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美國的科學教育

從第二次世界大戰以來,科學和技術教育就是美國繁榮昌盛的重要引擎。歐巴馬特別指出,根據世界經濟論壇的排名,美國在數學和科學教育的品質項目上排名全球四十八。美國學生在國際數學和科學研究趨勢調查中一直落後香港、新加坡、台灣、日本,甚至一些東歐國家的同年齡學生,科學教育已成為美國最重要的經濟議題之一。「我們一直表現平平,這是不可能接受的……所以我設定了這個目標:我們要在未來十年內,從現在居中的成績衝刺到第一。」
 
今年九月,歐巴馬和一百多名企業執行長及女性太空人萊德(Sally Ride),共同推動一項每年十億美元預算的科學教育計畫,目標是聘請十萬名科學、技術、工程和數學領域的新教師,並設立一千所以科學和技術為焦點的新學校。歐巴馬還呼籲改革美國教育制度,讓學生上學的時間拉長,因為美國競爭對手國的學生上學天數比美國學生多出一個月。
 
歐巴馬是帶著讓美國學生「超中趕印」的目標進入白宮的。美國長期的經濟繁榮,要仰賴能在科技經濟中追求卓越的勞工。這個月,美國期中大選民主黨慘敗,這位科學總統在記者會上,還是不忘指出,能源、基礎建設、教育和科學等領域是兩黨最有共識的領域。
 
事實上,美國有絕對的能力提供高素質的科學和數學教育課程。美國科學進步協會執行長萊西那(Alan I. Leshner)就撰文指出,麻賽諸賽州的八年級學生,在科學科目上與全世界的頂尖學生不相上下,而四年級學生則在六十多個國家中排名第二。他強調,科學和科學教育應該受到特別重視、尊敬,而且,所有孩子都有必要修習科學,而不只是「磁性學校」(magnet school)的學校或是麻州的學生。
 
戰勝美國科學風暴。
 
事實上,美國科學教育沿襲美國教育制度傳統,採取各州自治,缺乏全國統一標準。各州科學學習目標不一,在某個地區名列前茅的學生到了另一個地區可能會敬陪末座。「各區域間的落差可能造成美國下一代機會不均的現象,」萊西那表示。九月,民主、共和兩黨參眾兩院同時出席的國會簡報會議中,由前洛克希德公司(Lockheed Martin)總裁奧古斯汀(Norman Augustine)領導的專家諮詢小組提出《戰勝風暴》(Rising Above the Gathering Storm)報告,呼籲美國國會注意,自從諮詢小組在五年前提出《風暴前夕》科學教育研究報告(Gathering Storm),建議美國國會倍增經費改善中小學的科學技術教育,情況幾乎毫無改善。「如果我們繼續走在這條毀滅之路上,」奧古斯汀說,「我們國家的前景令人氣餒。」
 
這份報告注意到許多美國競爭力滑落的指標,再度大聲疾呼國會重新發起即將到期的《美國競爭力法案》(America COMPETES Act ):
(1)在工業國家中,年齡介於二十五歲到三十四歲的高中畢業人力排名十一
(2)寬頻上網排名二十二
(3)與已開發國家相比,大學畢業生取得科技學位的比例排名二十七
(4)美國中小學數學和科學教育品質排名四十八
(5)二○○九年,超過一半獲得美國專利申請的對象是非美國公司或個人
 
中國已經取代美國成為世界第一大高科技輸出國;在生物醫學報告數量方面,中國已經成為全世界第二大發表國,根據ACT大學準備就緒報告(ACT College Readiness Report),二○○八年的高中畢業生中,有七八%的學生在數學、科學或者英文讀寫方面沒有準備好。《世界是平的》作者佛里曼(Thomas Freedman)就認為,《戰勝風暴》科學教育報告是一群不分黨派的科技菁英、教育專家和企業鉅子為美國競爭地位提出的中肯評估與有效解決方案。
 
歐巴馬已經意識到美國科學教育茲事體大,他以四十億美元的聯邦預算,鼓勵各州改善教育現況,並鼓勵女性和少數族裔參與科學學習。他不但一連多次在白宮舉行科學教育相關活動,最近更現身在「探索頻道」廣受歡迎的《流言終結》(MythBusters),以科學方法挑戰民間迷思—─找出希臘科學家阿基米德是否僅僅用鏡子加上太陽光的反射,就燒死了入侵的羅馬大軍。
 
從白宮的科學展覽,歐巴馬看到美國明天的人才和國力:「我們的未來繫於這些科學比賽的結果,在於致力撰寫軟體、進行試驗、解出數學難題和設計出新玩意兒的這群年輕人。」
 
磁性學校是美國「科技強國」下的代表物,嚴苛的申請方式、密集的課程訓練,
每年卻依舊發揮強大磁力,吸引學子跨學區就讀。正如同一塊磁鐵,位於富樂頓加州大學斜對面的特洛伊高中(Troy High),每年吸引成千上百名南加州資優初中學子前來考試。接下來四年,學生們要一一過關斬將,每天清晨五點半起床上路,趕七點鐘到校上第一堂課。下午三點放學後繼續參加課外活動。傍晚回到家裡,匆匆用過晚餐後,繼續當天未完成的功課,直到半夜。
 
這群求知慾望強盛、成就動機高昂的莘莘學子,是「心理成熟度很高的十三、四歲孩子,」特洛伊高中數學、科學、技術高中磁性教育課程負責老師錢妮(Pricilla Cheney)觀察,這些學生願意犧牲青春歲月的享樂,以絕對的紀律追求科學知識。
 
已立定志願行醫的十年級生Lydia就是一個典型的例子。在她看來,曾經獲頒全美藍帶優異學校獎、加州傑出高中獎、被美國總統科林頓表揚為全美二十七所新美國高中、在《美國新聞》週刊百大高中排名五十八、擁有全世界最佳的電腦科學大學先修課程的特洛伊高中,讓很多習慣名列前茅的天之驕子,在競爭激烈的課程中適應「中等生」的身份。也有部份生因為不適應成績挫敗和長途通勤的辛苦,半途打了退堂鼓,回到屬於自己學區的高中,「我之所以還堅持下來,是因為可以學到很多,」Lydia說。
 
四年寒窗苦讀學成的特洛伊畢業生,升大學的成績也異常亮眼。每年六、七百名畢業生中,大約有三分之一到四分之一進入常春藤名校和其他私立學校,進入洛杉磯加大和柏克萊加大的也有四、五十位之多。每年全美國前百分之一高中生的全美優秀學者獎(National Merit Scholar Finalist),特洛伊高中就包辦六、七十名。這些都是一般高中望塵莫及的。
 
一九八六年,特洛伊高中為響應當時雷根總統「科技強國」的呼籲,運用一筆加州特殊中等教育補助金,成立磁性教育課程。全校有一半學生,都在修習這個教育課程。這個課程用類似迷你版的SAT考試、初中老師推薦信和學生的初中成績單嚴格挑選新生。進入特洛伊的學生可以在英語、社會科學、數學、科學、外國語言、電腦、視覺與表演藝術方面修習各種不同難度的榮譽課程、大學先修課程和國際文憑課程。十二年級的畢業生必須在企業、產業、學術界和地方及州政府等機構完成一五○小時的實習工作,並在一千多位志願專業人士中找到適合自己的老師,完成這項課程要求。
 
特洛伊高中是西門子和英特爾全國性和地區性科學大獎的常客。特洛伊的科學奧林匹亞隊,從一九九六年開始,每年都蟬聯加州州冠軍寶座,並在這段時間五度榮獲全國科學大賽冠軍。不過,磁性高中並不適合每一個高中生。這一群天生熱愛追求學術、智能挑戰的學生,在特洛伊密集的科學課程中享受求知的快樂,但在強中自有強中手的激烈競爭中,也有可能會因為壓力超載而適應不良。
 
最後通過層層千錘百鍊考驗的,往往最後能在數理科學最高知識殿堂登峰造極,成為美國科學強國所仰賴的科學菁英。
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