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學會思考系列之一:科學思維

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信報
教育講論
2017-02-11

吳大琪教授

廿一世紀教育,強調由於知識轉變太快,具體的學科知識已經不是教育重點,知識背後代表的精神,它培育的不同能力,才是教育重點所在。

傳統教育只強調知識,不符合廿一世紀的教育要求,所以要有教育改革。學會學習,終身學習,代表的是廿一世紀教育對學習者的期望。此外,廿一世紀教育也對課程和老師表達了嚴格的要求。它希望課堂的教育目標是知識背後代表的精神和不同的能力,而不是具體的學科知識。這需要改變課程和考試模式,更需要改變老師的思維方式,以及大量既有的教育習慣及觀念。

上述談到的改變不容易。在未來幾篇文章裏,我會嘗試總結一些不同地方的教育經驗,提出幾個傳統教育往往忽視的新舊學科精神重點,以及容易犯的錯誤。

何謂科學精神?

我先從什麼是科學精神說起:

對科學工作者來說,科學代表的,首先是承認自己(或人類)對我們世界,我們宇宙了解的不足或一知半解,我們希望戰勝無知。要戰勝無知,只能腳踏實地,一點一滴地去了解我們的世界。從以往幾個世紀我們對科學知識帶來的體驗,我們認識到這是可能的。而且當我們對世界和宇宙了解多一點,往往會帶來人類的大進步。

科學精神,不單只可以應用到物理、化學、生物等傳統自然科學上,對其他問題, 譬如人類對不同生命群體行為的了解(社會科學),也同樣適用。科學精神承認我們對生命群體行為的了解還很初步,還有大量問題需要一步一步,通過艱苦的觀察和研究活動去了解。不過科學也相信,當我們對生命群體行為本質了解更多後,也會帶來人類社會的進步。承認無知,相信通過自身努力可以逐漸戰勝無知,改變世界,是科學的基本信念。

發展有效方法

信念之外,更重要的是去發展有效的方法或工具,來幫助我們了解世界。科學的方法原則上很簡單:通過大量的觀察和實驗,我們嘗試總結出一些可驗證的猜想。「可驗證性」是科學方法最重要的一個原則,也是分辨「科學」和「偽科學」的最有效工具,符合「科學」的猜想,必須具備:一、符合現有的實驗觀察數據;二、提出新的,還未有實驗驗證的預言;三、預言必須由(新的)實驗去驗證。如果預言不符合實驗,那提出的猜想,只能說是錯誤的。科學的發展,往往建立在否定了大量不完全符合實驗結果的「猜想」後,去蕪存菁剩下的不被否定的猜想,才能被接受為客觀世界的「規律」。

忽視科學精神

我們現時的科學教育,強調知識,往往忽視了最重要的科學精神:「承認我們的無知,相信通過本身的努力可以更了解世界,帶來進步」。科學課本的內容,只強調我們認識到的世界規律,把這些「規律」描述為「真理」,而忽視這些「規律」只是我們總結對世界觀察的一些嘗試;我們對世界的認識還很初步,還有更多的「規律」在等待我們去追尋。在這信念之上,我們發展了一系列的方法來幫助尋找我們世界的「規律」(科學的方法)。普遍相信,廿一世紀是我們對世界認識飛躍的世紀,科學的精神和方法,是廿一世紀重要的技能。學會把科學精神和方法,應用到不同問題和領域,是科學教育的重點。如何構建合適的科學課程,考試模式和相關的老師培訓,是香港和世界科學教育工作者的重要課題。

撰文:吳大琪教授
香港資優教育學苑院長、香港科技大學理學院物理學系教授

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