用創新的方法去教育科學

在科大這些年其中一個比較特別的課程是一個在學院層面的課，叫做SCIE3110 Teaching Science Using Innovative Teaching Tools。我將之翻譯為「用創新的方法去教育科學」。其實想法非常有趣，我們見到有很多理科的同學將教育作為自己畢業後的工作方向，可是由於科大主要還是一個研究型大學，並沒有任何課程教導自己的學生怎樣去成為一個稱職的中學老師。所以這門課的目的，就是讓同學有一個相對比較自由的環境下，去想像一下怎麼設計一個教材給中學生使用。當然同學在設計這些有創意的教材是並不完全是天馬行空，我們仍然會有一個框假給同學去發揮自己的創意。傳統理科的教育可以有分為三種模式，包括傳統課堂，示範，以及實驗。所以在我們這門課裏面，有要求我們同學在這三種模式裏面，加上自己的創意去設計一些可以給中學用的教材。同一時間，我們也會邀請一些中學生來到科大，「成為白老鼠」，讓我們的同學測試一下他們自己設計的教材。

體驗式學習

這門課跟一般我們在大學教授的科目有一個根本上的不同。在設計這課程時，我們是把它分類為「體驗式學習」（Experiential Learning）。跟一般課程的單方向教導的方法不同，這一門科目，作為指導老師，我們不會安排很多正規的課堂。反而，我們是需要同學自己不停的反思，去找出改善自己教學設計的錯漏。從錯誤中學習。我們沒有一般的功課，測驗，或考試。可是同學在學期尾必須要遞交一個可能長達50頁的學習檔案（Learning Portfolio），記錄着他每一星期所學習到和可以進步的事情。由於我們也會有中學生到科大給他們兩次實習的機會，我們的同學也必須從這些練習中，找出自己不足的地方以加以改善。

來源

自己有機會參與這門課，事緣是在2016年的年中，物理系的陳子亭教授找我，問我有沒有興趣去參加一起教授這門科目。聽過他講解這門科目的原意及設計後，我差不多馬上就同意參與了。在他的穿針引線下，也找來化學系的「火博士」Jason Chan跟物理系的吳誼暉一起參與這個這麼有意義的計劃。由於有數學系，物理系跟化學系的老師一起，同學亦都有機會看一下不同主修是如何可以設計出更有創意的教育方法。

對我的意義

不單對我們自己的學生，這甚至對我自己來說也是一個非常新更有意義的體驗。我可以看到其他科目如何用不同的方法吸引人學習。而且也可以看見其他科目的同事，如何的花心思去設計自己的教材幫助同學學習。「火博士」就經常提到好幾項「Wah-Factors」（就是一些可以令到觀眾或學生驚訝的元素），就包括了火，聲音， 煙，顏色，光線等等。就是由於這些表演級別元素，就可以更加吸引同學去認識背後的原理以及那一些只在書本上面看起來非常沉悶的化學反應。又比如，我看見到物理系是如何設計一些實驗，讓中學生有機會自己砌出一件機械車或者發電機。

其實這門課對我最大的刺激，是我們一般很少去想辦法吸引同學們對數學的興趣。我實在想不出有什麼數學上的Wah-Factor。其中一個可能性，就是我知道現今同學到時視覺學習者（Visual Learning）。如果你沒有把東西拿到他們面前讓他們看，他們實在很難去提起學習興趣。所以電子產品，就可以在不同程度上幫助我們吸引同學學習數學的興趣。我自己非常喜歡用遊戲作為例子介紹數學裏面不同的理論。我曾經嘗試用Pokémon Go或者Monument Valley去教旅行推銷員問題 (Travelling Salesman Problem)，又或者用2048去介紹策略設計（Strategy Design）或者純數學裏面唯一性（Uniqueness）及存在性（Existence）等等的概念。

我們同學的創意

我們過去一共在四個學期提供了這門課，數學系的學生也非常有創意。有好幾個不同的活動我自己的印象是非常深刻的。有其中一個課堂，我們的同學設計了一個扭計骰的教材。通過這遊戲，嘗試教授中學同學關於群論（Group Theory）的概念。這一組同學，在設計一個數學實驗的時候，也用到了莫比烏斯帶（Möbius Strip）去教授拓撲學（Topology）的一些原理。亦都有一些比較貼地的題目，包括用抽遊戲卡去教導統計學方法，或者是摺紙裏面的數學。我們的同學，也發揮了他們無限的創意，介紹了一些包括結理論（Knot Theory）等困難的數學概念給中學生認識。以後有機會，讓我組織一下同學們遞交的設計，希望將來可以在這裏分享給中學使用。

很可惜，我們幾個指導老師覺得由於疫情關係，沒有辦法可以邀請到中學生來科大給我們同學實習，所以只好在學期把這門課目取消了。希望下一個學期有機會跟同學一起參與這個有意義的旅程。