沒有創意,一味跟隨指令的人,跟這千千萬萬工廠制造出來的塑膠鴨有甚麼分別?全球最大的中學生科學競賽──英特爾國際科學與工程大賽(The Intel International Science and Engineering Fair,以下簡稱ISEF)剛剛落幕。在這個國際性的科研創意擂台上,我們準備了多少籌碼與人鬥智。充實自己,才免得踏出家門時,被人當成了塑膠鴨。英特爾國際科學與工程大賽(ISEF),剛於5月7日至
13日在美國舉行,“學生們開始學習怎樣做一個科學研究。”是整個大賽的核心,也就是通過一種研究的過程,讓學生熟悉科學家的工作,同時讓他們熟悉和認同一種科學精神。 在這項屬於全球中學生的年度科學盛會中,我們再次看到了東西方學生的不同、也看出了這其中的教育制度所造就出來的學生的程度差異。
要“科研”
不要“小發明”2006年度ISEF中3位獲得最高榮譽(青年科學家獎,各得5萬美元獎學金)的女生,一位研究可以殺死綠膿桿菌(致命細菌)的新方法;一位研究“巴西果效應”;一位研究可以幫助科學家更準確地評估和預測地震所帶來的危害的震區構造。
在亞洲地區,台灣學生在2006年“英特爾國際科學展”中的表現大放異彩,總決賽成了贏取最多大獎的亞洲隊伍,包括9項大會獎及9項特別獎。他們的研究項目包括了:星系團照妖鏡、人面蜘蛛借調整絲基因表現及網結構促進捕食效率、瓦斯熱水爐一氧化碳觸媒轉化器之研究、植物葉片自動辨識系統、氣流式薄膜測厚儀等。
大馬的參賽作品則是野牡丹植物對腎結石成長之影響、如何將養蝦場污水變有機肥料、從野生Gelam樹提練出抗眼鏡蛇毒素等。
如果單從研究題目來看,東西方兩國的學生是沒有差別的,大家都用了深奧的科學名相,看起來很複雜。其真正的差別其實是在題目背後的科研究竟做得有多深入?放在同一個水準上比較,就馬上看出了哪些只是“小發明”,哪些是真正的科研,而ISEF強調的是科研,不是小發明。
比賽強調按照大學或真正的科學家的方法做研究,這樣很容易就看出了各國科研的水平。中、港、台、日、韓、印,每年都會在ISEF中交出佳績,與他們注重科研以及栽培年輕科學家有密切關係。
落伍課程
造就落伍中學生丁加奴州甘馬挽蘇丹依斯邁II中學教師傅慶華曾率學生親臨美國ISEF現場,他看到相當多美國中學生的參賽項目,其實和馬來西亞大學生的畢業論文已相差無幾,算是高層次的研究,心中非常納悶。
“相比之下,我們顯得那麼的落伍,美國學生在發明一艘飛往火星的飛船或通過比較基因識別衰老基因的獨創方法時,我們還在發明依天氣轉動的自動風扇。不只是研究項目相對落伍,我們的中學生的科學知識也相對落伍。我們的教育環境,缺乏兩大要素:
1. 教科書趕不上新科技“我們的學校並不鼓勵學生閱讀課外讀物或科學雜誌,學生學習的目的只是為了考試,再加上現在學生報考的科目愈來愈多,就更加沒有時間去關心教科書以外的世界!”
“我們到今天還在用20年前印下來的教科書,你說學生要怎樣進步?西方國家不同,每每一有新科學發現,馬上就納進課程內,所以學生都跟得上腳步。我們的11科或12科A優秀生,就算代表國家赴美參賽,很大可能對‘納米’(Nano)或藍牙(Bluetooth)科技,一竅不通。”
2. 缺乏獎勵、缺乏推動為了鼓勵學生參加發明賽,美國的學生只要獲獎就可在政府考試中額免相關試卷,直接獲A等成績。(比如學生在化學組得冠軍,他的化學就直接獲A等。)美國大學甚至會直接發出錄取信給這些深具潛能的中學生,邀請他們直接跳上大學。
“大馬並沒有這種獎勵制度,既沒有學科額免,大學也沒有自選學生的權力。種種的繁文縟節,阻礙了年輕人的創意發明和科學發現潛能。”
作為一名中學科學老師,傅慶華雖時有無力感,但多年來仍堅持帶動學校的科學發明風氣,也帶學生參加類似的發明比賽,為學生爭取出國“大開眼界”的機會。最近,來自甘馬挽這個小鎮的一支小學生隊伍以“會吸灰塵的拖鞋”獲得大馬發明家協會小學組冠軍,得以赴韓國參加更大型的發明賽。
“更重要的是一些成績不怎麼樣的‘差班’學生,常有很多新點子,絕對可以是發明高手!如果校方多推動這種創意發明,將可以是打破僵化教育的有效良劑!”
家長
扮演重要角色大馬的中學生科研雖比西方國家落後一大截,但是比起東南亞國家來說,今年的參賽者之一莫哈末依凡認為,並沒有相去太遠。
中國和印度在每年的Intel ISEF中都有非常傑出的表現,主要是印度有積極栽培年輕科學家的科學中心,而中國也有栽培未來科學家的重點學校,所以可以交出很好的科研成績。
或許在西方國家的中學生在做高科技科研和發明高科技產品的時候,我們要懂得本身的優勢,儘量做些本土化的科研,像去年有贏獎的砂州女生用紅毛丹皮製成低成本列印機墨汁就是一列。
儘管先天條件不如人,但我們仍應該鼓勵中學生參加發明賽,因為在探索過程中,學生可以得到非常好的、嚴格的、教科書以外的科學訓練。
美國家長對參賽孩子無限支持,在大馬,也許家長都不大願意支持孩子做課本和考試以外的科學實驗,擔心他們一旦用很多時間來做額外的東西,就會用去溫習功課的時間,影響了會考的成績。但值得慶幸的是本地還是有些家長不會阻止孩子參加科學發明賽,反而鼓勵他,開闊視野,同時他們也知道,國際賽經驗對將來報讀世界級大學或工作也會有幫助。
英特爾國際科學與工程大賽紀事地點:美國印地安那州首府印地那波利斯市
日期:2006年5月7日至13日
參加學生:47個國家/地區的1500名學生
美國3名學生獲得“英特爾基金會青年科學家獎”的最高榮譽。她們的作品各有特色。(圖1)
沃爾夫(左),16歲,對大升梯國家紀念區(Grand Staircase-Escalante National Monument)中由於遠古地震形成的構造進行了研究,試圖確定當時地震的震中,並評估地震帶來的影響。她對研究地區的構造進行了繪制、拍攝和測量,然後對構造的特點進行了分析,以確定地震的強度以及地震傳播的方向和距離。瞭解哪里受災最嚴重可以幫助科學家更準確地評估和預測地震所帶來的危害。
加文妮(中),16歲,發現了一種新的方法來殺死綠膿桿菌。綠膿桿菌是一種常見致命細菌,對於患有癌癥、愛滋病及嚴重燒傷等存在免疫系統缺陷的病人,可引發二次感染,並導致死亡。
麥克雷戈(右),17歲,對所謂的“巴西果效應”進行了研究︰當晃動一個裝有顆粒物質的容器時,會發生大小顆粒的分離,體積比較大的顆粒會運動到上層,就像一個混合堅果容器中的巴西果一樣。這一效應所帶來的一個最重要的啟示就是,在對合成藥進行混合和包裝時,如何確保不同密度的顆粒均勻混合。這一效應也會發生在一些自然現象中,如岩崩(rock slide)。
台灣蔡辰葳,16歲,高雄師大附中(圖2)
研究項目:瓦斯熱水爐一氧化碳觸媒轉化器研究。
所獲獎項:化學組特優獎(5000美元獎金)及首獎(3000美元);美國化學協會第二名(3000美元)
參賽感言:
“我發明的是一種瓦斯熱水爐的粉狀觸媒轉化器,成功將足以致命的一氧化碳轉化成微量二氧化碳,為了這項實驗,我半年來冒與毒氣為伍的危險,目的不是為了贏獎,而是希望盡一己之力,減少一氧化碳中毒事件。”
香港丁嘉怡(右),17歲,香港翁佑中學(其餘4位為香港代表)(圖3)
研究項目:以水為主的快速原型及模具系統
所獲獎項:美國科技企業首獎(2000美元)及工程組三等獎(1000美元)
參賽計劃:
“我的計劃是利用水結冰的原理,設計一套低成本、非常環保的快速原型系統。我初中二就開始有這個想法,結果一年後就開始做。過程中遇到技術上的困難,老師都給了我很大的幫忙。因為我全部的實驗都在中學環境里做,沒有甚麼大學、科學機構幫忙,所以有相當多的限制,過程都挺困難的。”
參賽感言:
這次去比賽真的獲益良多,因為這是一個很大型的活動,實在令我大開眼界。之前只想去見識,覺得可以代表香港已經是一個大獎了。最後幸運地給我得了一個3等獎。
我覺得亞洲國家的參賽者比起西方國家的中學生來說,PROJECT的素質一定不比他們差,創意也是有的。在我的組合中,全部一、二等獎都是美國的代表。我覺得亞洲國家的參賽者要獲大獎比較難,是輸在參賽的經驗,聽說西方國家的隊伍有好多類似的比賽經驗,而我們香港隊伍選拔的模式和演講方式跟ISEF完全不一樣,所以可能風格會有一點差別。”
馬來西亞法雅艾曼(左起)、莫哈末法古拉茲及莫哈末依凡,雙溪大年蘇丹莫哈末芝圭科技中學(圖4)
研究項目:野牡丹植物對腎結石成長之影響(In Vitro Studies on how Properties of Melastoma sp. Methanol Extracts Inhibit the Calcium Oxalate Crystals (Kidney Stones) Growth)
獎項: 醫學及衛生科學四等獎(500美元)
參賽計劃:
“我們的計劃是一項科學研究,研究一種本地植物對腎結石成長之影響。這本來是用來參加全寄宿學校的科學比賽,後來得了全國冠軍,也受邀代表大馬參加Intel ISEF。”
參賽感言:
“我們的科研真的還處於初始階段,而美國的中學生的科研已可達到科學家的程度,這是我們要努力的地方。比起東南亞國家來說我們可能還不算是最差的,但是比起像日韓、中國和台灣等地,還是差了一大截。”
(星洲日報/新教育‧報導:許雪翠‧2006/05/23)