本校董事長應《環球科學》雜誌邀約
撰文陳述對科學教育的觀點
刊登於2012年9月號雜誌內容全文
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【環球科學雜誌封面】
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找准科學教育的重點
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改變科學教育的方法，我們才能培育出更多影響世界的科學創新人才。
本刊記者 廖紅豔
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楊定一博士是一位頗具傳奇色彩的科學家。
他6歲隨父親移民巴西，13歲以巴西第一名的成績考入巴西大學，17歲隻身前往洛克菲勒大學，27歲任該校分子免疫及細胞生物學系主任。迄今，楊定一已發表了300多篇重要研究報告，碩果累累（參見《環球科學》2010年第2期《楊定一：從科學家到教育家》）。
但現在，他的科學家身份有所轉變——不僅是臺灣地區三所大學的校董，還參與大陸多所明德小學軟硬體規劃，致力於培養優秀的下一代科學人才。當過科學家，又投身教育事業的楊定一博士，或許能為科學教育這個重大問題提供一些借鑒。
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| 《環球科學》：在臺灣地區，科學教育的情況怎麼樣？ |
楊定一：臺灣中小學校內的科學教育算是有相當好的成效，比如，國際數學及科學教育成就趨勢調查（TIMSS）結果顯示，臺灣學生的數學及科學測驗成績，在參加調查的40個國家或地區的50萬名學生中都名列前茅。此外，我們的學生參與各種國際科學奧林匹克競賽時也表現傑出，金牌、銀牌不斷。
相比而言，美國一向在TIMSS中表現一般，位列中游。美國主持TIMSS的教育學者指出，華人之所以在這些競賽中表現優秀，有兩個原因：一是專業優秀的師資，而美國中小學教自然科學的老師多數在大學時並非主修理科；二是課程結構，美國大多數中小學裏的科學課程，雖然教學課時數多且內容豐富，但缺乏合理結構。從一年級到九年級的課程裏，相同概念常常重複出現（如能量），結果是教得多卻深度不夠。而華人地區的學校科學課程結構嚴謹，循序漸進。
不過雖然臺灣學生在TIMSS表現優異，但其實臺灣與美國的教育制度各具特色與強項。美國講究方法論(Methodology)與邏輯推論(Reasoning)，重視學生獨立思考能力而非知識背誦。臺灣強調大量吸收資訊與學識涵養，科學課程結構嚴謹，有時卻忽略了獨立思考與解決問題的能力。 |
| 《環球科學》：有沒有一種兼具“不讓一個學生掉隊”而又嚴謹的科學教育體系？ |
楊定一：我個人認為科學教育的重點不在記憶背誦，而在邏輯思考能力的培育。這種改變很難借由一兩項措施就產生立竿見影的效果，實在需要主政者及教育者從業者繼續深入地研究並改善。
在臺灣，九年一貫課程的基本精神是要脫離以前統一進度、統一標準的課程，實施教師與學校本位課程、以學生為中心的探究式教學，從而達到個性化、適性化的目標。但到目前為止，小學教育比較能做到上述的方向，但初中階段則困難重重，一定程度上影響了學生創造能力的發展。
另外，臺灣的學校教育普遍為升學考試而準備，以致學習多為片段性知識，缺乏過程技能、基本原理教育，使知識與日常生活脫節。學校的學習非常功利，為了考試為了升學，這樣的小孩不容易培養學習的興趣。真正的學習興趣不是這樣來的。過度的課業壓力容易讓學生為了文憑學習，反而僵化了思考與創造的能力。 |
| 《環球科學》：那麼你認為該如何啟發學生的科學興趣、熱情？ |
楊定一：這實在是太重要、太關鍵的問題。對科學的興趣不應是在大學或研究所才被鼓勵，科學家的養成計畫是長期且多層次的，在兒童時期就應著手培養。這也是為何在規劃為貧窮地區所設立的數千所明德小學時，我們建議要有多元化的科學課程、科學展覽與科學競賽的原因。
讓師長們採用正向鼓勵（positive reinforcement）的方式，在輕鬆愉快的氣氛中點燃學生對科學的熱情。不論是科學、音樂、文學或藝術，唯有鼓勵學生快樂地結合熱情與天賦，他們才能在熱愛的事物上發揮最大潛能，並找到人生的一條路。
現今的教育方法需要有所改變，不應該用分數或名次來量化學生的資質。教育者應採用活潑多元化的互動來啟發學生，讓科學融入生活與人生態度，培養學生獨立思考與解決問題的能力。唯有如此，我們才能培育出影響世界的科學創新人才，我們也能驕傲地說，華人在科學舞臺上扮演了舉足輕重的角色。 |
| 《環球科學》： 我們知道，你出生於臺灣地區，成長于巴西，在美國取得博士學位，你的成長、求學、工作足跡遍及各大洲。你認為從全球的角度來看，科學教育的重點是什麼？ |
楊定一：不論中國大陸、臺灣地區，還是其他亞洲國家和地區的科學教育，現階段應著重“質”的精進，而非“量”的擴展。
從上世紀80年代始，各個國家和地區都積極培育科研人才，以推動高等教育的方式成功提升了科研工作者的數量，在人才數量上奠定了良好基礎。但如何提升科研工作者的素養與競爭力，則成為現階段最重要的課題。
比如，在“量”的方面，臺灣地小且人口不多，卻有164所大學院校（一般大學73所，技專院校91所）。每年約有31萬畢業生離開校園，其中科學相關領域（理、工、醫、農）約14.8萬人，但科技人才職缺卻僅約8.3萬個，明顯看出人才供過於求。也唯有“質”的提升，才能增加科技人才的競爭優勢。
所以，我們的科學教育也應重點著力於此。 |
| 《環球科學》：對於那些有潛力的年輕科學家，你認為他們最需要的發展條件是什麼？ |
楊定一：我曾經歷研究生、博士後研究人員、教授、系主任等不同階段，也參與兩岸科學精英培訓與教育規劃。對於科學家的培養，我個人認為洛克菲勒大學的教育模式值得借鑒。
洛克菲勒大學的文化傳統是鼓勵有沖勁的年輕科學家，他們對科學的未來會有更為深遠的影響，這也是洛克菲勒大學能培育如此多諾貝爾獎得主的原因。
洛克菲勒大學有“科學麥加”（Mecca of Science）之稱，僅設立博士班，並無大學部或碩士班，每年招收不超過20名學生。大學以主題實驗室取代傳統系所，每個實驗室都為科學家提供獨立的協作空間。當時不論是我領導的“分子免疫與細胞生物學實驗室”，或其他不同主題的實驗室，其規模都遠超過一般學校的傳統院系，甚至組織架構更為多元化。各實驗室開展的大型主題研究計畫，研究內容不僅跨科系，甚至跨領域。這也就是所謂的“群聚效應”（critical mass），借由群聚的力量發揮科學研究的最高經濟效益，才能真正在科學領域有所突破。
我的老師梅裏菲爾德博士（Dr. R. Bruce Merrifield），因發明固相多肽合成法（solid state synthesis）對發展新藥物和遺傳工程貢獻良多，於1984年獲得諾貝爾化學獎。梅裏菲爾德博士曾與我聊到，在他還是個研究剛起步的年輕學者時，曾有三年未發表任何論文，幸好當時洛克菲勒大學的校長與同事肯定他的能力，鼓勵支持他的研究計畫。事後證明，人才是效益最大的投資，而遠見也使得校長與同事成為化學發展史上的大功臣。
總之，一方面我們要給年輕的研究人員提供世界一流的科研平臺，另一方面要善於發現人才，對那些暫時沒有出成果的年輕科學家充滿信心，無條件地支持。我想這是他們最需要的。 |
| 《環球科學》：你目前也是臺灣地區三所大學的校董，能否談談在培養尖端科學家方面，你自己是怎麼做的？ |
楊定一：有件事情很有意思，過去在《科學》（Science）和《自然》（Nature）期刊上有許多辯論，中心問題是，科學研究的規模究竟是“Big is beautiful”（大些好）還是“Small is more beautiful”（小些好）?其實我認為“Both are beautiful”（都不錯）。
多年來，我在臺灣長庚醫療體系、長庚大學、長庚科技大學都相當重視研究人才的培育。剛剛起步的科學家研究規模較小，處於個人自主且“Small is beautiful”的階段。在他們的研究初期，也就是最需要經費支援的時候，我們會助其一臂之力。
等到這些科學家的研究稍有起色後，他們再與其他資深科學家競爭相關機構的經費支援，進而擴大研究規模，進入“Big is beautiful”的階段。
在亞洲，經費支持往往傾向有經驗、有成就的著名科學家，其實這樣的科學家往往擁有相對豐富的資源與設備，不像年輕科學家易面臨經費上的窘困。
當科學家在一個領域獲得重大突破時，研究腳步一定要加速且重效率，如果關鍵時刻不能獲得協助，年輕科學家很可能就此功虧一簣，也可能造成科學界的重大損失。 |
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