更好的感光元件?
  15. 為什麼不同種的龜會進行求偶行為?
  16. 為什麼水生龜的背甲表皮層會剝落但陸龜不會?
  17. 蜥蜴脫皮會從特定的位置開始嗎?

當然,我還是會看到一些意義不明,但並非出自亂問,只是因為稍微缺乏背景知識,好比說:
  1. 為什麼要把垃圾魚和斑馬魚養在一起?會影響斑馬魚的生存嗎?(因為黃金琵琶鼠可以處理殘餌)
  2. 魚缸裏為什麼要擺一堆有的沒的?(因為有些魚類需要躲藏)
  3. 有一種花的生長方向朝地面,這和它在熱帶雨林中有關嗎?(其實無關,因為非熱帶雨林植物一樣有那樣的花序)
  4. 鰭的多寡為什麼和泳速無關?(沒有,這不是一的由單一因素影響的議題,與鰭的數量沒有關係)
  5. 魚類的動與靜和結構有關嗎?(不是單一因素的貢獻)
  6. 為什麼會把蜥蜴和魚養在一起?(因為可以相安無事,而且在野地牠們也會遇到)
  7. 為什麼蝴蝶要動來動去?(因為牠是活的)
  8. 蝴蝶的花紋有力學上的功能嗎?(如蜻蜓的翅痣) (沒有)
  9. 有些植物為什麼要掛在天花板上?(那是附生植物)
  10. 為什麼在實驗室中養了昆蟲和魚類,但在溫室中養了爬蟲類和魚類?(因為管理需求)
  11. 烏龜為什麼要咬著石頭進水中?(那是飼料)

有幾位同學在提問中不約而同提到龜背芋葉片形態的多變,其中有一位提到葉型以及在雨林中的光合作用效能的關聯性。這個問題有什麼了不起呢?事實上龜背芋成熟葉片上的孔洞(fenestration)早在17世紀被歐洲植物學者所注意,但是一直到2013年才有一位印第安納大學的研究生Christopher Muir檢測了龜背芋葉面孔洞功能的假說。除了Muir,在前後幾年也有數篇論文檢驗同一現象的不同假說。這也就是說,過往學者所偵測到的現象,我們的同學現在也看到了。同學在2017年想到的假說,離該假說被檢驗的2013年也還沒有太遠。這也就是說學生並沒有那麼缺現象偵測的敏銳度,只是需要一些時間與意願來充實知識與技術。

整體上來說我覺得比預期得好很多。一來是學生沒有為了問而問,或是有一種交差了事隨便敷衍我的感覺。然後,過往請學生提問所出現的混亂感也降低了。更重要的是多數學生並不是生科系的學生,這表示其實非生科系學生仍然具備跨領域提問的能力,即使那個問題還不夠精確。此外,當學生還有一點學習動力,對知識還有一點熱情的時候,給予一些提點與示範,他們其實是真的可以做得還不錯。