臺灣師範大學地球科學系《教師課程意見調查結果》

(陳育霖 86級)

想起在師大地科系受教育的歲月，總感覺充實滿足，雖然現在的工作和當年接受的專業越離越遠，自己在地科系獲得的科學素養和知識與態度，因為一直都受用，好像昨天剛發生過一樣鮮明，先不論在臺北市的市區能夠擁有三座天文臺的地利，師大地球科學系是全臺灣的地球科學同名系所當中唯一課程結構涵蓋完整地球系統知識領域的科系，帶領學生從地質、大氣、海洋、天文、科學教育等總體觀點看待地球與宇宙起源，概念上更加接近MIT或Harvard University的Dept. of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences或Dept. of Earth and Planetary Sciences。

師大地科系畢業之後到中學教書，我在臺大物理系完成碩、博士學位。碩士班研究次毫米波天文望遠鏡陣列，博士之後轉換到奈米光電物理領域，都是光與物質交互作用。就讀期間，從負擔繁重的四大力學必修課到奈米光學研究，許多科學知識其實是憑著當年地科系老師的教育觸類旁通學會的。另外地科系上老師的學術英文教育對於我的研究生涯與教學工作也產生了莫大的幫助。到大學任教之後延續當年老師們的科學與教育訓練，又從多年教學實踐中增加了資優教育、素養導向、探究與實作教學及師資培育的研究。

李春生老師地球科學的概論課程，讓我理解科學研究工作是一個不斷做選擇與判斷的過程，增加學問和素養是為了讓自己做更正確的決定，就算是猜測，也需要做過更多功課或具備更多能力，進行有素養的猜測。李老師的構造地質學課程則是清楚呈現材料力學的研究特性和地質學家描述動、靜態空間變化的方法，當中的呈現方式在教學、研究的職涯當中幫助都很大。跟李老師出野外更是訓練百米賽跑的一大挑戰，隨時保持積極跟上進度，讓我看到學者對於知識的堅持。地球科學概論實習課程當中，許瑛玿老師總是專業地運用問題導向的探究式教學策略，引導我們在學習歷程當中循序漸進理解地球科學不同於物理、化學的學科邏輯推理特性與方法，多數都不是實驗設計手法而是事發之後重建歷史或根據有限的觀測數據來進行推理，從未知的不確定系統當中釐清問題，完全是一段自我典範轉移的過程，對於之後的各種學習產生關鍵影響。

傅學海老師的應用數學課，充滿很多數學問題的物理直觀，帶領我們順利穿梭真實和符號之間，當年老師的課程堪比是地科系版的Feynman Lectures。上課師生對話音量極大，學生投入參與極好。老師教數學還作物理演示實驗，談科學、工程應用和數學與物理的關聯，十足的素養導向教學典範，同時引發我對科學的熱情。

傅老師天文學加實觀測習課程，物理和天文密切相配合，應用數學、力學、電磁學、熱學、光學、近代物理，在天文課中隨時可以找到實用場域。天文觀測實習課程是另一種學科本質的邏輯方法訓練，有更多理論課本完全學習不到的分析和實驗技巧，這一部分深刻影響我走上物理這條路。老師最後一節課的談話更深刻影響我的思維，展現出一位真正師者的風範。老師還會隨時關心我們的學習狀況，不斷地希望為我們尋找更多的生涯發展可能。

林楳嶺老師的礦物學及光性礦物學課程，由於配合實習實作課程，是學習群論、固態物理學最直觀的一條路，而且也比直接讀數學表述有趣。就等於是上了固態物理學最關鍵的前段，後來研究所修固態理論，每次面對群論計算問題，都從當年礦物學實習課程與理論的物理直觀出發。記得世界物理年的探索物理博覽會，我替許多大學物理系學生解釋非勻向材料及液晶顯示器的光學原理，所有的知識全部來自於光性礦物學課程，光性礦物學課當中詳細說明晶體的光學性質，包含偏振光傳遞和雙折射的性質，讓我從情境化的具體實例來理解現象，加速了解液晶顯示器為什麼使用偏振光源，液晶分子的光學特性甚至於材料科學常用於測量材性的光學原理。來自臺大物理系液晶實驗室的學生還曾經好奇為什麼我能夠清楚了解液晶光學與光彈性原理。

鄒治華老師的氣候學，教我看待數據處理的方法和態度，並且對週期或非週期函數的處理有了應用數學課以外的更直觀的認知。傅立葉積分轉換，時域和頻域的關係原來是如何運用，並且還學會了計算機在科學計算上的應用。

李通藝老師的地體動力學課程，讓我對整體地球科學有了跨科際整合的概念，地球物理和地球化學如何神奇地交互作用，並且看到地球物理如何針對地球這般大尺度的目標進行數學建模和科學計算，材料試驗模擬與材性分析、物理系統因次尺度分析、連體力學、流變學、熱傳偏微分方程式、剛體力學，由於老師在課程當中所選的科學研究論文非常有趣也很長，讓我遇到複雜的物理系統或數學不畏懼，能夠耐心面對，想盡各種辦法找遍文獻或教科書來尋求答案。加上負擔不小的英文論文閱讀，都是很好的學術訓練。跟隨老師做專題研究，學習老師對研究工作的嚴謹和熱情態度並且在老師耐心指導下學會如何寫一篇真正的研究綜述文章，出了一篇科學月刊綜述文章之後，對學術論文的文體就有更加深刻體認。常常在系圖書館讀書到一半，看到李通藝老師帶著一張地圖衝進來，告訴我們藏東岩石樣品的性質顯示出。。。實在是太令人感到興奮，我們就是在這般科學家熱情研究的真實情境氛圍中慢慢形塑對知識的認知。

劉德慶老師在岩石學課程中要求學生從岩石切割到磨製，自己製作岩石玻片樣品，並進行偏光顯微鏡樣品觀察，讓我對材料光性的分析和表面特性有了最真實的認識，這應該是我的固態物理實驗初體驗，動手實作觀察樣品，讓我理解真實實驗的重要性，經驗相當寶貴又實用。之後在無塵室中實驗的時候都會想起那段日子。老師課堂中指導的相圖的解讀同時也是統計物理分析物理系統相當有用的工具。

鄭懌老師地球物理課中地震波當中的群速與相速度，是物理當中非常重要的概念，從量子力學到古典電力學不斷重複出現，訊號處理的概念，對於現代科學各個領域都相當實用。課本當中運用的連續體力學慣用符號，也啟發了許多後續工作。

胡忠恆老師的古生物學、地球歷史學課程中我才發現原來地球科學的所有課程安排就是為了備齊知識工具箱來逆向推理地球、宇宙的演進歷史和來龍去脈。老師憑著自己的深厚學術能力， 前後邏輯相通地來說服聽眾，是做學問或者教書者最值得學習的方法和態度。每天晚上到10點多都還看到老師穿梭實驗室，深深影響我對學者形象的認知，胡老師總是說要趕緊把研究做完，才不會辜負化石樣品的價值。老師認真批改地球歷史學實習作業，在當中留下很多鼓勵我的話(可能是我還有待加強)，更是給我很多信心(overoptimistic)和希望。

毛松霖老師和張俊彥老師的科學教育，理論深入淺出，從皮亞傑出發，探究式教學論證實務的角度出發，自己身體力行實用可行的教學策略來教學生科學教育，真的以管用的教學方法來教會我科學教育，實踐精神才是真正能夠迷惑聽者最重要的事情。幫助我知道學習者如何接受新知，同時整合地科知識，可以說我的科學教學完全啟蒙自地科系老師的課程。一次午餐時間在F棟的走廊上遇到張俊彥老師正在啃一顆蘋果，他告訴我吃午餐太浪費時間了，必須要節省時間進行研究工作。

余英芬老師的海洋學，化學部份運用多層面的分子結構與物性的分析技術，物理部份則從光學到海氣交換得到奇特的地球物理流體力學才會出現的海水運動情形非常不同於日常經驗。

陳正達老師的大氣動力學，是我接觸流體力學相關課程的第一步，向量微積分、力學座標轉換、非慣性座標力學、熱力學、處理歐拉與拉格朗日觀點的描述，對古典力學與統計力學課程甚至量子力學幫助甚大。

師大地科系的教育效益超過當年入學時候的想像。我在當中發現，學習理論課程之前，如果先接觸應用課程，會大大有利於理論內容的學習，就像在地科系的課程中先學到米蘭科維奇週期分析，在學習傅立葉分析的時候，能夠快速具體進入狀況。當年的系名可能是為了呼應中學課程名稱，從課程結構安排看出系上的課程對於學生建立理工科基本素養能力相當全面，數學、資訊、化學、生物、古典物理到近代物理，層面齊全，在地質、大氣、海洋、地物、天文、科教領域課程學習上完整涵蓋，從現代角度看來，在課程地圖上的基本理念較接近美國大學的Earth and Planetary Sciences之外，科教研究科學知識的形成過程更是人工智慧演算法核心概念。這些依賴觀測大自然實驗室的現象逆推、數據訊號又複雜微弱的學科領域，各學科整合起來的觀點又相當具有啟發性，同時也是能夠引領年輕人進入STEM領域相當迷人適切的途徑。

師大地科系風非常好，同學程度佳又願意相互幫助，系學會活動多元有趣，我在地科展當中參與過天文組和氣象組的工作，學習非常多。班上同學有許多教學傑出的國高中數學教師、理化教師、地球科學教師。四樓轉角樓梯間的長毛象是吳昌任與林詩怡的作品，他們同時也是三本科普暢銷書的作者，嘉中的劉宏二是科展指導能手，彰中游大立的超簡單手摺光碟光譜儀是太好的發明，就讀美國排名第二設計學院轉行的蔡雅琦是光學照明設計專家，中研院副研究員蔡宜君成了大氣科學家。