科學模式與批判性思考 - 物理系二年級 曾俊翰
課程名稱►科學模式與批判性思考 授課教師►數學系 許瑞麟老師
心得分享者►物理系二年級 曾俊翰
前言
原本我在2020年寒假報名了兩門模組化課程，分別是「計算物理習題演練」和「代數拓撲與數據分析」，然而都因為疫情的關係取消了。當時我就發現「科學模式與批判性思考」這門課非常搶手，幸好暑假這三門課重新開設，我也很幸運的報名成功。
我一直對思考有很深的執著，尤其是數學、物理的理論模式。對我而言，形而上的思想能統御形而下的物質是令人驚奇的，這也深深地吸引我，期許自己能加強思考的深度，甚至能用思考做出一些貢獻。
授課風格
這門課的授課老師是數學系的許瑞麟教授，老師在課堂上會提供許多案例，並以不同的立場進行描述，引發同學們的思考；有時也會利用表決，讓同學們在很短的時間內選邊站。老師選取的案例包括自己的親身經歷、科學期刊文獻，和報章雜誌的報導等等，案例的內容涵蓋各個領域，涉及的知識十分廣泛。老師上課的氣氛大致是輕鬆的，講述案例的過程就像說故事一樣生動有趣，同學們可以自由發表意見，提出不同的看法。唯一的負擔是每堂課結束都要交一份1000字心得報告，整門課結束後也有一份作業(原本是小考，因時間不夠當成回家作業)。心得內容要寫兩個部分，第一部分是客觀總結上課內容，第二部分是撰寫個人心得與反思。老師都會詳細地回覆，並給予個別的建議和評論。
課程
這門課的目的是強調科學不是鐵律。相反地，不斷懷疑、批判並盡力蒐集更多證據，推翻過往的模式，才是科學的本質。這門課的內容很豐富，每堂課都有一個主要的題目，搭配許多案例來說明。這些案例多半會顛覆對題目原先的預設立場，進而逼迫同學思考、抉擇。
第一堂課著重於數學模式的建立與模式的邊界。科學家經常利用數學建立模式，量化資訊，精準的計算並預測結果。老師以汽車最高速度與馬力的關係為例，分享他蒐集資訊、實地測試、建立模式的過程，讓同學們親眼見證一個數學模型的誕生。然而數學模式不是萬能的，老師以R^n空間中超立方體的內切球為例，得出當n>9維時，內切球直徑會超過超立方體邊長的結論，極度違反直覺。
第二堂課中主要以Braess Paradox與Bluestone&Cantekin的研究之爭兩個案例，再度說明模式可能產生與直覺矛盾的結果。Braess Paradox是德國數學家Braess所提出，在一個描述車流量與行車時間關係的數學模型中，使用某些特殊參數條件下，兩地之間增設一條道路反而會增加行車時間。Bluestone&Cantekin的案例則與學術倫理有關，針對「收取贊助商費用是否會影響研究結果」進行討論。
第三堂課老師提供了三篇科學文獻，對全球暖化提出質疑。第一篇是探討如何測量全球平均溫度，並分析、比較不同測量方法之間的可信度。第二篇是研究挪威Svalbard群島自從1980年代到現在已經融化50%的冰，但北極熊數量卻不減反增的現象。第三篇甚至宣稱近170年的地表溫度無法證明全球暖化。過程中老師並沒有站在支持或否定全球暖化的任一方，而是用批判思考客觀檢視全球暖化的證據力，反思當今主流的論調。
第四堂課的主題是核能發電，老師先介紹半衰期的數學模型，這是一個以微觀求平均的一個巨觀模式，描述理想情況下放射性物質的衰變速率和還未衰變的粒子數成正比。老師接著用機率的方式計算核能發電實質的風險係數。老師認為核能議題早已脫離科學模式，成為信仰之爭，無論擁核或反核都無法相信對方的數據。這堂課的目的就是逼迫同學們重新思考，而不陷入爭議的其中一方。
第五堂課延續前一天的議題，試圖找出永續發展的方法。老師以Solar City的商業模式說明綠能產業的另一種可能，也用西方玉米根蟲防治研究的例子，說明昆蟲腸道共生菌落的演化突變，成功「對抗」農民以輪作去除害蟲的手段，強調人類無法隻手遮天。最後老師分享他親身經歷的幾個故事，讓同學們思考：永續到底是一種可以達成的願景，或僅僅是主觀上的信念？
心得
這五天的課程帶給我很大的震撼，以前上課總是在知識上累積新的論點和看法，增廣見聞罷了。這門課帶給我的是整個思考方式的轉變，學習並運用批判性思考，去反省所有的成見，及對任何事抱持懷疑。要做到這件事並不能只是坐在那邊思考，有時得自己動手建立科學模式去驗證，多查證各式論點，希望最終能比較客觀的解釋特定議題。回家以後我向父母分享我在這門課所學的，他們都感到非常新奇，甚至想旁聽這門課。那時我們家正在看電視，看到不久後的高雄市長補選，一位候選人提出要將高雄旗山發展為蘭姆酒鄉，遭受反對黨的抨擊。我就和父母分享：我們只看到這位候選人提出的政見，並沒有看到他為什麼提出，而其背後的模式是什麼。反對黨也只是一味的反對，沒有提出具有證據力的理由，而這樣的爭辯並不會增進一個城市的發展。比較好的做法是候選人提出自己的模式，給出充足的數據及預測模型，然後對模式進行辯論，這或許能比較有效的討論公共政策。然而上完課後我也理解到，當許多事情難以量化，比如道德、正義、公平等等，理性辯論並不見得能實質討論出對錯來。一方的正義，經常是另一方的不正義。批判性思考其實就是在反覆辯證下，讓矛盾的觀點得以互相包容並存。我深刻體會到論斷所熟悉的事情，其實遠比想像中的困難。面對各種說法，我們只能心中暫且相信，但不斷懷疑，不要急著下出一個最終結論。
後記
寒暑假上課真的令人非常疲倦，看同學們在IG上發布出去玩的限時動態，自己卻要坐在教室用力思考，有時覺得自己一定是瘋了才會用模組化課程填滿整個美好假期。記得放暑假前，我跟父母說暑假會留在學校上課，沒辦法回家，他們都以為我被當太多科要重補修，我還得費一番口舌解釋什麼是模組化課程。不過回過頭來看，我很慶幸自己參與模組化課程，尤其是這門「科學模式與批判性思考」。如果你對科學有興趣，想要在寒暑假培養一點「科學素養」，不妨來聽聽看這門課吧！
關鍵字 #成大模組化 #科學模式 #批判性思考 #科學素養
