自民國七十一年,美國科學服務社( Science Service )首度邀請台灣參加其主辦的 ISEF 國際科學展覽會以來,台灣學生踏上國際科展的舞台已經有十八的歷史,國立台灣科學教育館為了選拔 ISEF 的參賽代表,在民國八十年開辦的「國際科展國內展覽會」,也已經邁入第十個年頭了!
十八年來,不論是正式比賽或觀摩性質的科學展覽活動,台灣學生都有相當傑出的成績。根據台灣科學教育館的統計,這十八年間,參加過美國 ISEF 國際科展的台灣學生共有七十七人,其中得獎的學生多達五十二位,總計囊括了三十八項大會獎及五十一項特別獎,去年選派的六位代表更是表現輝煌,一舉拿下五項大會獎及五項特別獎,創下台灣自參賽以來「得獎最多」、「得獎年紀最輕」及「獎項最高」等三項紀錄。
此外,曾經到加拿大、香港、新加坡、泰國、紐西蘭、南非及墨西哥參加當地科學展覽活動的學生也有七十九位,雖非正式比賽,但同樣以優異的表現受到肯定,在國際上贏得不少掌聲。
這些曾經在國際科展舞台閃亮一時的學生們,有些已踏出校園成為社會的中堅分子,有些還在求學階段,有人選擇繼續留在科學研究的崗位上,也有人從事與當年研究主題幾乎不相干的工作。究竟參與國際科展對於學生有什麼影響,他們又是怎樣看待國內的科學教育,我們採訪了幾位過去曾經參加過國際科展的人士,請他們談談自己的看法。
葉清心創業從事通訊器材生存
今年三十五歲的「星遠科技公司」總經理葉清心,是台灣參加 ISEF 國際科展第二屆的學生代表。在台灣電子業尚在起步階段的那個年代,就讀師大附中二年級的葉清心即以「新式電腦音樂合成器」的研究,獲得美國電子工程協會特別獎的第二名,在當時可說是非常難得。
「那時候,一般的高中生要做研究,很難得到老師的協助,而我選的題目又完全偏離正規教育的道路,所以整個過程幾乎全靠自己摸索,一個人鑽進電子研究的領域。」葉清心說,當初會選擇電腦音樂合成器作為研究主題,一方面出自對電子知識的興趣,另一方面則是為了彌補「不會彈琴的遺憾」,也因為參與科展,讓他從此與電子研究結下不解之緣。
得獎後,葉清心被保送到台大物理系,服完兵役後,他放棄了繼續深造的機會,自己創設了星遠科技公司,主要從事通訊、自動化控制等電子器材的生產工作。
雖然自己創立公司,不過,葉清心表示,他覺得自己還是比較適合作研究,而不是作事業:「研究本身就是一種樂趣,事業卻必須考慮商機、業務,瑣碎的工作很多,也比較枯燥乏味。」也因此,星遠科技採取研發的路線,業務的推廣多半交由下游廠商處理。
前兩年,師大附中曾經請葉清心回母校輔導一個學生作電子研究的科展,結果葉清心發現,現在的高中生要從事電子研究,所能獲得的資源支持並不比他當年多,對於這個現象,他覺得有點惋惜:「無論是教育體制、學校或是父母,目前對於中學生自己做研究,都不太支持,如果真的有興趣,就能只看自己的造化了!」
不過,葉清心也鼓勵有志於研究的中學生,不要輕易放棄:「在資源不足的情況下,要走下去是很辛苦的,但是如果能夠因為這些辛苦而開出一條路,那可能就會是影響你人生的最重要路。」
郭仲祺懷念做研究的日子
「那是我生命中一段非常美好的回憶。」回憶十五年前參加國際科展的經驗,美台電訊公司工程師郭仲祺如此感性地說道。
以「空間中極小原理」的數學研究獲得國際科展參賽權那年,郭仲祺高三。由於比賽在五月下旬舉行,距離聯考的時間很近,郭仲祺一直很猶豫要不要放棄,後來因為父親的鼓勵還是去參加了,雖然沒有得獎,出國參加大型比賽的經驗卻成為他日後希望出國深造的動力。
郭仲祺當初選的題目雖是老師建議的,但因為表現受到師長的肯定,在選填聯考志願時,郭仲祺很自然地優先考慮數學系,沒想到,踏進成功大學數學系的門檻二、三年後,才發現自己對基礎研究並沒有太大興趣。
「大學時代,周邊的同學幾乎沒有人在做研究,久而久之,自己也失去了高中時那種自己想題目的熱情,退伍後,原本還想去考統計研究所,卻因緣際會上了青輔會的程式設計班,從此一腳踏進通訊業。」郭仲祺說:「對數學失去了興趣,倒是出國遊歷的記憶,讓我一直很想再出國體驗一下那種生活,所以後來就毅然決定出國念電腦。」
「如果剛進大學時,有人鼓勵我繼續做數學研究,我想,也許我的人生會是另一個樣子。」郭仲祺說,台灣學生參加國際科展最可惜的一點,就是比賽完了,輔導也就中斷了,未來的出路必須靠自己去努力,在現實的考量下,往往會放棄科學研究:「台灣社會給予基礎研究者的機會實在太少了,除非有很好的支持體系,否則很少有人能一路走來,始終如一。」
謝文欽期望教育制度能再有彈性些
目前在華允電訊擔任軟體工程師的謝文欽,念國中時就對電腦很感興趣,高二那年,他和同學合作,針對一個益智遊戲設計了一個「必勝」的程式,並從中尋出數學證明的方法,本來只是單純為了好玩,沒想到居然被評選成參加國際科展的作品。
「當初會得到參賽權,其實有點意外,但也因此讓我信心大增,覺得自己的努力能被肯定,很有成就感。」全心投入國際科展,使得謝文欽無法兼顧學校的功課,聯考考得並不理想,不過,他還是覺得很值得:「在高中時代,就有機會以研究生的方式來學習做一個題目,撰寫研究報告,並將成果有系統地呈現給其他人知道,是很難得的訓練,這對我後來在讀書、工作上都有很大的幫助。」
回憶過去「土法煉鋼」的研究過程,謝文欽認為,以前的學生比較沒有資源,能在比賽中脫穎而出全靠創意和堅持,現在的學生比較有機會得到老師的指導和實驗室的設備支持,如果教育制度能夠再多點彈性,讓學生們能按照自己的性向,充分發揮學習的創意,相信未來的科展表現會更好。
吳孟原是工程界的逃兵
「不論物質文明如何發展,最終還是必須以人為本。」談到科學研究,目前正在準備中醫特考的吳孟原很有感觸地說:「學理工的人如果缺乏人文關懷,很容易誤用科技,無法對社會有正面貢獻。」
民國七十七年,以「氯離子對銅離子與金屬鋁的氧化還原反應」獲得第三十九屆ISEF 美國化學學會特別獎的吳孟原,可說是歷屆參加國際科展學生的一大異數,在大同工學院材料工程系念書時就開始從事環境工程研發工作的他,因為看到國內工程界為謀取私利不惜犧牲下一代的生存空間,將環境工程當作應付官方的工具,甚至假造環境影響評估的黑暗面,毅然放棄直升博士班的機會,選擇以中醫的科學研究來實踐他的人文關懷。
吳孟原的參展題目,至今在科學界仍是個解不開的謎,國中時,他因為做實驗不小心發現這個現象,從此開始就緊追不捨,還買器材自己在家做研究,雖然常因耽誤學校功課而被父母責備,但他從來沒放棄過,甚至到高二獲選為國際科展的參賽代表,跟著指導教授的研究生繼續深入研究題目時,被研究生問道「為什麼這麼無聊,選這種沒人要做的冷門題目」,他也不以為意,因為對他而言,「尋求解答的過程本身就是一種樂趣,得不得獎根本不重要。」
「出國參加科展只是增廣見聞,對我幫助最大的,反而是比賽前的訓練。」吳孟原說:「那段時間,幾乎整天都待在研究室,白天作實驗,晚上和研究生們討論當天的結果,安排第二天的實驗計畫,這種嚴謹的研究方法和做學問的態度,對我有很大的啟蒙作用,不管是念書、學中醫、做事,都有相當大的助益。」
對於國內的教育,吳孟原認為,不重視學生的創意是最大的問題,而且也缺乏對優秀科學研究人才的培養機制:「美國的學校會主動到國際科展的會場上挖掘人才,只要遇到好的學生,就會主動給獎學金,把入學資料寄給你,積極邀請你去當他們的學生,反觀台灣的學生,就算得了科展獎卻是要考聯考,難怪科學研究一直發展不起來。」
張瀚之以考上台大電機系為第一志願
以磁性流體研究獲得去年 ISEF 大會獎物理科一等獎第一名及美國物理學會三等獎殊榮的張瀚之,現在還是彰化高中三年級的學生,對於出國參加科展,他覺得最大的收穫是:「有機會看到全世界最優秀的作品,感覺很震撼,眼界一下子開放許多」。
國小升國中那年暑假自己念完大學基礎微積分,高中時就利用假日到中興大學上物理先修班的張瀚之,小時候是老師眼中的「問題學生」,因為不知考試為何物的他,成天都泡在媽媽所服務的社福機構的圖書館中看書,不交作業,也不念課本,一度還被老師誤認為「智商低落」。
整個實驗設計與器材製作,張瀚之幾乎都是自己來,「整個實驗的過程就是一種強迫學習,很多理論知道了未必會應用,像摩擦力之類的問題常常會在思考的時候被忽略掉,卻嚴重影響實驗結果。」在研究期間,經常在實驗室待到一、二點才回家的他,很謙虛將功勞歸給指導教授和父母:「因為一般的高中生要參加科展,如果沒有老師和父母的支持,很難走得下去。」
張瀚之認為,台灣科學的最大問題就是不重視「動手做」,所以學生的實驗操作及設計能力大多很弱,而最糟糕的是,「學生在上大學之前花了太多精力在應付學校的功課,上了大學後卻痛快地把以前所學的全部荒廢掉,所以我們雖然擁有全球第一流的高中學生素質,卻永遠無法在科學研究上跟其他國家競爭。」
去年參賽回國後,張瀚之就暫時停掉研究工作,專心準備大學的推薦甄試,雖然很討厭「背」,不過,張瀚之說,為了盡到學生的本分,他還是要求自己盡量把參加科展時荒廢的文科給「補」回來。以台大電機系為第一志願的他,希望將來能繼續從事學術研究的工作,因為,「作研究實在很好玩,有人付薪水讓你去玩,是最幸福的事!」
誰是下一個李遠哲?
台灣學生在國際科展上的表現有目共睹,然而,台灣的科學教育和科學研究人才的發展,是否也如這些學生每年拿回來的獎盃一樣閃亮、與日俱升?對多位參與過國際科展的受訪者而言,答案恐怕是令人遺憾的。
去年輔導張瀚之參與國際科展的彰化大學物理系副教授劉立基就直言批評,國內的教育太過注重學生的考試成績,卻忽略了對學生挖掘問題、思考、研究的興趣,甚至因為一味追求所謂「智育」表現而抹殺了學生的創造力。
「很多歷史上的知名科學家,像愛因斯坦,小時候的成績都不是很好,甚至被老師當作笨蛋,可是很多優秀的人才,其實就是隱藏在這些『笨蛋』當中,我們不應讓學生認為功課不好就等於沒有才華,反而應該主動挖掘、培養他們的才能。」
劉立基很感嘆地說,台灣社會太過功利取向,很多在國際科展的基礎科學科目表現優秀的學生,最後還是受到父母、同學的影響,選擇去念醫學系、電機系,還有人為了非台大醫學系不念而重考,許多學生上了大學就失去研究的熱情及赤子之心,不願再繼續從事基礎科學的研究。
此外,劉立基也認為,國內的教育體制正視優秀科學人才的養成問題,國外大學會主動到國際科展挖掘人才,台灣的科展得獎學生卻一樣要參加聯考、推薦甄試,過去甚至有人得了 ISEF 大會獎,卻因為成績未達最低保送資格而只好去當兵,更沒有大學主動提供獎學金讓這些學生去念書,「因為這種僵硬的教育制度,我們不知道扼殺了多少人才。」
「中學生要自己作研究是很不容易的,這些參加科展的學生都有可能是下一個李遠哲,卻沒有人認真地思考該怎麼對待他們。」劉立基說:「如果我們永遠都只在學生得獎後,虛應故事地給點掌聲,然後隔了兩年就把他們忘掉,要培養出下一個諾貝爾獎得主,只是天方夜譚罷了!」
全球中學生的科學奧林匹克||ISEF 國際科展
文/李宥樓
美國國際科學展覽會( International Science and Engineering Fair, 簡稱ISEF ),是唯一以生命科學為主題、專為國三到高三學生舉辦的國際性科學競賽,也是全世界規模最大的中學生科學競賽。
今年已進入第五十一屆、被公認為中學生科學奧林匹克的 ISEF,自一九四九年創立以來,一直由美國的一個非營利組織美國科學服務社( Science Service)所主辦。英特爾公司從一九四二年起就開始參與美國科學服務社的運作,一九九七年則正式成為 ISEF 的最大贊助單位,自二○○○年起,英特爾則將提供經費,贊助台灣參加 ISEF 的學生。
每年五月、六月,來自各國資賦優異的參賽選手以及他們的指導老師,都會帶著他們辛苦研究的成果,來到美國,參加這項為期六天、獎金總額高達二○○萬美元的科學競賽。在參與這場盛會之前,參賽選手必須先在地區性的初賽中脫穎而出,在一九九九年中,全世界為了取得 ISEF 參賽權而報名參加這些地區性初賽的學生超過二○○萬名。
ISEF 包括生物、化學、物理、動物學等十五類科學競賽,每一類競賽有四個大會獎的優勝名額,以及各項特別獎。這些競賽不僅提供科技新世代表現創新抱負的機會,也為科學、技術與工程研究奠定穩固的基礎;參賽的青少年科學家可以藉此機會建立未來研究的新合作關係、交換文化經驗、拓展國際視野,許多知名的大學及研究機構也經常透過這個比賽,提供各類獎學金,挖掘並鼓勵富有天分的高中生加入科學、數學、工程與醫學研究的行列。
1.去年參加 ISEF 的(左起)張瀚之、陳靖塘、許曄琳、戴韻如、韋韶明,創下台灣科展歷年得展的最佳紀錄。(攝影/里歐諾)
2.動手做,可以讓孩子更貼近科學。(攝影/符世旻)
3.每個喜歡研究的孩子,都可能是下一個李遠哲。(攝影/符世旻)
4.劉立基認為,對研究的興趣應從小開始培養。(攝影/符世旻)