2017論壇/原民智慧與科學教育
李文旗──以烏來國中小為例
烏來國中小位於新北市唯一之原住民鄉—烏來區，係屬原住民族重點學校，從幼兒園至國民中學共11個年級中，近85%為原住民族學生(以泰雅族為主，含少數排灣族)。烏來地區自然資源豐富，學生從小生活在天然優美的山林中，希望能從小培養他們對自己悠遊生活於其間的自然生態能有所了解，更能夠將環境保育、珍愛家園的概念深植在他們的心中。另外，泰雅族的許多傳統與自然生態及科學概念有高度相關，如：泰雅族男孩的成年禮是學會狩獵，前輩傳授的狩獵技巧與運用的工具中，就有許多科學知識。因此，希望學生能從科學的觀點學到祖先的智慧，除了傳承與保存原住民傳統的文化外，更希望建立孩子的成就感與自信心，讓孩子看到不一樣的世界與未來。老師也一直不斷的討論，如何在有限的資源下，能同時兼顧上述的傳統文化保存和各種先進教育政策的推動，讓現代的原住民學子找到傳統與現代的平衡，且讓原住民族文化展現出現代的價值！
烏來國中小在劉亞汶老師的帶領下，對於將原住民文化結合科學教育的推動一直相當積極與努力，同時也都有不錯的成績。首先成立了自然科學社，以原住民文化為題材進行科學專題研究，99年以「不毒魚，要有機」及「金鋼不壞的竹杯」為題分別榮獲第二屆原住民華碩科教獎銅牌獎及佳作獎。「不毒魚，要有機」內容探討魚藤毒魚的科學原理，學生從科學實驗中驗證魚藤所含的魚藤酮，會與神經傳導物質多巴胺反應而使魚昏厥。因此，傳統泰雅族人會在水流湍急處將魚藤汁液灑下，使魚群昏厥順流而下，婦女在下游緩流處便可順利撈起因中毒而昏厥的魚；至於「金鋼不壞的竹杯」則試圖找出竹器防霉的最佳方法。
100年以狩獵文化為題材，發展了「rusa的威力」及「第一次打獵就上手—電子希利克鳥之研發」均榮獲第三屆原住民華碩科教獎佳作獎，「rusa的威力」讓學生從製作狩獵陷阱的過程中去探討狩獵陷阱的力學原理與設置陷阱的最佳化條件；「第一次打獵就上手—電子希利克鳥之研發」則以GPS定位系統結合google地圖，記錄每門陷阱的位置，分析實際捕獲的物種及數量，期能設計出良好的軟體提供新手獵人狩獵時的指引。在耆老訪談過程中，了解狩獵時有許多禁忌及gaga，須態度謹慎並遵守紀律才能讓狩獵者順利平安且能取得收獲。
101年以「lukus na yaki(祖母的衣服)」為研究主題榮獲第四屆原住民華碩科教獎銀熊獎，內容探討泰雅族傳統以九芎染黑色線及以薯榔染紅色線的過程方法，了解染色過程中的化學變化並找出染色的最佳條件，同時也對兩種染材做防霉及防水的比較。師生們利用假日到苗栗縣的石壁染織工坊學習泰雅族傳統的染織技藝，希望可以藉由傳統染織技藝的學習來傳承泰雅文化，也從中探討傳統染織技藝中的科學原理與智慧。
103年「搭拉蓋 ! yaki yaki 也懂奈米科技」及「泰雅的聲音」，榮獲第六屆原住民華碩科教獎佳作的成績。紋面是泰雅族重要的文化，其背後深藏著 gaga 的意涵，然而在日治時期被禁止紋面後，紋面文化逐漸式微，而目前有紋面的老人亦日漸凋零，希望可以藉由「搭拉蓋 ! yaki yaki 也懂奈米科技」此研究來保存紋面文化的意涵。而「泰雅的聲音」希望藉由科學的方法，來了解口簧琴發音原理的科學，並探討吹奏技巧對口簧琴音色的影響，來驗證泰雅先民們的生活智慧。 烏來國中小99-101及103三年中共有七件作品參加原住民華碩科獎，七件作品均獲獎，在101年更榮獲了原住民族科學榮譽學校團體獎，這是連續三年每年均有作品參加華碩科教獎的學校才能獲得的殊榮。這幾年來持續投入參與指導的老師認為原住民學生操做實驗的能力很強，因此，科學學習可以透過科展的訓練更加深化提升，讓學生的學習潛能得以發揮，與傳統文化結合更可建立原住民學生的自信心。
我本身的學習背景是地球科學教育，博士論文的研究是以中學生的科學素養為主軸。研究結果發現，在教學現場的中學教師們，不論在理想上或是實際上的教學目標，均認為在中學階段，其實學生不須學習太多高階的科學能力，而是要能培養正向學習態度和基本的知識，同時認為學生應具備的科學能力，只須達到用來解決日常生活問題的程度即可，不必具備像科學家一樣有理論論證、計算解題的能力。 研究結果還顯示，科學專科教室設備和多媒體教學器材方面普遍不足，且存在城鄉差距情況。因此，在自然科領域老師的討論與對話下，擬定了更積極的科普教育執行策略。
硬體方面
- 一、申請平板電腦：學校申請了未來教室和深耕閱讀計畫，獲得教育局配發45台平板電腦，讓老師能運用未來科技，實施行動教學。
- 二、設置科普教室：在偶然的機緣下，經由教育局的引薦下，獲得企業贊助，將空餘教室建置一間整合雲端科技、科普閱讀、自然生態、地球科學和學習共同體教學模式的多功能教室。
軟體方面
- 一、結合大學資源：與師大科學教育中心合作，提供教師教學軟體和APP應用程式的支援。
- 二、辦理各項科普推廣活動：
- 「化學趴趴走」：淡江大學於本校進行「化學趴趴走」活動，在學校各角落進行不同的化學實驗，如：水怎麼會變色、洗手乳的製造、火焰控制師及史萊姆的製造等生動活潑的化學實驗。
- 「科學補給讚」：民視電視節目「科學補給讚」來校拍攝節目，帶給學校學生認識科學實驗的推論方式。
- 參觀科教館：向新北市政府申請補助，參觀台北市立科學教育館及台北市立天文教育館，配合上本校學生善於動手操作的特性，培養學生在操作各項實驗、接觸各項教育館展品的過程中，加深對於自然學科的學習好感，對於即將進入高中職就讀的烏來學生們，灑下對於科學學習的種子。
推動科學教育最大的困難，就在引起動機。以往的教室內的科學教育著重在於知識的記憶、計算過程的理解，加上國中教學進度壓力等原因，普遍導致學生學習動機缺乏，學習成就低落。因此，老師利用原住民族學生活潑好動的天性，舉辦各類動態的、操作的、參與的學習活動，讓學生走出教室來學習，激發學生的學習動機，慢慢培養科學學習的興趣及帶著走的能力。「因材施教、有教無類、適性揚才、多元展能」，不僅是國家的教育目標，正也和烏來國中小一直以來的教育理念與方向相當符合。在所有老師積極的努力下，及科普教育推動的基礎下，所有的烏來學子讓成為「教室裡的主人」，也會為他們未來的人生找到最適當的出路與方向！
葉川榮──博屋瑪國小與植物科學知識
台中市博屋瑪國小的泰雅文化課程--正式課程除了保留五項領域課程外，更將社會、藝文、健體以及綜合等重新解構，並建構一套屬於博屋瑪的泰雅文化課程(每週9-11節)。課程以主題式教學為主，以泰雅族GAGA為核心發展出一套25個主題195個單元的教學設計；其中以泰雅族語為教學主要語言，讓學童沉浸在文化脈絡的情境中，同時自然而然接觸族語、學習族語；課堂中採用協同教學，除了校內教師外，大量聘請部落學有專精的耆老或文化工作者進到課堂，鼓勵以族語進行授課；學習場域更是從室內轉往室外、教室轉往部落，向大自然學習，重視學童做中學的學習模式，以及親近土地的態度，終向全人泰雅的目標邁進。
在博屋瑪所漸次發展的文化課程中（如下所列），已能見到許多傳統植物學知識蘊含著。
- 工藝-魚筌-利用頭寬尾細的形狀，置於溪流中讓魚蝦能易於進入但無法游出。(編藤（竹、藤）種類與成熟程度)。
- 工藝-背簍-以藤為支架並輔以竹片編織而成，分肩背(男生)與頭負(女生)兩種揹負方式，可裝載大量農作物、孩童及物品。(施力、藤編於不同部位之不同選材)。
- 童玩-毽子-利用隨處可得的植物製做。(地心引力、植物種類)
- 童玩-壓路機-利用竹子、橡皮筋等製做。(彈力、竹子)
- 童玩-陀螺-利用大葉石礫的種子製做。(離心力、構樹皮)
- 小米文化-開墾-焚燒(燒墾)防火帶、逆風向開始燒、由上往下燒。(風力、小米)
- 飲食文化(蔬果類)-採集-認識植物。(生物、植物分類學)
- 飲食文化(蔬果類)-野菜食用功效-野菜野果功效的知識。(醫學、民俗植物)
- 穀類-玉米-躍動的玉米(爆米花)。(遇熱)
- 穀類-糯米-製做竹筒飯。(蒸氣)
- 飲食文化(釀酒)-小米酒釀製。(化學、小米)
- 飲食文化(醃製)-yaki的味道。(化學)
- 口簧琴-我會製做口簧琴。(音箱)
- 動物-野生動物-認識哺乳類、鳥類、兩棲類、昆蟲。(生物)
- 動物-野生動物-生態保育。(生物)
- 植物-有安全顧慮的植物-咬人貓的處理。(酸鹼中和、植物分類、植物生理)
- 狩獵文化-狩獵的方式-各式陷阱。(彈力、植物材料選擇)
- 狩獵文化-獵物處理-將獵物以火炭烤乾，加長保存期限。(化學變化)
- 漁撈文化-漁撈的方式-刺魚及毒魚。(力學、植物生理學)
- 漁撈文化-水土保持-植生法、農藝法、工程法。(生物、植物生態)
然而，原住民族之傳統知識無法「完全依賴科學證據」進行分析而得到真相，必須輔以跨領域之綜合知識、原民口傳歷史綜整而得知。例如以構樹、小米與芭蕉科植物為例：
- 一、構樹。台大森林系鍾國芳教授表示（2015）：團隊在分析了臺灣、中國、中南半島、日本、菲律賓、印尼蘇拉威西、新幾內亞及大洋洲島嶼合計超過600個構樹樣本，發現在蘇拉威西、新幾內亞及遠大洋洲等島嶼上南島語族以根部萌櫱無性繁殖的構樹都帶有與南臺灣構樹相同的葉綠體基因單型（haplotype），證實臺灣是「太平洋構樹」的原鄉。此種推論其實不無疑問。此外，根據北臺灣構樹的遺傳多樣性、地質孢粉、以及樹皮布製作工具「石拍打棒」的出土年代，我們推論臺灣北部帶有與福建相同基因單型的構樹有可能並非原生植物，而有可能是最早隨南島語族「先祖」「出南中國」由福建被帶入臺灣。
- 二、小米。幾個思考點提出，首先「小米」是一廣義之植物名稱，而不是指單一物種。其二，小米靠風媒授粉、結實纍纍易於攜帶？其三，賽德克族小米稱做Masu，排灣族稱做Vagu，卑南族稱為Dawa，阿美族稱為Hafay，泰雅族稱trakis等，顯見彼此來源不同。其四，台灣原住民族文化為小米文化（中國則由早期之小米文化進入水稻文化）。其五，小米彼此混種或長期隔離易產生許多品系，造成族群文化推論之困難度。
- 三、芭蕉科植物：思考點如下，其一、芭蕉與織品：雅美族、Kavalan族、日本琉球奄美居民會製作香蕉織品，暗示有共同文化起源。其二、蘭嶼島上此種植物稱為Abaca，名稱與菲律賓用於製作織品的芭蕉科植物相同。其三、象腿蕉廣泛分布於華南、菲律賓與中南半島一帶，民俗用途為餵豬及藥用，在台灣南部排灣族部落卻為不可食用之禁忌植物，可推測排灣族之起源較與亞洲大陸無直接關連。
從上述舉例之植物，可擴散到許多跨科際整合的知識，並將課程的內容導引到許多領域，譬如以小米為例：種類（植物分類學）、混種與品系（農藝技術）、小米起源考證（歷史學、語意學、植物學、考古學、基因學）、小米文化（比較史學、地理學、神話與信仰學等）。在博屋瑪逐漸探索泰雅族傳統知識的同時，能夠以議題式的主題探索，從各領域之專業知識切入，更明瞭原住民族傳統文化素材之獨特性與知識性，亦可替學生帶來更跨國際、跨時空的不同視野與思考角度。
