冒牌自然老師

:採訪當年, 孫維新教授還任教中央大學物理系及天文所

引自《通識在線》雜誌 第三期精選文章
採訪／林孝信、蔡依伶　　整理／蔡依伶
圖／洪景川先生　台北天文館(星象圖)、孫維新教授提供
　

　在台灣普遍忽視科學教育重要性的環境下，國立中央大學天文所教授孫維新開設的〈認識星空〉，卻在台大、中央等校獲得許多大學生的喜愛，並受邀參與教育部遠距教學計畫，在台灣聯合大學系統（包括中央、清華、交通，及陽明等校），以及國內十所大學，開放為遠距教學通識課程，供國內各大學學生選修。
　

　在各大學的ＢＢＳ上，選修過〈認識星空〉的學生熱烈討論著：有學生認為大學生涯第一次趕赴早上十點的課，就是衝著這門課；也有學生認為〈認識星空〉讓她的Monday Blue 不藥而癒。同學們大致同意孫老師的課是一門「有料」的通識課，上課內容絕對「營養」，但獲得學分的過程卻不輕鬆。
是什麼原因使七年級的大學生，願意來選修一門並不輕鬆的通識課程？答案或許可從孫維新對通識教育的理念與教學的方式尋求解答。

通識教育並非簡化專業科目，而是貫通各領域的知識

林孝信：傳統上，專業教育跟通識教育是大學教育的兩大內容，兩邊互有拉扯。這樣的拉扯在台灣更嚴重。在台灣，專業教育比重大很多；相較於外國大學通識教育比重達百分之五十，台灣對通識實在太不重視了。
　

孫維新：國外的大學把學生訓練成各方面都均衡發展的人，專業則等到研究所再說。
　

林孝信：因為外國的做法是， 學生其實是進入College，並非進入一個department，雖然他有major，但是基本上還是在College。
　

孫維新：我有次遇到一位在ＭＩＴ參與火星計畫的女教授Maria Zuber，她說即使是音樂或藝術方面的ＭＩＴ學生，都要修微積分與普通物理的課程。
　

林孝信：沒錯，這就是國外通識教育的作法，但是台灣不是。
　

孫維新：我覺得這是很危險的，譬如理工的學生，不要說通達到藝術、文學、音樂等方面，就連科學的其他領域都不懂。如果要在研究上有任何獨創的見解，就必須懂得很多其他領域的東西。
　

林孝信：台灣學生似乎考試特別行， 但是要進一步發展到「科學家」，東方人就少。有個重要因素就是缺乏通識教育。偉大的科學家，如愛因斯坦，他小提琴就拉得很好，接近專業的水準；對於宗教、文學、教育、社會科學等都有他的見地。就連跟愛因斯坦齊名的波耳 (Niels Bohr)， 有社會學者研究波耳指出， 他的complementarity principle，是受到丹麥哲學家齊克果（Kierkegaard）的影響。
　

孫維新：您這樣講很有啟發性，目前科學在整個政策鼓舞之下朝向研究、而且是非常專業的角度走下去，這樣的政策會讓這些科學研究者瞧不起其他領域的研究者。
　

林孝信：因為研究者不了解其他領域，又受到社會肯定，會產生自傲心理，這很要不得。通識教育認為，如果有較為寬廣的知識，才能懂得尊重別人。另外，台灣通識教育的歷史很短，也影響大家對它的正確認識。十幾年前一些學者才真正開始推動通識教育，例如劉兆漢、黃俊傑等；一段時間後，教育部也開始推動，所以各大學才開始辦理通識教育。可是一般人不了解，因為教師在大學時期也沒有接受過通識教育。可是在歐美，通識教育已經存在幾百年，通識教育就是大學教育的核心，根基十分雄厚。
　

孫維新：目前還是有很多人無法體會到通識教育其實才是教育的核心，很多人以為，把專業課程教得簡單一點就是通識教育。
　

林孝信：對，這是一個很大的誤會。
　

孫維新：有些人的觀念還沒改過來，他們認為既然有普通物理學、普通天文學，就把這些科目再教得簡單一點。所以很重要的是，不論是人文科學還是自然科學，通識教育講述的都應該是這些領域如何與人文、社會發生關係。
　

林孝信：對，通識教育是貫通而不是簡單化，是貫通到各領域去。對於科學通識教育還有另一種想法，是要去強調科學的精神與方法、科學哲學、科學史等，而非具體科學事實或學理的傳授。
　

孫維新：如果是非科學背景的學生，對於數學、物理等會產生學習障礙，但是他們應該可以有效地學習科學的態度及方法，知道科學家們是如何獲得這些知識的。我剛回國開始教書時認為，能把天文學的知識講清楚、數學式子導得出來，那就很好了。但是後來發現當初人們是怎麼獲得這個知識的過程，是一樣重要的；在這之後，還有更高一層的境界：是他們為何想去探索？因此，知識其實居於最底層、獲得知識的過程是第二層；而開始想要對周遭世界展開探索，才是最重要的，知識是從這樣的一個過程得到的。

科學教育是從野外發掘規律開始，非從課本描述規律開始

「認識星空」課程中所用到的照片，很多是孫教授實地拍攝，同時藉此鼓勵同學們多多親自去體驗。孫維新：〈認識星空〉這門課其實是一個無心插柳的結果，十年前，當我在中央大學開始教授〈認識星空〉時，國內並沒有鼓勵通識教育的氣氛與環境；甚至有些學者認為，到大學部開課都是浪費研究時間，諸如此類的觀念當時都已深植人心。可是我卻在各地的演講邀約中發現，一般大眾普遍對天文有濃厚的興趣，例如觀賞流星雨之類的活動。於是當我在進行科普演講或做科學廣播節目的時候，便會去看一些相關資料，然後將這些資料通俗化，並加入一些相關的故事，等到素材累積差不多的時候，才開成一門通識課。
　

　其實天文學是一門十分親近生活的學科，一般人小時候抬頭仰望星空，遐想著天上星宿的故事；情侶熱戀時也在劃過天際的流星下互許承諾；所以大多數人對天文知識其實是很有興趣的。相較於其他學科，國內目前普遍缺乏天文師資。正因如此，當我第一次接受台大物理系系主任蔡尚芳教授的邀約，回到母校開課時，竟有二千個學生來選課，讓我十分驚訝。
　

　另一方面，〈認識星空〉受益於上課時的環境，台大有個「視聽小劇場」，大約有兩百個座位，學生可以舒服地坐在裡面上課。因為天文本身有很多漂亮的圖片，又有許多多媒體資訊，之前和國科會合作製作的天文教育影片又可以播放，也有投影片、音樂等，和這個劇場環境結合，作出了較好的包裝。
　

　這門課的第一堂課就叫〈認識星空〉。天文學的發展是從觀察開始，但自小學起，我們就把學生關在教室裡讀日月星辰怎樣運行，其實學生應該要去野外看。只要一兩個晚上熬夜不睡覺，從傍晚看到天亮，對於星空是怎麼樣運行的，馬上就會有一個正確的概念。像天文、海洋、大氣、地質等這些環境科學，教育的起點是在大自然裡，只有在大自然裡對一些有趣的現象開始產生疑惑，開始發問，這時候書本中的答案才會有意義。可是我們的教育一開始卻是教育學生去描述現象，然後背答案、回答問題，無法親自去體驗自然的規律，我覺得這十分可惜。
　

　也因此這門課會要求學生去做一個月的自然觀察，讓學生選定一顆亮星，每晚去觀察這顆亮星通過附近教堂尖頂的時間。在觀測的地點劃上一個腳印，每晚就踏在腳印上去觀察那顆亮星通過教堂尖頂的時間差。這個現象的答案很簡單，就是四分鐘，可是學生會覺得很有趣，四分鐘彷彿是一個magic number ！其實，每天差上四分鐘，一個月差兩個小時，一季三個月差六個小時，一年十二個月差二十四小時，等於沒有差別，所以星星又會回到原來的地方。我們在期末會發放評量問卷，有的學生說原本以為觀察一個月很辛苦，但沒想到觀察過程中那種小時候看星星的興奮感又回來了。
　

林孝信：我想你是抓到了科學教育非常核心的地方，也是通識教育很重要的，就是激發好奇心。
　

孫維新：是的，還有一點就是建立學生的自信心，要學生了解自己也能夠發現科學規律，而且這個規律是他能懂的！他自己坐下來算一算，果然是四分鐘，學生會覺得十分有趣。

科學的故事就是人的故事

同學們上課聚精會神的樣子孫維新：再舉另一堂課作為例子：日食與月食。因為我自己曾在一九九七年到大陸漠河去觀察過一次日全食，把整個日食的過程拍成了影片，上課時學生看這個影片，就如同親歷其境一樣，從一開始看到最後一秒，會看到傳說中日全食過程裡會出現的「鑽石環」，先在一邊出現，再從另一邊產生。在講課的過程中也會描述當地的風土人情，譬如東北人的好客等。也將環保加進去，因為觀測日食的有趣處之一，就是看鳥獸的反應：小鳥一大早剛剛出門上班，突然間天色暗了下來，牠只好又回巢去了。可是當地實際上卻看不到什麼野生動物，因為都被吃掉了！而當我們進入大興安嶺，北國白雪滿地的景色進入眼簾，同時也看到一車車的紅杉被運出去，平板車台台相連，我把頭伸出窗外一探，這列平板車看不到盡頭，可以想見當地的環境和自然資源是如何地被破壞和濫用。因此我們在上天文課的時候，無可避免地會談到環保、自然，多半會引起學生的思考和共鳴，然後他會開始反思自身所處的地球環境的變化。
　

　另外我也在天文學的發展中加入歷史；中國的天文發展是最有趣的，因為天文一直是為政治服務，牽動皇室的興衰與命運。例如一個朝代興起後，大都會毀去前朝的天文儀器，因為天文儀器會預測國家命運，此舉代表毀去皇氣。但是當明成祖篡位後將國都自南京遷到北京時，因為明成祖是朱元璋的第四個兒子，仍是朱氏王朝，所以他不敢毀掉天文儀器，擔心破壞了朱氏王朝的氣數，於是便複製了南京的渾儀和簡儀等，放在北京。但是一模一樣複製的儀器在北京無法對到北極星，以進行校正，因此改在儀器前方下面一左一右墊了兩塊磚。在國外許多地方有這些藝術珍品的複製品，在前方下端也都有這兩塊磚，因為他們完全不了解這兩塊磚的功能。這其實是因為北京和南京的緯度不同，所以必須要墊高前端的「候極儀」才對得到北極星。有些人說「讓科學的歸科學」，但我覺得科學跟人根本是分不開的。
　

林孝信：對，而且從這角度也正表明了通識教育的要點。
　

孫維新：現在回頭看歷史，我才了解以前高中和大學時代所唸的歷史和地理是很有用的；當時不知道，只是渾渾噩噩地學習。
　

林孝信：再談通識教學的問題。你的〈認識星空〉是百人以上的大班教學，請問有沒有特別的困難？通常大班教學多會採取教學助理制度來彌補，例如有名的費曼講座，只要費曼授課結束後，就由助教分每組二、三十人帶開討論。你認為呢？
　

孫維新：您說得很正確，我一直嚮往的是徐志摩所描述的那個時代：在劍橋，學生大半的知識，是跟著教授在下課之後，面對面吞雲吐霧中得到的。這也是為什麼我對遠距教學比較保留，像每年春季有九到十個學校一起開課，剛開始我只在中央大學的主播教室上課，由攝影機把影像送出，其他的學校一起上課。直到有次趁著中央停課的機會，到別的學校去上課，他校的學生才知道原來老師的高矮胖瘦。課程結束前，學生問：「老師您何時再來？」聽了讓人很心酸。所以現在就改成每周輪流去一個學校，由該校擔任主播。但是魚與熊掌不可兼得，目前還是以普及推廣為優先。
　

林孝信：若一班有一、兩百位學生上課，學校應從中獲得比較多的學分費，或許該撥一部分經費來聘助教協助，如此才是合理的。

科學教育須時間與生活結合，必須由小培養

「認識星空」實際教學狀況。孫維新：我以前在UCLA 唸書時也曾經擔任過大班助教，上課後帶開，由助教解答學生的疑惑。不過助教本身也要有足夠的天文知識和能力，這在台灣是一個問題。所以我覺得奇怪，為何很多學生要到大學才知道原來科學是這麼地好玩？這種樂趣應該在中小學就發現了，所以我現在的另一個想法，是將基礎的天文知識列入小學教材。
　

林孝信：對，所以嚴格說來，現在台灣的大學通識教育還是「彌補教育」。
　

孫維新：對極了！
　

林孝信：台灣的教育到了高中就整個文理組分離， 所以台灣不容易出現科學哲學家、甚至是哲學家，因為西方近代哲學與科學息息相關。譬如康德的哲學是為了要來探討牛頓科學所引發的哲學問題，所以西方的科學家與哲學家是互通的。
　

孫維新：其實科學的概念與精神是需要一些時間去累積的，如果從小就有科學意識，在成長的過程中才有時間去跟生活結合、發酵，才有可能成為科學哲學家；到了大學才接觸科學，就太晚了。我以前在ＮＡＳＡ服務時，發現他們向全美五十州徵求科學志工，叫做「太陽系大使」。這些人平日都另有專業，例如律師、會計師等，再送到NASA/JPL 受訓，那裡有最頂尖的第一手資訊，NASA 只要把一套完整教材教給他們，加以訓練，以確保他們不會講錯，然後要這些志工散回各州，到社區去辦活動，推廣最新的天文資訊。每年每州徵求五、六個人，一年兩百五十個人下來，效果驚人，影響人數可達百萬人之多！可是台灣談這個還太早，因為連中小學的教材都還不完備，所以我們應該先幫中小學作教材，請中小學教師來受訓，讓他們回學校之後能把這些新知識散播出去。
　

林孝信：我一直覺得科學教育很重要，尤其台灣通識教育中的科學教育是最難開的，且又不受鼓勵，被視為浪費研究時間。所以，未來我們一方面可針對中小學的問題作一些推動；另一方面，則應該進一步深入探討通識教育裡的科學教育應如何著手。謝謝你接受我們的採訪，相信我們的讀者一定獲益良多。



孫維新教授小檔案
　1957 年生於台北，1979 年台大物理系畢業，1982 年赴美國加州大學洛杉磯分校（UCLA） 就讀天文研究所，1987 年獲天文學博士， 旋即至美國航空暨太空總署高達太空飛行中心（NASA/Goddard SpaceFlight Center）任博士後研究員。1989 年返台任教於國立中央大學物理系，曾任中央大學天文研究所所長，現任天文研究所及物理系副教授。
　 擔任所長期間（1995-1998），協助推動鹿林前山天文台的興建計畫。1999 年超輕型望遠鏡（Super-Light Telescope, SLT）落成，鹿林前山天文台粗具規模，隨即於2000 年開始建設「墾丁遙控天文台」，提供台灣有志於天文的學子一處完備的天文科學教育基地。曾獲中央大學理學院優良教師獎、中央大學教學傑出獎、中央大學特別貢獻獎、國科會研究甲種獎與國科會指導大專生研究獎，及科教節目金鐘獎等。