代序: 大一普通生物學究竟該教些什麼?

生物學在講甚麼?–周成功老師的探索筆記 (0)

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2014 年我自長庚大學退休之後,一直在思考能作些什麼自己有興趣又可能有些新意的事。我一直很喜愛教書,但問題是我究竟應該教些什麼?或是該怎麼教才有意義? 1979 年回台任教後,我就一直在陽明大學研究所教書,2000年轉到陽明大學生命科學系專任,接下來2004 年到長庚大學生命科學系,才開始以大學部的授課為主。有一門課是我一直有興趣嘗試,但沒有機會獨挑大樑,那就是大一的普通生物學。

我大學唸的是化學,從來沒有正式上過完整生物學的課,因此想要獨自開一門普通生物學是個非常大的挑戰。但也正因為如此,我想也許我有機會擺脫傳統生物學教科書的模式,另起爐灶去設計一個全新的,以演化為主軸的普通生物學。剛好陽明大學高閬仙副校長在主持一個跨領域人才培育計劃,希望陽明大一基礎科學的課程能做一些新的嘗試。在高副校長的鼓勵下,我開始認真思考,能不能開一門有特色的大一的普通生物學。要開這樣的課,首要之務就是決定大一的普通生物學究竟應該教些什麼?和選擇教這些背後的理念是什麼?

我首先考慮到陽明大學的新生大多數是三類組的學生。他們在高中唸了三年的生物:高一基礎生物;高二應用生物和高三選修生物。這和國外高中生的情況完全不同:國外的高中生大部分只念一年生物,或甚至可以完全不唸生物。所以到了大學,大一的普通生物學就必須提供一個完整的生物學架構。以國外最流行普生的教科書為例,一千數百多頁的厚度,內容繁雜、巨細靡遺、無所不包。所以我們大一的普生就不應該和國外大學一樣,選一本英文教科書,上、下學期各2學分(陽明)或4學分(長庚)把它上完。

大部分老師會強調上普生最重要的目的就是,訓練英文閱讀能力和深化生物知識的內涵。所以高中成績優異的三類組學生,在高中背了三年生物,到了大學,面對的還是一堆類似,只需要記憶但必須轉換成英文的知識。大一新生對普生普遍的評價是乏味、無趣。

基本上我同意大學生要有閱讀英文教科書的能力,但我認為大學的普生還應該引導學生,建立對生物世界一個新的視野。更重要的是要學會一套,和高中只會應付考試完全不同的學習方法,進而獲得包括批判性思考、發掘問題、寫作表達等等可以應對未來挑戰的重要能力。

用國外的教科書上課,我認為是無法達到我認為大學生在大學應該學到那些能力的目的。因為要讓學生對生物學有一個整體的掌握,必須把生物學擺在演化的脈絡下去理解。這是高中生物教學中最欠缺的一環,而國外教科書在這個問題上也是交了白卷。可能是因為宗教的緣故,演化在國外教科書中永遠是獨立於細胞、植物、動物、生態和多樣性之外一個單獨的章節。譬如說:國外普生教科書中幾乎完全不討論生命起源的問題;Campbell 一千三百多頁普生教科書中,只有半頁的篇幅談生命起源。的所以對大一學生來說,生物學仍然是一個片段知識所堆積出的學問,記憶與背誦仍然是學習生物的不二法門。

大一普通生物學究竟應該包涵多少內容?課程內容該如何建貫?是另一個極為困難回答的問題。什麼都教的顧慮是時間不夠,每個主題都只能點到為止。但如果只設定有限的主題,就會有怎麼連這麼基本的東西都沒教的疑慮與批評。曾擔任美國國家科學院院長和科學雜誌總編輯,加州大學舊金山分校的亞伯特教授 (Bruce Alberts) 2012 年在科學雜誌上一系列談大學部教育改革的社論中,給了我一個非常清楚的論証:大學不應該再走過去那種什麼都涵括,但全無深度的教法。他把它稱之為膚淺式的學習(skin deep learning),而傳統大一普通生物學正是這種膚淺式學習的標準範例。亞伯特教授不僅提出他的批評,同時還更進一步主張,要揚棄現今包山包海型的教科書,而用一系列能讓學生深入探索的主題取代。

要糾正學生過去對生物學錯誤的看法,並引導他們獲得正確學習的方法,除了加強英文閱讀能力之外,還應該將培養思考與寫作能力作為這門課的主要目標。因此我決定我的普生課沒有教科書,而是重新從演化的觀點,去建構一個我認為更能幫助學生認識生物世界的大學課程。我規劃的大一普通生物學上下學期各3 學分,每週四小時分兩次上課。我用薛丁格的大哉問:生命是什麼?作為第一個的主題。接下來談生命的起源與生命世界為什麼變得那複雜。上、下學期共安排了24 個主題(見附錄)。每週討論一個主題。

為了加強學生英文閱讀能力,我會準備與主題相關,有一定份量的英文閱讀材料。上課前我會把閱讀材料和上課的ppt 上網,學生必須課前先預習我上網的材料。前兩小時上課是以問題引導討論的方式進行。課後,學生兩天內必須完成一至二頁中文的反思報告:簡單整理我上課內容的脈絡,想想學習中碰到的疑惑和問題,進一步對自己的問題/ 疑惑提出反思與討論。收到報告後我會親自批改,找出學生報告中呈現的問題,並給予反饋與評論。在後兩小時的課程中,我會先作一次簡單的測驗,確定學生有唸我指定的閱讀材料。接下來的時間和學生討論測驗、報告中的問題,或是我想對本週主題補充的材料。評分方式:報告佔60%;測驗佔20%;出席及上課的表現20%。

由於這是一個全新的嘗試,陽明大學將這門課命名為生物學特論,開放給全校各系選修,但以30 位同學為上限。選了生物學特論的同學可以抵免他們本系必修的普通生物學。第一年開課有29 位同學選,包括5 位醫科一年級,1位醫科二年級,20 位生科,2 位醫工,1 位醫技。一學期下來當掉2 位同學,4位同學成績在及格邊緣,但也有12 位同學90 分以上。下學期選課人數降到20人,有趣的是醫科一年級同學從5 位增加到6 位。今年選課同學持續下降,上學期20 位同學,當掉一位,下學期剩16 位,其中醫科一年級5 位。

從以上數字,大約可以看出現今大學生的學習生態。願意吃虧(6 學分抵4 學分)而又願意認真接受挑戰的學生是少數,但另一方面,大學中的確有一批好學深思的學生。怎麼樣將這群學生挑選出來,給予不同於一般的創新課程,讓他們有機會充分發展他們的潛力,而不至於毫無聲息地消失在現今傳統的教育体制中,是我認為當前大學面對未來最大的挑戰。

為了想瞭解我規劃的生物學特論是否有些離經叛道,今年暑假花了一點時間,去看國外大學大一普生課程的現狀如何。非常有趣地發現,麻省理工學院大一普生課程的規劃與我的生物學特論非常類似。首先都沒有教科書,其次,他們開六門普生的課,每門課50% 的核心內容相同,但剩下50% 強調的重點完全不同,從地質生態、演化醫學、細胞分生到生技藥物等。學生只需要在其中選一門就可以了。

其實大一普通生物學究竟該教些什麼的問題,同樣適用於檢討臺灣大學所有的基礎課程是否與時俱進。而校園中這又似乎是個完全被遺忘的話題。在國際化與一流大學高唱雲霄的今天,我彷彿又看到了一個國王新衣的再現。
上學期:
1. 生命是什麼?
2. 生命的起源。
3. 生命為什麼變的如此複雜?
4. 生命的化學反應與酵素。
5. 生命的能源危機。
6. 生命訊息表現的中心理論。
7. 生命訊息的遺傳法則。
8. 基因表現的調控
9. 自私基因與性擇。
10. 人的演化: 尋找演化的痕跡。
11. 演化醫學: 我們為什麼會生病?
12. 基因組與個人醫學。
下學期:
1. 細胞分裂週期與監控。
2. 細胞的自殺程式与老化。
3. 細胞間的通訊1:細胞訊號與訊號傳遞。
4. 細胞間的通訊2:內分泌系統與生殖。
5. 細胞間的通訊3:神經系統。
6. 細胞間的通訊4:免疫系統。
7. 細胞間的通訊5:感覺系統。
8. 細胞間的通訊6:發育程式。
9. 幹細胞與再生醫學。
10. 認識癌症。
11. 人為什麼會老?
12. 生物哲學。

生物學在講甚麼?–周成功老師的探索筆記 (1-12)目次

1 薛丁格的大哉問:生命是什麼?(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32713)
2 生命的藍圖:人類基因組計畫(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32717)
3 生命的起源(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32719)
4 生命的能源政策(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32731)
5 生命如何從簡單走向複雜-真核細胞的誕生(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32737)
6 生命如何從簡單走向複雜-多細胞生物的誕生(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32772)
7 生命如何從簡單走向複雜-植物的誕生(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32758)
8 生物如何從簡單走向複雜-動物的誕生(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32804)
9 掀開老化的秘密:我們為什麼會老?(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32763)
10 掀開老化的秘密:我們是怎麼變老的?(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32773)
11 人的演化(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32853)
12 生命科學的特質(http://shs.ntu.edu.tw/shsblog/?p=32855)

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