AI與創造它的科學家(一) 艾倫.杜林 Alan Turing(1912-1954)
圖文/國立臺灣大學科學教育發展中心
本系列作品由教育部與臺大科學教育發展中心授權轉載
艾倫.杜林 Alan Turing(1912-1954)
Turing在其短暫的一生中有過許多重大的發現與發明,但與AI關聯最密的,莫過於「杜林機」與「杜林測試」。杜林機不是一台「真實」的機器,而是一個抽象的模型,將人類的思維過程轉化為一連串簡單的操作步驟,於是可在電腦上重現,這是早期AI的設計理念。杜林測試,則是用來判斷前項任務成功與否,也就是一台機器是否具有思維能力的一項測驗。即使後續越來越多人指出杜林測試的局限與不足,但對於許多AI開發者而言,仍是他們念茲在茲的目標。
撰文/楊秉霖|編輯/高敬堂
審訂/葉言都(東吳大學歷史系兼任助理教授、科幻小說作家)、蔡宗翰(國立中央大學資訊工程學系教授) 幼年(1912-1926)
西元1912年6月23日,Alan Mathison Turing誕生於英國倫敦帕丁頓名為沃靈頓之家(Warrington Lodge)的療養院。
父親Julius Mathison Turing是任職於英屬印度的公務員,相信自己肩負重振杜林家族的命運,寄望自己在英屬印度的土地上闖出一番事業,恢復家族名譽。母親Ethel Sara Turing則是當時鐵路新貴之女,衣食無虞,卻還沒有當時英國上流社會看重的身分地位。在一次出遊中,兩人偶然相遇,沒多久就決定訂婚;兩人的結合雖有戀愛成分,但金錢聯姻的比重居多。所以婚後多年,身為丈夫的Julius還是與岳父為了結婚時的紅毯費用爭吵不休。
1908年,兩位新人的長子John出生於印度庫努爾,1911年迎來第二胎。身為父親的Julius做了一個每一位年輕英籍旅外文官都會做的事情:請長假從印度出發,順便在義大利旅遊一陣子,再把一家人帶回故鄉,將兒子寄在當地有名望的紳士家中教養,一方面學習如何當個紳士,一方面也免去孩子們在印度忍受高溫疫瘴之苦,這是當時的權宜之計。
在Alan一歲多時,父母便相繼出發返回印度,留下一對幼子與英國陸軍退役的當地紳士沃德上校一家共同生活。三歲時Alan學會了閱讀,開始用自己的方式探索世界。由沃德太太──杜林兄弟口中的「奶奶」──與Ethel的往返書信中可以得知,沃德太太時常抱怨兄弟兩人與其他孩子的不同之處,例如:哥哥John缺乏當時英格蘭重視的尚武精神,不以效仿古代圓桌武士的刀劍比試為樂,也不欣賞英國之光無畏號戰艦(HMS Dreadnought)的模型,反而嚮往靜態的書蟲生活,身為母親的Ethel也只是配合地在書信中附和幾句。
在Alan五歲時,母親從印度回來,將哥哥送往住宿制的預備學校就讀,剩下Alan母子兩人在聖倫納茲(St Leonards-on-Sea)的一間陰暗卻帶有濃厚宗教氣息的房間中相依為命。此時的Ethel對Alan甚是溺愛,時常帶著年幼的Alan上教堂、上美術課。Alan不喜歡教堂中禮拜儀式時焚燒的薰香,但他喜歡跟著母親一起上美術課,用他特殊的觀察力與討人喜歡的童言童語分享他的特殊觀點,常逗得共同上課的女士們笑開懷。
六歲那年,家裡替他註冊了非住宿制的聖馬可私人學校(St. Michael's)學習拉丁文與其他知識。在當時的英國,要出人頭地就必須想盡辦法考進排名前頭的公學,而老杜林日常生活中每一筆錢錙銖必較,就是為了存下一筆錢,支付未來昂貴的公學學費。學校對年幼的Alan來說是一段不堪的回憶:不自由且競爭,光是穿著制服的規定,對他而言就是一件折磨,但這並不妨礙他在學校中展現天才的一面,學校師長對他的天賦感到訝異。
十一歲那年,Alan轉學到兄長當時正在就讀的黑澤爾赫斯特預備學校(Hazelhurst)。也是在這一年,一位不知名的長輩贈予Alan一本科學啟蒙書──《每位孩童都該知道的自然奇觀》(Natural Wonders Every Child Should Know)。Ethel在Alan身後回憶自己兒子,寫道:《自然奇觀》啟發Alan對科學的熱愛、開啟他的視野,也讓他的小小腦袋開始思考人體與機械之間的異同,「人工智慧」的可能性或許就在這個時候第一次在他的腦海中閃過。
求學(1927-1939)
Alan最終進入舍本公學(Sherborne School)就讀。學校看重人文、文學、拉丁文等人文學科,對於熱愛科學與數學的Alan來說,無疑是另一場災難;尤其當時公學極度重視學生紀律,要求學生對師長與學長絕對地服從,甚至允許學長作弄或鞭打學弟。Alan便曾被一大群學長拖到地板夾層中,用笨重的桌椅壓住。Alan大聲呼救,而學長們卻以此為樂。幾次後,Alan發現自己如果不大聲呼救,這些學長便對他不感興趣,也不再繼續霸凌他──從此消極抵抗成為Alan當時在公學裡的生存之道。即使後來自己身為學長與學級領袖後,對於這種近乎霸凌的「學長義務」,也都是敷衍應付一下。在公學中,人際關係與文組科目是Alan最大的難題,日常書寫與拼字都是一次次的考驗;但也是在這個時候,他遇到了自己的初戀與一生摯愛──Christopher Morcom。
Morcom高他一個學級,但是許多科目與Alan在同一個班級上修習。他在許多地方的表現都超越Alan,Morcom長相出眾、才智過人,可以說除了Alan熱愛的數學與化學之外,方方面面都是Alan想要成為的樣子。兩人形影不離,甚至相約一起到未來計畫深造的劍橋大學短暫旅行過。Morcom希望可以追隨科學家哥哥的腳步,順利考取劍橋大學三一學院(Trinity College)的一等獎學金;十七歲的Alan希望追隨Morcom,也以三一學院為自己的目標。但最終Morcom順利考取,Alan卻落榜了。Morcom沒有直接鼓勵Alan,但在語言間透露自己也希望與Alan一同攜手踏入世界科學的最高殿堂。然而學期假期結束之後,Morcom便因幼時誤飲結核病牛的牛奶感染結核病而英年早逝。Morcom的母親將自己兒子的遺物──包含與Alan來往信件的抄本──都給了Alan,勉勵他可以繼續努力。
Alan傷心嗎?這是肯定的。但想當初鐵路大罷工時,Alan騎著單車從當時的居住地南安普頓橫跨60英里(約96公里)抵達舍本公學,只為了趕上第一堂課,這股鬥志依舊在他心中燃燒。除了本來就熱愛的數學之外,他在課業──尤其是天文學、物理學、化學等,Morcom過去熱愛的科目上──更加努力,就像要為已逝的人完成「被迫中止」的目標那樣。一年之後,Alan再度挑戰劍橋大學的獎學金考試,雖然還是與Morcom當初拿到的三一學院獎學金無緣,但仍以第八名的成績考取國王學院(King's College)每年八十英鎊的獎學金。
在國王學院中,Alan平日忙於攻讀學位、參與學院划船賽事,還要撥出時間不斷窮於應付自己母親Ethel時不時的意外造訪,但仍與Morcom的母親保持書信往來。在信中,兩人熱烈地討論靈魂與靈性的存在,甚至嘗試以科學的角度討論靈魂的本質。
生物體就是機器。一具無與倫比的機器,比起用雙手打造的任何機器還要複雜百倍;然而畢竟還是機器。
[T]he [living] body is a machine. It is a vastly complex machine, many, many times more complicated than any machine ever made by hands; but still after all a machine.
《自然奇觀》中的這段文字深深影響著Alan。人體──套用該書作者的說法──只是「有生命的磚塊」(living bricks),但似乎又多了些什麼。
此時困擾Alan的,正是後世所熟知的「杜林機」(Turing Machine)。假設有一條無限長的紙帶,像膠捲底片一樣劃分為一格一格,格中可能填有0、1或空位(null)。杜林機是這樣的一部機器:它可以讀取這條紙帶上每一格的資訊,並根據自身當下所處的狀態(state)、人類提供的程式(programme),抹去該格中的資訊或填入新的數字,最終向右或向左移動一格,重複上述動作。所謂的「程式」,其實就是一張操作指引列表,載明機器在當前的狀態下,若讀取到特定的輸入,應該有怎麼樣的反應與操作(例如:抹去或寫入0或1,或什麼都不做直接向左或右移動一格),以及在下一個時刻機器應該回歸到什麼狀態。如此一來,我們所熟的運算與推理,可以被簡化為幾條簡單的規則,由杜林機執行;即便它對加法一無所知,也能因此表現出看似「有心智能力」的行為。這是否便是心靈的本質呢?
不過杜林機──這台概念上的機器──的重要性並不局限於哲學上的討論。它還定義了數學與資訊科學上所謂的「可計算性」(computability),也改變了1936年前世人對「computer」一詞的認識──由原本坐在桌前振筆疾書、計算與記錄數據的文職人員,成為今日你我熟悉的電腦。當然,這一切都是後話了!與他身邊許多的事物一樣,杜林機被現實生活和Alan廣泛的興趣暫時擱置,直到1950年才有更進一步的進展。
戰事(1940-1945)
1939年,第二次世界大戰在歐洲爆發,當時德國軍事勢力強大,即使隔著英吉利海峽,也令英國備感壓力。1940年,英國被實際捲入。
早在30年代初期,英國軍情單位便已開始監控德國軍事變化並加強情蒐,但困於大蕭條,國家經濟不足以應付額外的軍事活動,再加上高層把主力轉向遠東地區的日本與地中海的義大利,以維護遠東利益與保護地中海航線順暢,因而痛失破解納粹德國軍事情報的先機。
英國軍情部門早在1937年就知道德軍都是使用同樣的通用密碼機來編撰密碼,該機器的雛型就是在1920年問世的商用恩尼格瑪(Enigma)密碼機。其外型像一台打字機,我們可以將其拆解為四個部分:看似打字機鍵盤的輸入端(keyboard)、對應26個拉丁字母的燈泡顯示板(lamp board)、三個旋轉輪(rotors)與一個反射器(reflector,或稱reverser)(圖1)。
圖1. 商用恩尼格瑪(Enigma)密碼機
(圖片來源:Andy Carlson)
當一位士兵欲加密一段文字時,先在鍵盤上按下對應的第一個字母,此時訊號會依序通過三個旋轉輪到達反射器,反射器再將訊號逆向傳遞回三個旋轉輪,最後來到顯示板,對應密文第一個字母的燈泡便會亮起,士兵再將其抄寫下來,完成加密。每加密一個字母,旋轉輪便會自動移動一格,改變內部的接線線路。英國軍情部門早在1937年就知道德軍都是使用同樣的通用密碼機來編撰密碼,該機器的雛型就是在1920年問世的商用恩尼格瑪(Enigma)密碼機。其外型像一台打字機,我們可以將其拆解為四個部分:看似打字機鍵盤的輸入端(keyboard)、對應26個拉丁字母的燈泡顯示板(lamp board)、三個旋轉輪(rotors)與一個反射器(reflector,或稱reverser)。
當遠方的士兵收到密文後,也同樣需要利用恩尼格瑪進行解密。他會按照雙方事先約定好的方式──通常寫在一張德軍共有的大表上,每月更新,表上詳細記載該月每一日加密時所選用的旋轉輪組合與設定──去調整恩尼格瑪,並在鍵盤上依序輸入收到的密文,這時顯示板上一一亮起的燈泡便是原始訊息。
而德軍實際操作時,其實是在五個旋轉輪中,挑選其中三個實際安裝於恩尼格瑪上使用;並在原有的模型上加裝類似電話總機交換器的插線板(plugboard),可以選擇數對字母先行互換(例如A經過插線後被置換為D,A-D便為一組字母對,一般會有十組)後再進入上述的線路。這項「升級」令恩尼格瑪可以產生高達21位數的密碼組合,大大提高了密文破譯的難度。
整體而言,恩尼格瑪其實是一個簡單的燈泡電路,只是在經過插線板、旋轉輪與反射器時,這個電路被反覆跳接──類似「爬梯子」的抽籤遊戲──使得原先的訊號經過跳接的迴路後,不會對應到與原訊息相同的字母。如此一來,原訊息中相同的字母可能被加密為不同的符號,而加密後相同的符號可能其實對應著原訊息中不同的字母。
這個祕密原先是由波蘭率先掌握。夾在野心勃勃的納粹德國與蘇聯之間,波蘭很早便有危機意識,開始監聽德蘇兩軍的通訊,並祕密培訓密碼學家。後來,有一次收到法國轉知,得知德國間諜有意求售機密,加之德國軍方犯下幾項基本錯誤,德軍所使用的恩尼格瑪陰錯陽差地被波蘭海關查獲。波蘭立即仿製數個複製品,成為反納粹集團初期的一場小勝利。即使如此,波蘭依舊無法抵擋勢如破竹的納粹陸軍與趁火打劫的蘇聯,在被德、蘇瓜分前夕,波蘭密碼局為避免努力得來的成果灰飛煙滅,決定與盟軍共享這份情報。
一臺波蘭贈與的德國軍用恩尼格瑪複製品輾轉來到英國布萊切利莊園(Bletchley Park),Alan也被徵召來此協助解密。他的天才使他發現到恩尼格瑪最大的突破口,在於原始訊息中的字母絕對不會在加密後保持一致(例如「原先是A,加密後仍為a」是不可能的)。因此,只要在攔截到的德軍密文中(例如每天清晨六點,德軍都會以無線電播送加密後的當日氣象報告),找到一個必然存在於該段密文中的字詞(例如「天氣預報」這個詞),便可依據這個原則一一剔除絕不可能的字母對應關係,破譯德軍情報。當然,在21位數的密碼組合中找到正確的那一個,無疑是一件枯燥乏味、曠日廢時的任務,所幸Alan發明的Bombe解密機能將整個過程壓縮至20分鐘內完成。
二戰開始的前幾年,戰事躊躇莫展,英國多艘糧食供應船都被德軍潛艦擊沉,吃不飽的人民開始譴責政府的無能;然而隨著德軍無線電情報逐一被破譯,英國政府方能先行一步掌握德軍動向,同盟國也終於看見勝利的曙光。Alan此時才能忙裡偷閒,開始將注意力拉回到素日裡的研究──杜林機之上。
同是劍橋大學數學系畢業的同僚Hugh Alexander是一位醉心於西洋棋的癡人,曾兩次拿到西洋棋世界冠軍。在與Alan一同破譯德軍密碼時,除了提供不少專業意見外,也時常幫助不善應酬的Alan,利用自己八面玲瓏的個性,化解不少高層對Alan帶領「八號小屋」(Hut 8,英國政府密碼和暗號學校中專責德軍密碼解密任務的部門)的疑慮與衝突,可以說是解碼小組的實質領導人。當Alan嘗試設計一臺能下西洋棋的杜林機時,Alexander也提供了不少意見與幫助。儘管這部機器每下一子便需要20至30分鐘的思考時間,也時常吞敗,卻為後來的超級電腦「深藍」(Deep Blue)與AlphaGo開啟了一條孜孜不倦、終有所成之路。
也是在這個時期,Alan結識了八號小屋中唯一的女性密碼學家──Joan Clarke。兩人過從甚密,Alan甚至向其求婚,並介紹給自己的家長;然而不久後Alan私下坦承自己的性向,早已有所察覺的Clarke卻絲毫不感到驚訝。這段婚約最後也無疾而終,不過兩人始終保持著好友關係,直到Alan逝世。
殞落(1946-1954)
「機器會思考嗎?」(Can machines think?)Alan在1950年的《論計算機與智慧》(Computing Machinery and Intelligence)一文中,開宗明義地問道。這是他戰後短暫應英國國家物理實驗室(National Physical Laboratory,NPL)之邀打造自動計算機(Automatic Computing Engine,ACE),離開NPL不久後所寫的文章。這個聽似五歲孩童天馬行空的提問,卻像投入湖心的石塊驚起一池漣漪,從此開啟人工智慧理論研究的濫觴,至今依然餘波盪漾。
Alan在文中首次討論一個具有意識、懂得思考的機器是否可能存在,並提出利用「杜林測試」(Turing Test)這項思想實驗作為判斷的標準:讓受試者同時與一人類及機器交流,如果受試者無法區分何者為機器的話,則判定該機器具有思考能力,反之則無。事實上,杜林測試所追求的不是具有高智商、掌握最多知識的機器,而是誰能維妙維肖地模擬人類大腦,表現出比人類更像人類的外顯行為,在這場「模仿遊戲」(the imitation game)中勝出。
1954年6月7日早上,這位不修邊幅的數學教授、不為人知的戰爭英雄、長跑健將、現代電腦之父、人工智慧的先驅被家人發現在辦公室中身亡,身旁有一顆被啃了幾口的蘋果與四散的氰化物。這是場不小心的實驗意外嗎?我們或許永遠都不會知道。
可以確定的是,1952年Alan因為一場家中失竊案意外公開了自己的性傾向,被控違反英國1885年刑法修正案中的嚴重猥褻罪。即使有劍橋大學校長、同僚與當時社會賢達(如曾經共事的Alexander)出面作品格保證人,Alan卻大方承認指控,法院判處他四個月緩刑,並需要接受化學閹割,克制「不正常」的性驅力。注射女性荷爾蒙,讓Alan的胸部開始發育,在與家人好友的書信中,喜愛運動的他為此自我解嘲,「小小」抱怨了一番。
Alan Turing在短短四十一年的歲月中,除了在數學、邏輯與密碼學上的貢獻,也大膽地衝撞了人與機器之間的那條分界。他的審判與意外身亡也讓英國社會重新審視對不同性向的壓迫:1967年,同性性行為在英格蘭與威爾斯地區除罪化;2009年,時任英國首相James Brown代表英國政府公開向Alan Turing道歉;2013年,Alan Turing的罪名獲得平反;2017年,俗稱《杜林法》(Alan Turing Law)的法案通過,赦免英國歷史上所有單純因為同性性傾向獲罪的人,據統計約有六萬五千人獲得赦免,包括當時仍在世的一萬五千人。
2021年改版的50英鎊鈔票更將Alan Turing的肖像融入設計中,以紀念他對科學與世界的貢獻。
參考文獻 [1] Turing, A. (1950). Computing machinery and intelligence. Mind, LIX(236), 433-460. doi: 10.1093/mind/lix.236.433
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[4] Schmidl, H. (1998). Enigma and a way to its decryption.
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[6] Numberphile. (2013). 158,962,555,217,826,360,000 (Enigma Machine) [Video].
[7] Numberphile. (2013). Flaw in the Enigma Code [Video].
國立臺灣大學科學教育發展中心
本文為教育部「人工智慧技術及應用人才培育計畫」成果
微積分音樂劇「恆河左岸的愚公」之開發歷程
文/高竹嵐
圖1. 微積分音樂劇【恆河左岸的愚公】中介紹積分概念之片段
圖片由演出單位EDU創作社提供
前言
2021年,個人有幸在科技部科普活動計劃、國立臺灣科學教育館與中華民國數學會的支持下,進行微積分音樂劇【恆河左岸的愚公】(以下簡稱愚公)之創作開發,於2021年11月臺灣科學節首演,2022年3月世界數學日二度演出,並將於今年內公布全劇影片於演出團隊(EDU創作社)臉書專頁。本計畫自2020年11月啟動,經歷約一年之開發與製作期,過程中經歷許多對於科學戲劇之反思與評估,僅以此文彙整此歷程中的所見所聞,與讀者分享。
壹、 緣起:美國微積分音樂劇[Calculus:The Musical!]
2020年11月,第一屆臺灣科學節邀請美國Matheatre雙人團隊演出五場[Calculus:The Musical!]微積分音樂劇(以下簡稱美版作品)。該演出以微積分史上的重要人物──牛頓、萊布尼茲等人--為主軸,點狀呈現微積分中的一些要點,如導數、求面積等。
個人有幸受邀,與相識的戲劇導演共同觀賞演出;在觀賞完全劇後,感觸良多。平心而論,美版作品實有諸多問題,包括:
.語言隔閡:微積分畢竟牽涉數學專業,劇中亦使用大量數學符號,對於尚未接觸微積分之大眾已有相當程度的理解困難,而使用英文演出更讓此事雪上加霜。若要在中文環境進行普及化之推廣,以中文演出之節目勢必是較佳的選項。
.專業隔閡:微積分為專業數學科目,但劇中對於此專業數學知識,幾乎無普及化的敘述,僅平鋪直述其數學敘述。此所造成的結果是,僅有已經接觸過微積分的觀眾可以理解劇中資訊,但對於尚未接觸過微積分的觀眾,對於劇中資訊的理解甚少。此點嚴重傷害該劇對於科學普及之功能。舉例來說,與個人同時觀賞之戲劇導演,之前並未接觸微積分,觀賞完此劇後,亦沒能理解任何一個部分。
.劇情問題:由於該劇幾乎是以點狀陳列,並沒有一個吸引人的故事線,因此除非對微積分本來就有所理解或興趣,否則觀眾並無法被此劇吸引,自然也無法被此劇誘發相關的學習動機與對數學之關注。
.製作成本:Matheatre畢竟是美國團隊,來台演出之成本為高,要以低價格進行觸及大量群眾的普及化演出,實屬困難。
以上諸點令本人意識到:如果能有一個屬於臺灣的、中文化的、普及化且吸引人的微積分音樂劇版本,是否便能以此為基礎,進行相關的數學普及化活動,並且觸及原本對數學可能不感興趣,但對表演藝術有興趣的大眾?
於是乎,個人開始了愚公之創作開發與相關演出計畫。
貳、編劇與詞曲創作
一、數學概念之選擇
美版作品採取點狀的敘事方式,帶過大一微積分上半學期大部分的概念,但幾乎所有概念都是簡單敘述帶過。這造成的問題是,除非觀眾已經有學過這些概念,否則他幾乎不可能在這麼短的時間中,光靠「敘述」便理解到這些複雜的數學概念。換言之,這樣的呈現方式,並不能達成科學戲劇所想要的服務,讓「之前沒接觸過對應科學概念」的觀眾有一定程度的感受。
因此,在愚公開發的最初期,我們便訂定了一個非常明確的目標:「只選取最少數且最基本的概念,然後花足夠的時間,好好講完它」。更明確地來說,我們只針對兩個最基本的概念進行說明:
1.微分中的斜率概念。
2.積分中的黎曼和概念。
我們藉此訂定很明確的戰略目標:在三十分鐘的演出中,專心講好這兩個概念。畢竟,比起講很多概念但觀眾都沒有印象,講幾個概念讓觀眾印象深刻,較符合科學戲劇所希望達成的目標。
二、數學概念之呈現
然而,光是這兩個概念的呈現,就已經遇到相當大的阻礙。
積分概念的呈現相對容易,畢竟黎曼和(以規則圖形逼近面積)本身便具有圖像性,因此要以視覺方式在舞台上呈現相對容易。在劇中,我們使用不規則的牆面表現不規則區域的面積,並利用拼貼磁磚來表現用規則圖形逼近的過程;參見圖一。
但是微分的概念就相對困難了。原本的概念是利用舞台上不同的山形景片(如圖二)呈現不同的函數曲線,並藉此示範斜率的計算。然而,在與劇組內部工作時我們發現,這個呈現方式,沒有一個演員能夠理解;而如果看著劇本的演員都無法理解,觀眾勢必更無法理解。
圖2. 微積分音樂劇【恆河左岸的愚公】中使用的山形景片
圖片由演出單位EDU創作社提供
深究其原因,在於斜率這個概念,其實沒有想像中的那麼容易:
.首先,不論是切線還是割線,這一條「線」實際上都不存在。它是一個完全人工建立的抽象物件。
.其次,有了切線或割線後,還需要去量測其在X軸與Y軸上的投影長度,而這兩個座標軸也是完全人工建立的抽象物件。
換言之,斜率的計算,需要建立在「輔助線」和「座標化」兩個完全抽象化的機制,而這對尚未進入或已經遠離中學數學的觀眾而言,勢必會是非常不熟悉的概念。要藉由不熟悉的概念,去理解另一個不熟悉的概念,無疑是難如登天。
圖3. 微積分音樂劇【恆河左岸的愚公】中示範斜率計算使用的小坡
圖片由演出單位EDU創作社提供
創作組此意識到,我們不能期望觀眾能夠自行架構座標系;我們必須要讓觀眾在不破壞戲劇結構的狀況下,實際看到這些抽象物件。因此,劇組最後決定實際搭建階梯狀小坡,利用其邊界以及實際的量測動作,讓觀眾直接「看見」X軸與Y軸的存在,以此呈現斜率的計算過程(見圖三)。
三、全劇之包裝
「一齣好的科普式音樂劇,要先是一齣好的音樂劇。」──資深音樂劇觀眾 Daisy
即使解決了數學概念的呈現問題,要如何讓整個演出生動有趣,仍然是一個問題。畢竟,已經對科學有濃厚興趣的人,不需要科普活動便會接觸到科普知識;換言之,科普活動的優先目標,是本來就對科學知識沒有那麼多興趣的觀眾。就此觀點,我們不能期望科學知識本身會抓住科普活動的目標觀眾,而需要在整體節目中放入其他能夠抓住觀眾的元素,利用這些元素讓觀眾看完全劇,並藉此偷渡科學知識給原本不會接觸科學知識的目標對象。此觀點已有統計驗證之課堂研究佐證(Peleg and Tsabari, 2011; Stagg and Verde, 2019)。類似之應用亦出現在日本科普動漫,如工作細胞(2015-2021,醫學)、石紀元(2017-,綜合科學)、天地創造設計部(2021-,動物)等。
在愚公中,音樂劇本身已經是相對受歡迎之節目型態(高竹嵐,2019),但這絕不表示只要在演出中加入歌唱片段,便能讓其成為一齣受歡迎的音樂劇。事實上,一齣好的音樂劇,需要建構在一個完善的故事架構,以及與故事緊密貼合的詞曲創作上。而對於一齣科學音樂劇,這些都還需要再進一步與所希望傳達的科學概念緊密貼合。
創作組在計畫開始初期便意識到此點的重要性,並循以下思路構思劇情:
.首先,什麼樣的場景,可以自然而然使用到微分與積分的概念?由於微分會牽涉到斜率,因此有一個山坡之類的「斜」坡是一個自然的想法。在此思路下,積分亦可以直接對應到山的總體積。
.場景跟數學概念的連結有了,接下來要讓角色跟這個概念有連結,否則便會出現「演戲,但中間突然插入獨立的科學教學片段」的突兀狀況。什麼樣的角色,會在乎山坡的坡度與山的總體積?這時想到中國傳統的愚公移山的故事:愚公發現山太陡了過不去,所以決定將山挖掉。
.以上的連結有了,但故事劇情仍嫌單薄,無法架構起一個能感動人的故事。此時創作組發現在印度有一個真實的愚公移山故事:曼吉(Dashrath Manjhi)所在的村莊外有一座大山擋著,讓他們從阿特里到加雅沃濟爾根傑地區到最近的醫院需要走55公里的山路。他的妻子黛比,為了幫曼吉送飯時墜落山谷,便因山路遙遠,就醫不及而去世。曼吉心想,這山還會在這裡幾千年,一定會造成更多的不幸,於是決定獨自鑿山。他靠著鎚子和鑿子,獨自一人,每天從凌晨四點鑿到凌晨八點,接著幫人犁田到下午一點來養家活口,就這樣鑿了22年。他在1982年成功鑿穿了山,挖出一條長110米、高7.6米、寬9.1米的道路。他的貢獻使得原本55公里的路程縮短到15公里。曼吉病逝於2007年8月17日,政府為他舉行了國葬。
此故事以一個家庭的苦難開始,在曼吉的角色旅程中,建構出感人的故事,在印度亦有對應的電影「Manjhi – The Mountain Man」。創作組遂以此故事為基底,包裝整個演出。
以上的思路過程,最核心的部分在於力求建構一個精采感人且與數學概念緊密結合的演出。此概念可以用遊戲設計的方式來解釋:
.如果只是把數學概念印在撲克牌上,要大家玩一個不好玩的遊戲,那大家仍舊會興致缺缺,不會因為上面有數學概念就比較想玩。
.如果遊戲內容與撲克牌上的數學概念無關,那玩遊戲的人也不會把牌上的數學概念看進去。就像當我們拿有動物圖鑑的撲克牌玩大老二時,你不會去細看牌上面的動物,因為你玩遊戲只需要在乎那張牌的花色跟數字。
結語
以上僅將本次愚公開發過程中的重點項目與各位分享。詳細的狀況遠遠比上述的複雜,有各種細節須處理,例如:
.原始印度愚公移山故事中只有曼吉本人,但在舞台上,要如何追加其他角色來輔佐這個角色的成長?
.故事中的印度宗教、文化與生死觀,要敘述到什麼程度?以什麼方式敘述?
.書寫為音樂劇時,要在哪些地方以歌唱方式呈現?由誰唱?以什麼樣的曲風唱?
.是否需要使用舞蹈?在什麼地方使用?
.各個數學概念呈現時,在舞台上確切要如何進行?就算只是圖一中的排磁磚,以什麼樣的方式排列,由哪個演員,在哪句台詞,配合音樂的哪個音符,貼到牆上的哪個位子,這都需要精密計算與排練。
以上諸點,都非短時間內可以達成,亦非本人一個人可以達成。愚公從2020年11月開始創作,歷經近一年的創作與排練,經歷戲劇顧問、導演、編舞、舞台設計、服裝設計、歌唱指導與演員的重複檢視與修改,才有今天這樣完成度的作品。
謹以此文,將本次創作中所面臨到的諸多決策,以及相應的時程與人事規模,進行一個初步的分享,期望能提供給未來有志進行類似創作或演出的人士作為參考。
參考文獻 Peleg, R., and A-B. Tsabari (2011). Atom surprise: using theatre in primary science education. Journal of Science Education and Technology, 20, P508-524.
Stagg, B-C., and M-F. Verde (2019) Story of a Seed: educational theatre improves students’ comprehension of plant reproduction and attitudes to plants in primary science education. Research in Science & Technological Education, 37, P15-35.
高竹嵐(2019)。從數據看表演 臺灣表演藝術產業走勢。PAR表演藝術,317。
高竹嵐
國立陽明交通大學統計學研究所副教授
議題融入取向的國小數學課室樣貌 ——以「性別平等」議題為例
文/陳玉珊
前言
向來走在教育最前線的芬蘭,已在2016年將全國教材進行全面修訂。芬蘭教育學者認為,學校教育的重點,應該是提供學生面對未來世界需求的能力,而不是一昧的拉高孩子們的成績。芬蘭教育官員Pasi Silandar指出:「未來,學生的學習方式不是單靠聆聽老師的演講,而是透過討論,思考而來。例如,讓學生一起解決生活上的基本需求與問題,製造一個環境讓學生創造自己的思考,這就是共同學習。」給學生實際的問題,或是需要解決一件事情,然後引導學生一些可用的資源,或是線索,讓他們自己去尋找解決方法。經過這樣的訓練,學生才能找到自己的答案,才算是完整的學習過程(天下文化,2015)。
我國於108年開始實施12年國教,總綱在課程架構談及國民中小學教育階段校訂課程的「彈性學習課程」包含有跨領域統整性主題/專題/議題探究課程(教育部,2014)。可見跨領域統整的課程設計與教學實施,是落實12年國教課程理念與目標的方法之一。例如讓學生一起解決日常生活中的基本需求與問題,激發主動探究的學習動機,並培養跨領域整合的能力,成為一位能夠適應未來的斜槓青年,這種課程也和芬蘭的教育相呼應。
綜括上述,本文以筆者與一同參與跨領域工作坊夥伴共同設計的國小高年級「男女大不同?!」之教學活動為例,從解決真實生活問題切入,融入數學、社會、綜合等三個學習領域的內涵,呈現以「性別平等」議題融入導向的國小數學課室實踐樣貌,期盼能為12年國教課程注入新能量,藉以作為國小跨領域素養導向教學之參考。
壹、跨領域素養導向課程理論與設計的內涵簡介
一、跨領域素養導向課程
何謂「跨領域素養導向」課程呢?簡單來說「跨領域素養導向課程」是以創新系統的思維與行動為基礎的課程,目標讓學生習得具備適應未來世界的素養(教育部,2017)。我們可以將跨領域課程理解為連結不同學科內容,跨越不同認知方式,主要是為了培養學生解決問題的技能和批判思維(Yarker & Park, 2012)。所以,跨領域學習通常體現為「學生中心」的模式;學生透過探討問題,學習批判反思,比較不同方法和取徑,釐清不同╱相似的任務,創建統整框架,以求全面理解問題(Klein, 2006)。
Beane(1997)認為,課程統整的重點在於教師及學習者共同合作,並透過重要議題打破學科界限,強化個人與社會之整合。課程統整的形式包含四種範疇:
1.經驗統整:透過真實經驗的反思以建構學生的認知基模。
2.社會統整:以重要社會議題為核心,統整相關知識的學習。
3.知識統整:以問題為核心,透過問題解決的歷程來發展、組織與詮釋知識。
4.課程設計統整:以學科核心知識所形成的脈絡為主軸,發展涉及該知識的學習活動,以建立與真實問題解決的連結。
其中「課程設計統整」取向的精神為強調與真實問題的連結,正符應12年國教所強調「學習與生活結合」的精神。
二、聯合國17項永續發展目標(SDGs)2016-2030
「議題」係基於社會發展需要、普遍受到關注,且期待學生應有所理解與行動的一些課題。12年國教本乎總綱「自發」、「互動」及「共好」之基本理念,為與社會脈動、生活情境緊密連結,以議題教育培養學生批判思考及解決問題的能力,提升學生面對議題的責任感與行動力,並能追求尊重多元、同理關懷、公平正義與永續發展等核心價值。
2015年9月於紐約召開的聯合國永續發展高峰會,針對2030永續發展議程提出了17項永續發展目標(SDGs)(陳永融,2021),如圖1,目標是在 2030 年之前達成永續發展的願景,實現「繁榮」(prosperity)、「公平」(fairness)與「環境永續」(environmental sustainability)等三大目標。
圖1. 聯合國17個永續發展目標(SDGs)
資料來源:https://storystudio.tw/article/s_for_supplement/sdgs-introduction/
三、以數學為主軸的跨領域素養導向教學設計
108課綱所強調的跨領域課程,傾向以議題導向的概念進行跨領域課程設計,透過一個真實存在的問題或情境來進行跨領域課程設計。然而,在實際的教學現場中,倘若要真正做到完全打破學科之間的界線,進行跨領域的設計,那前提是必須有一群專業的各領域專家教師進行專業對話,以目前的教學生態,欲有效執行的困難度頗高。
當一個課程納入兩個以上的學科,這些學科之間相互提供助益,幫助學習者理解某個主題或解答某個問題,即可稱它為跨領域課程(周淑卿,2019)。
綜述,筆者嘗試先思考想要解決什麼樣的真實問題,再思考以什麼樣的議題出發,最後以某個學科(本次為數學)為主軸,並思考可融入的學科還有哪些?
筆者認為以數學為主軸的跨領域課程設計,有幾個基本問題需要去思考:
1.想要解決哪些真實生活上的問題?這個問題跟哪些議題有關?
2.這個議題除了數學外,還可能跟哪些學科(領域)有連結?
3.這個活動是在應用(or發展)哪些的數學概念?
貳、教學設計與教學實踐
一、教材設計
(一)設計理念
本次「男女大不同?!」的跨領域教學,對象為六年級學生,結合SDGs中的「性別平等」議題,希望透過真實問題的設計與適當的教學方法,促進學生發展分析思考、合作學習、溝通與分享的能力。
由於我們希望能更貼近學生的日常生活經驗,因此我們決定以「做家事」的情境引入。我們認為可以透過「長條圖與折線圖」來讓學生具體感受到社會現象,並嘗試應用所學來解決問題。因此本次的跨領域教學活動目標如下:
1.能運用統計圖呈現數據並學會分析。
2.能透過統計圖的比較,察覺日常生活中容易被忽視的現象。
(二)教學活動設計
在生活中我們常常會透過統計圖(長條圖、折線圖)將欲探討的問題具體化,例如:男女家事分工情形。為了提升學生對於性別平等的覺知,並找出可能的解決之道,教學活動的設計會盡量貼近真實生活情境,讓學生對「性別平等」意涵有更多元的理解。
本次以「性別平等」議題融入的跨領域課程設計,其主要符應的數學、社會、綜合領域的核心素養分述如下:
1. 數學領域
數-E-B2 具備報讀、製作基本統計圖之能力。
數-E-C1 具備從證據討論事情,以及和他人有條理溝通的態度。
2. 社會領域
社-E-A1 認識自我在團體中的角色,養成適切的態度與價值觀,並探索自我的發展。
社-E-C1 培養良好的生活習慣,理解並遵守社會規範,參與公共事務,養成社會責任感,尊重並維護自己和他人的人權,關懷自然環境與人類社會的永續發展。
3. 綜合領域
綜-E-A2 探索學習方法,培養思考能力與自律負責的態度,並透過體驗與實踐解決日常生活問題。
綜-E-B1 覺察自己的人際溝通方式,學習合宜的互動與溝通技巧,培養同理心,並應用於日常生活。
二、教學實踐
(一)以真實生活情境啟動跨領域的學習
教師先以學生社會課中曾提及過的「性別平等教育法」為楔子,詢問學生:「為什麼我們要訂這個法呢?」,當學生回答「就是希望能夠男女生平等」後,再以「大家覺得我們目前的生活有沒有男女平等呢?」等話語引發學生的學習動機。教學片段1如下:(班級為六年級學生,全班有26位學生,男女各13人,S1~S13為男生、S14~S26為女生)
T: 「老師聽到你們上社會課時有提到『性別平等教育法』,你們知道為何要訂這個法嗎?」
S(全班): 「就是希望能夠男女平等…」
T: 「嗯… 說得很好,那大家覺得我們目前的生活有沒有男女平等呢?」
S19(女): 「有啊…」
S 2(男): 「哪有…明明是重女輕男,像每次要搬東西,老師都會叫男生搬……」
T: 「那有沒有可能是因為男生先天體格就是比女生好一點,力氣會大一點,所以老師才會都叫男生搬呢?
因為有時候我們大人會因為考量到男生和女生先天條件就不一樣的因素,所以在選擇上就會有所不同呢?
舉例來說,通常高年級的男生在體格上、力氣上確實比女生來得好、來得大,而高年級的女生也可能因為進入了青春期而有生理上的變化,如果這時候能夠針對真實的狀況而進行調整,那麼你還會覺得讓男生去搬重物是件不公平的事嗎?」
S3(男): 「難怪我媽每次來『那個』都會不舒服,然後我爸就會很緊張,警告我要乖一點,有時候我還以為我媽是故意要叫我爸修理我才這樣裝的,原來『那個』來是真的會不舒服喔,以後我媽『那個』來時,我會乖一點…」
S14(女): 「我們女生真的很可憐,如果女生來生理期,常常都會肚子痛,雖然我只有一點點痛而已,可是像我姊她就會痛到臉色慘白,我還看過她在吃止痛藥,這是你們男生無法體會的…」
T: 「嗯,說得沒錯,當然,也不是所有的男生都一定力氣大,但老師相信大人們會比較常叫男生搬重物,很多時候都是有這一層面的考量喔…
但萬一你是屬於力氣比較小的人,遇到這種情形,其實是可以跟大人們說你的狀況,適度的表達自己的需求,根據狀況進行調整,或許這才是一種真正的公平喔…」
S2(男): 「那我現在知道了,是我誤會了…我以後會多搬一些,反正也可以當作是體能訓練…(笑)」
根據上述教學片段1,從學生一開始的回答「明明是重女輕男,像每次要搬東西,老師都會叫男生搬……」到後來的「原來『那個』來是真的會不舒服喔…」、「是我誤會了…我以後會多搬一些,反正也可以當作是體能訓練…」,顯示學生透過這一活動,除了能夠慢慢去體悟到「男女大不同」外,甚至能夠改變原先的誤解,進而表達出願意多做一些,呈現了社會領域核心素養之一:「社-E-A1 認識自我在團體中的角色,養成適切的態度與價值觀,並探索自我的發展」,以及綜合領域核心素養之一:「綜-E-B1 覺察自己的人際溝通方式,學習合宜的互動與溝通技巧,培養同理心,並應用於日常生活」的學習表現。
(二)連結舊知識進行跨領域的學習
在老師解決了學生的誤解之後,此時又有學生S18(女)表示:「可是我家還是有一些男女不平等的事,像我爸媽每次做完生意回家後,明明我媽跟我爸是一起工作(市場賣魚攤販),回家之後,我媽還要忙著做一堆的家事,我爸就只有在客廳翹著二郎腿滑手機、看電視,什麼都不用做…我看我媽都累得要死…」,另一個學生S24(女)也問:「像我們假日回阿嬤家,也都只看到都是我阿嬤、我阿姨在做家事而已…男生真的都不用做耶…」,不過S11(男)卻說:「可是我家我媽都沒有在做家事,都是我爸做啊…」,此時全班同學針對「家事誰做得比較多?」討論熱烈,於是教師布了一個教學活動—「家事分工大調查」,由學生先決定常見的家事有七項,再針對這七項家事進行投票,教學片段2如下:
T : 「哇!看來大家對於『做家事』有很不一樣的看法,要不,我們就真的來調查看看,看看到底是男生家事做得多呢?還是女生做得比較多?以長輩為主」
[ 調查結果如下表1 ]
表1. 家事分工統計表
T :「調查後的結果,除了用表格的數據呈現外,還有沒有什麼方式可以更一目了然呢?」
S(全班):「有,我們可以畫長條圖來表示… 」[ 如下圖3 ]
圖3. 家事分工長條圖
T :「從你們所繪製的這些長條圖中,你們看到了什麼?把你們的想法寫下來…」[ 如下圖4 ]
圖4:學生的回饋
T: 「同學們都寫得很好,雖然覺得家事幾乎都是女生在做,不過也發現到需要出較多力氣、勞動力的家事則是男生做居多,或許某種角度可以視為是一種男女雙方的調和。大家覺得呢?」
S(全班): 「嗯…同意,因為男女生本來就不一樣了,根本不可能做到百分百的平等。」
T: 「我們面對『性別不平等』的問題時,我們可以怎麼解決?」
S 2(男): 「我會嘗試講給他聽,男生女生都一樣。」
S10(男): 「合理解釋,破解不公平。」
S14(女): 「會努力克服,我也要避免讓不公平的事發生,平等對待每個人。」
S18(女): 「男女協調、互相尊重。」
根據上述教學片段可以發現,教師提問:「除了用表格的數據呈現外,還有沒有什麼方式可以更一目了然呢?」學生立刻能夠運用所學統計圖的舊經驗,繪製出長條圖,讓學生理解到原來學統計圖,除了「繪製」能力,更重要的是,要能夠透過統計圖給予的訊息,進而找到合適的解決之道,從中培養學生有發現問題、解決問題的能力。顯示學生的表現,呈現了數學領域核心素養之一:「數-E-B2 具備報讀、製作基本統計圖之能力」以及「數-E-C1 具備從證據討論事情,以及和他人有條理溝通的態度」的學習表現。
此外,教師在第一個活動提醒了學生,有時候表面上看似不公平的舉動,其實是因為考量了先天條件的限制而採取的因應之道,那麼這就不是不公平,反而是「注重差異化的公平」。同樣的,如果能夠彼此找到一個平衡點,或許亦可視為是一種真實性的公平。
學生能夠根據課程所習得內容,學會更懂得尊重「他人」,自主要求避免有不公平的事發生,呈現社會領域核心素養之一:「社-E-C1 培養良好的生活習慣,理解並遵守社會規範,參與公共事務,養成社會責任感,尊重並維護自己和他人的人權,關懷自然環境與人類社會的永續發展」,以及綜合領域核心素養之一:「綜-E-A2 探索學習方法,培養思考能力與自律負責的態度,並透過體驗與實踐解決日常生活問題」的學習表現。
結語
以議題教育培養學生批判思考及解決問題的能力,提升學生面對議題的責任感與行動力,並能追求尊重多元、同理關懷、公平正義與永續發展等核心價值,筆者認為本次的教學培養學生具備「數-E-B2」、「數-E-C1」、「社-E-A1」、「社-E-C1」、「綜-E-A2」、「綜-E-B1」的12年國教核心素養。
從上述學生的學習表現,筆者認為跨領域素養導向課程設計,應以解決真實問題來啟動學生的學習需求,引導學生應用曾經學過的數學概念與其他領域進行連結,讓數學的學習不再只是計算或是公式而已,而是能夠透過議題探究的課程設計取徑,讓學生產生有感的跨領域學習。
此外,筆者認為爾後可於教學時,另外提供學生有關「性別平等教育法」等其他更多元的資訊,讓學生透過不同層面的訊息,察覺並思考「性別平等」的重要性,以改善長久以來父權體制和相關社會規範下根深蒂固的性別歧視與差別待遇。
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陳玉珊
新北市安和國小教師
台北市立大學教育系課程教學組博士生
Orbis Pictus Award ——為孩子推薦非小說類讀本的最佳選擇
文/劉淑雯、林微珊
前言:Orbis Pictus Award的由來
您對於繪本的想法是什麼?您聽過歐比斯(Orbis)嗎?筆者從過去到現在幾十年的歲月裡,走訪各國參與各項研討會並與不同國家學者交流,致力於推廣繪本閱讀,從語文、數學、STEAM到性別教育等議題,主題豐富多樣且繪圖精緻吸精的特色繪本不僅是兒童喜歡的讀本,成人也視其為療癒身心的讀物,且適合應用於各學層的教學。經多年耕耘,2019年於臺北市立大學設立「歐比斯(Orbis)繪本跨域探究中心」,中心名稱致敬第一本真正為兒童設計的百科圖書(Orbis Pictus),將各國蒐集珍貴繪本放置於此,目前中心轉型,將部份繪本放置於臺北市立大學博愛校區圖書館。期許師資培育生、在職教師以及更多的教育夥伴們,對於運用繪本在跨領域、跨場域能有更多更好的教育研發與應用和促進在地與國際的經驗交流。
圖1. 歐比斯(Orbis)繪本跨域探究中心門牌及環境一隅、SHERO展覽、中心特製書插
美國英語教師協會(The National Council of Teachers of English,以下簡稱NCTE)是美國的一個專業組織,致力於改善各級教育機構對英語和語言藝術的教與學。自1911年以來,NCTE提供了一個專業論壇,為教師提供一系列在整個職業生涯中繼續其專業發展的機會,並為解決影響英語教學的問題提供了合作框架,共享故事和經驗,在課堂、大學校園和線上學習環境中支持教師和學生。100多年來,NCTE提供期刊、出版物、資源以及透過年會和其他專業學習活動共享授課想法、研究和教學策略。他們的口號是「我們正在閱讀過去並描寫未來(we are reading the past and writing the future)。」
NCTE於1989年成立榮譽圖書獎(Orbis Pictus Award®),目的在推動及表揚為兒童創作優秀及傑出的文學非小說類書籍作品(Nonfiction books)。非小說類書籍定義為可為兒童解釋可記錄的事實材料而編寫、設計和組織的書籍。獎項名稱之所以用「Orbis Pictus」,則是為了紀念約翰・阿摩司・康米紐斯(Johannes Amos Comenius)於1658年出版的「世界圖繪:所有基本事物及日常活動的圖像與名稱(Orbis Pictus—The World in Pictures) 」,這本書被認為是第一本真正為兒童設計的書,也是一部圖文並茂的百科圖繪,圖片是不論文字如何演進,都能充分表現事物的美麗圖像,故以此來取名則更有意義。
圖2. 第一本真正為兒童設計的書《世界圖繪》
為了評選榮譽圖書獎的獲獎圖書,NCTE會另成立一個委員會來進行選書工作,成員包含委員會主席(任期2年)及7名代表美國各個地區的專業人員(包含學術人員、教師及圖書管理員等),成員任期為3年,每年會選出2至3名的新成員。提名的書籍必須在當年年度內之前在美國出版或行銷,提名截止日期為每年10月15日。此委員會於每年度選出1本年度大獎(annual Orbis Pictus Award)、至多5本的榮譽書籍(honor books)及8本適合於課堂中使用的推薦書籍(Commended),從2000年到2022年每年推薦書籍約13本至20本。
榮譽圖書獎評選獎項標準會參考以下6點:
1.文字及解說資料的準確性以及適當的文件證明,避免擬人化和目的論,事實和理論為明確可區辨的,讓其平衡處理。
2.有助於讓文本增加明確易懂性的材料組成。
3.富有魅力的語言使用風格。
4.富有魅力的插圖風格,且對正文有補充性。
5.根據書的主題設計,對於不同年齡階段的兒童皆能適用。
6.對幼稚園8年級(K-8)課程有潛在貢獻。
該獎項每年由委員會主席在NCTE年度大會期間的兒童圖書獎午宴上頒發,年度大獎獲獎作者和插圖畫家將獲得一塊紀念牌匾,並成為午宴上的特邀演講者;榮譽書籍獎作者和插圖畫家獲得認可及證書,並邀請出席午宴後的發表會議。
壹、2022年得獎作品簡介
本年度共有14本書籍獲得推薦,多數為自然科學及社會類別的繪本,以下來介紹本年度的推薦作品。
一、年度大獎(annual Orbis Pictus Award)
由Nina: A Story of Nina Simone獲得,這本為妮娜·西蒙(Nina Simone)的傳記,其強而有力的描述了其從小時候彈鋼琴到她作為表演者的生活故事,包含她一生中所遇到種族主義的歧視。這本書不僅將她定位為一位療育人心的歌手,並且是一位捍衛自己民族並致力於減少種族歧視的民權社運人士。
二、榮譽書籍(honor books)
1.Fallout: Spies, Superbombs, and the Ultimate Cold War Showdown
這是一本將冷戰描寫的引人入勝且無懈可擊的書籍,隨著第二次世界大戰接近尾聲,美國和蘇聯成為極端對立的兩個世界大國。美國在廣島展示原子彈後,蘇聯人不甘落後。隨著共產主義席捲全球,兩國開始了並駕齊驅的競爭,以製造更具破壞性的炸彈並為征服太空而競賽。在他們爭奪主導權的戰鬥中,間諜飛機在上空飛行,武裝潛艇在地下深處游弋,臥底特工在深夜相遇。美國總統甘迺迪和蘇聯總理赫魯雪夫為了保護生命還是要選擇使用核武器的艱難決定,讓讀者就像是坐在旁邊觀看這場戰爭似的,並將誰都無法預期的戰爭結果詳細的描繪出來。
2.Latinitas: Celebrating 40 Big Dreamers
這本插圖精美的繪本,是簡短且引人入勝的傳記故事,講述40位來自拉丁美洲和美國各地的拉丁裔女性如何開始實踐自己夢想的故事,從最高法院法官 Sonia Sotomayor 到歌手 Selena Quintanilla,再到NASA的第一位虛擬實境工程師 Evelyn Miralles,這本書是為有抱負的藝術家、科學家、活動家等而寫的。這些女人追隨她們的夢想,希望這本書也能帶給你/妳追尋夢想的勇氣!
3. Classified: The Secret Career of Mary Golda Ross, Cherokee Aerospace Engineer
這本繪本描述了瑪麗·戈爾達·羅斯(Mary Golda Ross)的生平與在太空數學及科學的成就,她除了是第一個已知的美國原住民女工程師,也是洛克希德公司(Lockheed Corporation)歷史上第一個女工程師且為極度機密的臭鼬工廠(Skunk Works)中40位創始工程師之一。她設計了精密飛機和太空船,從本書中可以帶我們了解她對數學的熱情以及她從小培養的切諾基(Cherokee)價值觀(包括教育、合作工作、保持謙虛以及幫助所有人享有平等的機會和教育)如何塑造了她的生活和工作。
4. Call and Response: The Story of Black Lives Matter
這本書透過通過引人注目的照片、深入的報導、令人驚嘆的視覺圖表及引人入勝的引語來探索美國自1960年代民權運動以來,最大規模的種族抗爭運動「Black Lives Matter(黑人的命也是命)」,藉由活動家和組織者的旅程,審視了抗議對美國歷史至關重要的一些方式,並展示了遊行、集會和示威如何成為實現有意義變革的重要工具。
5. Unbound: The Life and Art of Judith Scott
由她的雙胞胎妹妹喬伊斯·斯科特(Joyce Scott)及凱迪克榮譽藝術家梅麗莎·斯威特(Melissa Sweet)為她摯愛的姐姐──著名藝術家朱迪思·斯科特(Judith Scott)的生活和藝術進行了動人有力的介紹,也為患有唐氏症人們的生活與經歷帶來了光明與希望。朱迪思出生時患有唐氏症,她是聽障並且從來沒有學會說話,朱迪思因長期生活在收容機構缺乏自理能力,直到她的妹妹喬伊斯與她團聚並讓她參加藝術課。最後她的作品在世界各地的博物館和畫廊展出,成為著名的藝術家。
三、推薦書籍(Commended)
1.Butterfly for a King: Saving Hawaiʻi's Kamehameha Butterflies
這是美麗的夏威夷本土蝴蝶和一位偉大的夏威夷戰士國王的迷人真實故事。一群5年級的學生主張將Kamehameha蝴蝶作為國家昆蟲,並發現這些蝴蝶的數量正在下降,一支由專業人士和公民科學家組成的團隊開始共同努力,恢復蝴蝶的自然棲息地,並在曾經發現蝴蝶的地方重新引入蝴蝶,尋找幫助他們生存的方法。
2. Pura's Cuentos: How Pura Belpré Reshaped Libraries with Her Stories
Pura Belpré是一位備受讚譽的說故事者、圖書管理員和雙語故事時間的先驅者,她從波多黎各搬到紐約市並成為紐約市第1位拉丁裔圖書館員,她決定用英語和西班牙語向孩子們講述她家鄉的故事,她在社區中建立了文化橋樑,並打破了規則,講述了書籍中沒有出現的故事。
3. Monumental: Oscar Dunn and His Radical Fight in Reconstruction Louisiana
講述了奧斯卡·詹姆斯·鄧恩 (Oscar James Dunn) 令人難以置信的傳奇故事,他是一位出生在奴隸制度的新奧爾良人,後來成為美國第一位黑人副州長和代理州長。作為爭取黑人普選權、公民權利和綜合公立學校的擁護者,鄧恩在路易斯安那州重建初期為徹底變革而奮鬥,這是一個內戰後充斥著腐敗、詭計和暴力的時代。樹中用地圖和時間線為內容敘述增添了層次感,描繪出一個人為了爭取平等和正義原則而可能不惜失去一切的故事。
4. What's in Your Pocket?: Collecting Nature's Treasures
當你發現一些奇特而美妙的東西時,你會把它放在口袋裡嗎?讓我們來看看9位科學家小時候探索了大自然並收集了「寶藏」-莢果、化石、寄生蟲類等,孩童時期的好奇心教會了這些孩子觀察、排序和分類等科學技能,有時還會帶來突破性的發現呢!
5. Sakamoto's Swim Club: How a Teacher Led an Unlikely Team to Victory
在1930 年代毛伊島甘蔗種植園當工人的孩子被趕出來,在附近的灌溉溝渠玩耍時,當地的科學教師坂本宗一想到了一個主意。他為這群孩子們負責,並訓練他們游泳。利用他的科學背景,坂本為孩子們制定了嚴格的練習制度,磨練他們的技能,增強他們的力量和耐力。他們組建了一支泳隊並開始稱霸賽事,從國內一路到國際 ,直到他們一路奪得奧運金牌!以簡單的韻律講述,坂本的故事激勵運動員、教練以及所有相信不可能實現的夢想的人。
6. We Must Not Forget: Holocaust Stories of Survival and Resistance
隨著第二次世界大戰的肆虐,數百萬計年輕的猶太人陷入了納粹最終解決方案的恐怖之中。透過個人證詞、信件、口述歷史、檔案照片讓在大屠殺倖存下來自不同國家的英雄故事能活在書頁上,回憶他們的迫害、生存和抵抗,不僅紀念了受害者的勇氣,而且呼籲年輕讀者採取行動。
7. Planet Ocean: Why We All Need a Healthy Ocean
地球上超過 70% 的面積是海洋。那麼,我們全球家園的一個更好的名字不是行星海洋嗎?與作家 Patricia Newman 和攝影師 Annie Crawley 透過QR code的互動方式,一起潛入水中—參觀印度尼西亞附近的珊瑚三角區、太平洋西北部的薩利希海和世界之巔的北冰洋。了解包括氣候變化、海洋酸化和塑料污染在內的問題,並結識鼓舞人心的當地人,他們正在引領扭轉人類危害海洋的方式。在了解保護珍貴海洋資源的重要性時,也給讀者留下漣漪般的影響。
8. Make Meatballs Sing: The Life and Art of Sister Corita Kent
本書是身兼藝術家、教育家、修女、活動家的Corita Kent其生活與藝術的驚人寫照。她透過作品傳播了愛、希望和正義的強大信息,以開闊的眼光觀察世界,質疑和超越現有的社會框架。
若想購買榮譽圖書獎推薦書籍可以在amazon網站輸入關鍵字「orbis pictus award books」就能找到部份獲獎書籍,另外可以輸入推薦書籍相關資訊,如書名或作者,也能在amazon、博客來、誠品等購書網站上買到您想閱讀的書籍,部分書籍國內有現貨但部份書籍需下訂單後才會從國外寄出。部份國內圖書館也能借閱到部份書籍,但需要花較多時間搜尋書籍館藏位置,也有部分推薦書及翻譯為中文版,如2020年獲獎的「物理天后-推翻宇宙定律的吳健雄」、2018年獲獎的「充滿情感的生命樂章:鋼琴發明家克里斯多佛里的故事」等書籍,讓大家更容易去閱讀這些推薦繪本。
圖3. 獲獎書籍翻譯成中文繪本
貳、2000年至2021年榮譽圖書獎作品分類統計
筆者依照我國目前十二年國民基本教育課程科目來進行分類,在近22年共332本推薦繪本當中,於自然科學(98本)及社會(159本)這2個分類項目中為大宗(表一),可能因其評選獎項標準故在上述分類項目中有較多繪本脫穎而出,另以人物為主角敘事的傳記繪本也有146本,故傳記繪本也是NCTE推薦大家去閱讀,透過了解這些人物的生平也可以學習到不同領域的知識(表二)。
歷年的推薦繪本中包含各式各樣的主題,包含戰爭相關主題的,如冷戰、第一次及第二次世界大戰、珍珠港事件等;人權相關主題,如教師遊行、黑人女性的投票權、性別工作權平等、難民、美國憲法誕生等;各體育項目中表現出色的運動員生平介紹,如著名網球選手沙蓮娜威廉絲(Serena Williams)、職業足球員兼藝術家的厄尼·巴恩斯(Ernie Barnes)等;科技相關主題,如飛機、打字機、電腦、球型潛水器的製造等;生態研究,如鯊魚如何影響生態、巨型魷魚、颶風卡崔娜(Katrina)、火山爆發對人類生態的影響、4金槍魚圍網捕撈對海豚族群的影響;健康與科學,如血液、進化論等;太空科學,如登陸月球、行星與太陽碰撞、火星探險等;考古與古生物學,恐龍滅絕、研究猛獁象骨骼和化石等。
使用自然科學繪本來教科學,能讓兒童易於學習科學概念,在科學課程裡同時運用繪本及閱讀相關策略更可以增進科學領域的學習 (Morrow et al.,1997)。
這些多元又豐富的主題皆能作為課堂中教科書的補充教材、孩子課後閱讀的讀本,作為充實知識的素材。
表1. 2000年至2021年榮譽圖書獎作品分類統計
表2. 2000年至2021年榮譽圖書獎作品-傳記繪本統計
參、教學資源介紹
Orbis Pictus Award®委員會彙集了2018年與2021年獲獎書籍相關的資源,與教育工作者分享,其包含講義和投影片,這些資源都於NCTE的網站中可以獲得,以下分別就這2年度所提供的教學資源作介紹。
一、2018年榮譽圖書獎的教學資源介紹
以STEM( 科學、科技、工程和數學 )和設計思維(Design Thinking);地區意識(A Sense of Place);國家、文化及個人認同(National, Cultural, and Personal Identity)為主軸,分別列出個主軸的中心繪本,從中心繪本先探討每本書的共同性問題,接著專注於思考各本書個別問題,最後延伸出統整性問題。
以STEM和設計思維這個主軸為例,其選用7本中心文本切入,這7本繪本為Dazzle Ships. World War I and the Art of Confusion、Isaac The Alchemist: Secrets of Isaac Newton, Reveal’d、Life on Surtsey. Island’s Upstart Island、Maya Lin: Thinking with Her Hands、The Music of Life: Bartolomeo Cristofori & the Invention of the Piano、The World Is Not A Rectangle: A Portrait of Architect Zaha Hadid、Art as Function、The Quilts of Gee’s Bend,以下說明其教學應用的方式。
(一)從所有書籍綜觀來看
1.可以從上面所提到書籍中(或你想到的其他書籍)探討下面的問題:
(1)探索女性在創意和科學過程中有哪些地方被描繪或被忽略的?
(2)從語言和視覺語言來看,他們在做什麼(或不做什麼)和說(或不說)?看起來像是什麼?
(3)如何描述或描繪他/她們?
(4)比較和對比主要敘述中的內容和背景訊息有何不同?這些內容和訊息要分享的資訊是什麼?
2. 新思維方式(A New Way of Thinking):每本書都展示了個人或團體可以利用想像力、邏輯、科學原理、同理心和毅力來解決問題,從而獲得啟發性和創新性的解決方案。
3. 藝術作為功能(Art as Function):這些書籍探討了一系列發明和想法的實際用途和美的體驗,以及可以在這些日常物品和創新設計中的看見藝術意涵。
(二)從特定書籍來探討問題
以Dazzle Ships. World War I and the Art of Confusion這本繪本來看,可以從報章雜誌的評論中獲得資訊或與其相關的黑白和彩色照片檔案。學生可能有興趣探索在英國從事Dazzle Ships設計工作的年輕女性;在紐約,他們可能是「女性迷彩特種部隊」。我們對這些團體了解多少呢?
另外也可以使用另一本書籍(Optical Illusions: Make Your Own Awesome Illusions,DK Publishing, 2017)讓學生用視覺錯視創造自己的錯覺。這本書教導學生使用其所附的卡片,利用折疊、彎曲等技巧來建立3D 錯覺。
圖4. 關於Dazzle Ships國外期刊上的資料
圖5. 國外貸款海報上Dazzle Ships的照片
(三)延伸這些書籍所隱含的意涵
透過以下問題來引起學生思考:
1.讓學生考慮他們在家中或社區中進行了哪些探索或實驗。這些探索如何體現 STEAM 或設計思維過程?
2.採訪社區科學家、藝術家、建築師和音樂家。讓他們回憶起童年時做過的哪些事,經過反思後,童年的經歷是否與他們的現在的專業工作有關?
3.學生認為哪些條件最適合他們的發展創造性探究和創新?
4.探索我們現在認為最初用於家庭日常生活的藝術,是什麼促成了「生活科學」轉向「生活藝術」的轉變?誰從這種轉變中受益了? 它如何塑造我們對藝術/工具和藝術家/發明者的思考?此外,我們目前擁有哪些藝術將成為日常生活必要的工具,反之亦然?為什麼這種藝術或工具會在類型或目的上發生變化?
綜上所述,不同主軸的繪本可以透過上面舉例的引導方式,帶領學生思考主題繪本要帶給學生的觀念與想法,並透過結合其他資源,如報章雜誌、期刊、相關書籍、動手做等的方式,讓學生在學習中可以更容易連結到教學者想要教給學生的知識。
二、2021年榮譽圖書獎的教學資源介紹
對於獲獎書籍以年度大獎、榮譽書籍、推薦書籍等順序,以每本繪本各本獨立的方式提供與繪本有關的書籍及多媒體資源連結。像是教學用書、作者校刊專訪;提供繪本唸讀網站;書評;書籍資源介紹;作者資訊;插畫家資訊;活動和資源;討論問題;相似讀物介紹等。
以獲得年度大獎的A Place to Land繪本為例,有提供下列資源:
書籍和多媒體資源─提供教學書籍網站及School Library Journal採訪繪本作者巴里·維滕斯坦(Barry Wittenstein)和傑里·平克尼(Jerry Pinkney)的報導。
(一)大聲朗讀─提供唸讀繪本的網站連結,有家長唸讀繪本給孩子聽的版本,也有學校出版以繪本配合朗讀頁面的版本,讓教學者可以自由選用。
(二)書籍評論─不同書籍評論網站對於繪本更深入的剖析,像是繪本中使用的歷史事件,以本書為例是關於1963年3月馬丁·路德·金恩(Martin Luther King)在華盛頓舉行「我有一個夢想」演講;繪本裡圖片的使用,以本書為採用石墨、彩色鉛筆、水彩和拼貼來表達插圖中的複雜性等,都可以做為老師在課堂上補充的概念。
(三)書籍預告片─由Texas Bluebonnet Award提供的繪本簡短介紹,可以由此大致了解繪本的內容。本書也為2021年Texas Bluebonnet Award的獲獎繪本
(四)作者資訊─本書作者為貝瑞·威騰斯坦(Barry Wittenstein),裏面有其專屬的網站介紹了他的生平、著作、他所寫的繪本的課程指南等,內容相當豐富,可以更了解作者生活背景。
(五)插畫家資訊─本書插畫家為Jerry Pinkney,裏面有其專屬的網站介紹了他的生平、繪畫作品、他畫過的繪本插圖、展覽資訊等,喜歡他的繪畫風格的讀者們,進到網站後可以探索他豐富的繪畫世界。
(六)討論問題─在資源中有提到一些可以引導孩子討論的問題,如:在閱讀本書之前,您對「我有一個夢想」的演講了解多少?為什麼馬丁·路德·金恩要向他信任的人尋求建議?仔細觀察傑瑞·平克尼(Jerry Pinkney)的插圖,你注意到背景中的圖像是什麼?他為什麼要花幾個小時來修改和重寫他的演講?在著名演講中的「place to land」代表什麼意思?裡面所列的這些問題都可以作為教學者的參考。
相似讀物介紹-在裡面提供對於繪本中提到的人物及相關議題,如馬丁·路德·金恩的相關文獻、公民權利領袖介紹、美國20世紀最有影響力的福音歌手─瑪哈莉雅·傑克森(Mahalia Jackson)介紹等資訊。
透過教學資源的資料整理,可以讓教學者在短時間內掌握到繪本最精華的資訊,也利於課堂中的應用。知識性繪本近年來也成為教師進行教學學的資源之一,其特點為圖片具有視覺吸引力的、資訊是正確並且可信的、內容邏輯嚴密且系統性強並用簡單明瞭的語言說明背景知識讓閱讀者易於理解(Gill,2009),其主題包含科學、科技、歷史、運動、地理等,在閱讀知識型繪本時我們可以採用以下教學策略(Akerson,2004;鄭妙芳,2004):
(一)視覺化:將所看到的文字影像化、創造心象,加強圖像閱讀的能力。
(二)概述化:整合所讀文本內容,並且說出其中的大意,將閱讀到的訊息分門別類。
(三)連結:書中內容與其他書籍、已知事物和新資訊的連結。
(四)決定重點:根據閱讀目的決定文本中重要與不重要的資訊,而不迷失,可以透過閱讀開頭部分以瞭解主題、背景、意圖;找出主要段落的主題句,以瞭解文本的主要內容和整體結構;再讀結尾部分以瞭解結論、用途、意義來判斷文本中哪些是重要的訊息。
(五)推論、預測:就所看到的內容推測可能的發展,培養邏輯思考能力,質疑接下來可能會發生的事情。
(六)提問:思考內容是否合理?這句話讀起來有沒有疑問?我是否知道發生了什麼事?能在閱讀中提問題,增進思辨能力提供學生閱讀的焦點。
(七)澄清:能綜合運用上述的策略,來釐清所進行的閱讀內容在找出一段困惑難解的文字時,可以運用重讀或前後文的線索與先備知識等修補策略促使自己理解。
下次讀知識性繪本時,不妨試試看上面的策略,讓閱讀更能抓住重點,讓閱讀者打開繪本就可以看見並探索這個世界。
結語
繪本不只是給兒童看的故事書,而是可以讓課堂變得更加生動有趣的一種媒介。榮譽圖書獎的推薦繪本有嚴謹的評選過程,減少在眾多書籍中選擇適當書籍的困擾,而在各式各樣主題的特色繪本中,可挑選符合課程領域及學習主題的繪本做使用,有這些獎項推薦的書籍讓我們在課程教學上有更多也更安心的選擇,並可以搭配不同的教學資源使用,弭補閱讀教科書可能帶來的枯燥感,國外網站中也將一系列的獲獎繪本作了資源連結如唸讀繪本、作者繪者介紹等,更易於教師使用。
在臺灣的教育政策中已推動閱讀十餘年,近年推動的十二年國民教育課程以「核心素養」為主軸,希望孩子能成為終身學習者,而「閱讀」更是不可或缺的重要素養,知識性繪本所提供的科學知識,含括了自然、社會、藝術、體育等不同面向,裡面所使用的圖片能將抽象的知識圖像化,讓學生更易於瞭解,從閱讀繪本的過程當中,藉由裡面的文字及圖片將本身所擁有的先備知識串聯起來,並透過不同的閱讀策略,提問、推測及綜合歸納教師希望他們習得的知識,另繪本當中也常會連結不同議題,如Classified: The Secret Career of Mary Golda Ross, Cherokee Aerospace Engineer這本繪本除了能帶入科學內容(太空科學),也可以結合性平教育-女性也可以當工程師、人權教育─每個人都有平等的工作權,故繪本所帶來的有趣、易於閱讀的故事情節,可軟化教科書中的生硬知識,也期待能藉由繪本的易讀性養成學生的閱讀習慣、去探究每一個知識。
參考文獻 [1] Akerson, V., & Young, T. A. (2004). Nonfiction know-how. Science and Children,48-51.
[2] Gill, S. R. (2009). What teachers need to know about the “new” nonfiction. The Reading Teacher, 63(4), 260-267.
[3] Gibbs AS, Reed DK.(2021). Shared Reading and Science Vocabulary for Kindergarten Students. Early Child Education Journal. 1:1-12.
[4] Morrow, L. M., M. Pressley, J. K. Smith, and M. Smith. (1997). The effect of a literature-based program integrated into literacy and science instruction with children from diverse backgrounds. Reading Research Quarterly 32: 54–76.
[5] Pairing Primary Sources and Picture Books: Dazzle Ships by Chris Barton.https://knowledgequest.aasl.org/pairing-primary-sources-picture-books-dazzle-ships-chris-barton/
[6] 鄭妙芳(譯)(2004)。飛向閱讀的王國。(Regie Routman 著,2003)。臺北: 阿布拉。
[7] 美國英語教師協會(National Council for Teacher Education)。https://ncte.org
[8] TeachingBooks。https://www.teachingbooks.net/
[9] 張淑英(2020年3月9日)。拉丁文不死?談《世界圖繪》再現拉丁文的意義。閱讀誌。https://www.openbook.org.tw/article/p-63326
[10] 陳奕寧(2020 年8月4日 )。在地視角:一位非裔美國人之死,那些臺灣媒體「忘記」告訴你的事。換日線。https://crossing.cw.com.tw/article/13756
[11] 施錦雲(2015 年3月16日 )。閱讀教學失落的一角:知識性文本。敦煌英語教學電子雜誌。http://www.cavesbooks.com.tw/CET/ArtContent_tw.aspx?CDE=ART201503091632222X3
劉淑雯
Southern California Teachers College課程總監暨助理教授、臺北市立大學學習與媒材設計學系課程與教學碩士班兼任助理教授
林微珊
臺北市立臺北特殊教育學校 專任教師