Sunday, August 25, 2024

中小學的科學理論課問題

實在說,我在中國大陸長大時,從來沒有遇到過反科學和反理智的教育。在美國,我最初聽見、讀到對抗進化論的「科學創造論」時,還是挺稀奇的。不過我沒有多想,作為一名已建立了一定科學常識的人,了解別人信甚麼不同的東西並沒什麼不好。並且,我接受上帝可能用進化法來創造世界。

不過我最近了解到,科學理論的教學在美國公立學校一直挺難。大約100年前,田納西州有一位教科學的老師John Scopes,因為教進化論而被定罪(你也許聽說過)。儘管他的罪在1927年被推翻,但田納西州禁止教進化理論課的法律又持續了40年。直到1968年,美國最高法院才決定,禁止教導進化論的做法違憲。

在最近的幾十年裡,反對將進化論納入科學課程的保守派或宗教團體改變了做法。他們說你如果教科學的進化論,那麼其他觀點(例如所謂的「智慧設計」)也應該同時教。

不僅是進化論。全國各地有些州的立法院正在提議或通過法律,旨在鼓勵「科學討論」,但實際上是鼓勵學生把科學理論視為缺乏研究證實,因而值得懷疑的理論。

2012年田納西州就是這麼做的--立法院批准一項法律,要求教師展示現有科學理論的「優勢」和「弱點」。至於什麼構成科學的優勢或「弱點」,他們的新法律卻沒有界定。北達科他州和俄克拉荷馬州分別於2019年和2023年也提出了類似的法案。西維吉尼亞州的一項新法律允許師生討論或回答「學生提問」,說是要「鼓勵學生思考。」

Ryan Summers是北達科他大學科學教育專業的教授,他認為以後圍繞這方面的法庭訴訟會很多。他介紹說

20多年前有個關於智慧設計的案件,被聯邦法庭裁定為非科學,因為智慧設計缺乏可觀察可檢驗可證實的證據,乃屬於純粹的理論和邏輯推理;教智慧設計等於支持一種信仰,違反憲法第一修正案禁止政府支持任何宗教信仰的條款。

公認的科學理論是迄今為止對世界如何運作的最佳解釋。它們經過了徹底的檢驗,有大量證據的支持,這些證據通常來自不同的領域。例如,支持大規模演化的證據來自化石、DNA分析和不同生物體的解剖結構比較。

科學理論是可以修正的。它們可能改變,甚至被丟棄,但它們是持久的。科學史上充滿了新證據重新解釋現有證據的例子,以及技術進步促進科學變革的往事。例如,16世紀顯微鏡的發現徹底改變了科學家看待世界的方式。

科學理論對自然界具有解釋力,例如地球引力可以藉廣義相對論來解釋。理論也具有預測能力,用於產生研究方案,正如天體物理學家兼作家Neil deGrasse Tyson所總結的:「一個架構良好的理論應該能解釋一些尚未理解的事物,更重要的是可以預測先前未知的現象。一個成功的理論是能夠被實驗不斷證實的理論。」

這裡是Tyson博士關於了解科學的一段講演--了解科學幫助人認識世界,不致於因無知而受他人操控:

鑑於科學理論的這些特徵,在課堂上把科學理論介紹為未經證實、值得懷疑的討論話題,做法令人擔憂。這些新法律假設:公認的科學理論只不過是一些猜想,所以不是事實,而是可以辯論的議題。

例如2023年,蒙大拿州的一項法案禁止對「非科學事實的主題」進行科學教學--其實是將科學理論貶低為某種預感或未經證實的假設,破壞了它們作為公認理念納入中小課程的可能性。哈,原子理論可能是一種理論,但它是人們理解物質的基礎,也是所有物理科學的基礎,被實驗證實過無數次!

邀請學生在課堂上對科學進行探索、辯論或理論分析的立法,可能掩蓋其它意圖。例如俄克拉荷馬州參議院的一項法案,發起人表示希望該法律能夠「通過允許不同觀點來揭示進化論理論的問題」。

西維吉尼亞州通過的一項法律更甚,為討論科學理論的替代方案打開大門,使得非科學概念得以引入。國家科學教育中心執行董事Amanda Townley在《科學美國人》撰文,批評了西維吉尼亞州的新法律。她擔心此類法律為公立學校課堂打開錯誤觀念的大門,諸如地球是平的或水晶可以治病之類。

與其讓立法委員允準科學課堂上的教導內容,國際領先的科學教育研究員Fouad Abd-El-Khalick等專家主張,以適齡方式教中、小學生科學理論的特徵。例如,美國的科學教學標準規定,到12年級結束時,學生應該明白「科學理論是對自然世界某些方面的證實性解釋,其基礎是經過反复證實的事實」。

鼓勵學生進行批判性思考並提問是對的,例如「支持該理論的證據是什麼?」或「這個理論是如何被檢驗的?」但需要注意,任何理論在被納入課程之前都應該已經獲得「科學理論」的地位。

教育學研究人員認為,中、小學教育必須為學生提供「實用水平的科學素養」,使他們能夠理解日常生活中與科學有關的問題,並做出從疫苗接種、環境保護到烘焙蛋糕、飲食健康的各種決定。獲得這種科學素養包括理解和信任科學知識,例如事實、定律和科學理論。

顯然,缺乏這種科學素養意味著一大幫人放棄科學常識,相信各種奇怪的陰謀論和迷信思想、拒絕疫苗接種、對氣候和環境變化的事實置若罔聞...

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