科學教育：專有名詞與定義的必要性（下）

　　 現今許多學生無法理解定義和專有名詞存在的必要性，也有許多人在閱讀不同領域的相關知識時，選擇忽略或跳過許多名詞的定義，直接憑自己的經驗感覺作閱讀。實際上，各個領域的專有名詞和定義，尤其是理科中的名詞絕非多餘，同一個生活的詞，在不同理科中也會有不同的定義，無法用自己的經驗自然理解，而是需要經過仔細查詢和理解。本篇文章分為上下篇，上篇先以電影橋段開頭，說明專有名詞的產生原因，與下篇則聚焦於生物和數學中專有名詞的功用，並說明如何教育專有名詞和嚴格的定義，以及錯誤教育方式可能導致的不良結果。

　　在這篇文章中，將聚焦於數學和生物的專有名詞與定義的功用。最後小結將探討我對於專有名詞、定義、科學素養的教育看法。

　　數學就如一門語言，伽利略有句名言說：「「自然」這本書是用數學語言寫成的。」，伽利略將數學視為宇宙共通的語言。從每日使用的溝通語言來看，任何語言最重要的就是基本詞彙和定義，先有詞彙才能構成完整的文章和句子，日後文章將在深入探討數學和語文間的關係，本篇文章則專注於數學中的定義和名詞。

　　數學家常將各種現實的「自然現象」或是任何「觀念」用數學表達。數學家會先提出定義，在這些定義上在進一步推廣出各式各樣的「定理」。數學家替一個觀念、性質下明確的「定義」和「名詞」，也許會遭到許多人的不諒解，許多人認為歷經到每一個現象之後，對每個個例作個案分析就好，又或者認為不必透過抽象的代號來做表達觀念；也有人認為有些真理明顯是靠直覺就能理解的。

　　但是，人腦的直覺是有極限的，每個人對於同一事物的理解也會因個人情感左右，我們使用的一般語言也會隨著地域而有所不同，因此使用不同語言、不同文化背景的人容易產生誤會。數學中的抽象定義看似多餘，但是確保每一個數學家得出的結論，不是靠著個人有限的經驗所做得推理，而是建立在正確的邏輯上，而抽象化的定義也能讓數學家稍後看見更多定理與性質，些定理和性質雖便得到應用，但卻提供各式研究人員可靠的工具；最重要的是因為數學中的定義是固定且通用的，並不會人類語言產生誤會，所以我們可將數學視為一門將誤會降為0的語言。

　　生物中給定名詞和定義，同樣是為了消除誤會，例如規範每種生物的統一名稱，確保不同實驗論文中所提到的生物是同一種，且能精確指出是何種動物，以及該動物在生物學上透過基因相似度，所作的正確分類。否則光是同一種動植物，在不同語言中就有不同的稱呼，也不夠精確，例如鯨魚和衣魚都不是中文中泛稱的「魚」，而光是一種稱呼，如：「貓」、「狗」等，實際上還能再細分成許多不同種。而香菇有時被當成蔬菜，但香菇卻是「真菌」，而不是「植物」。

　　與數學有所不同，數學家可能單純對於一個抽象的概念著迷，即使目前在現實生活中還找不到許多實際的運用；但生物學大部分專有名詞的定義來自於生物學家的實驗與觀察，所以名詞的定義在生物鐘也反映了生物學家的各種研究成果。

　　生物中的定義也會隨著實驗設備進步、理論修正等各種因素，而不斷修正。例如生物學當中，頭先對於基因的理解十分模糊，只約略知道有一種遺傳因子，會從上一代遺傳到下一代，因而造成下一的生物，能繼承到上一代的某些性狀，孟德爾透過碗豆實驗提出基因獨立分配律和分離律，來歸納碗豆各種顏色、皺摺或平滑等等明顯特徵如何遺傳；但當時生物學家仍不清楚生物透過何種物質，將自己的性狀特徵遺傳到下一代。要等到近代一步步發現染色體、ＤＮＡ、ＲＮＡ化學物質後之後，才確立ＤＮＡ是遺傳物質，而基因的定義也才逐漸明確，發現ＤＮＡ上的一組含氮鹼基排列，若可以經轉譯後產出多肽鏈（polypeptide），就把該段序列為基因;並得出了生物學的遺傳中心法則。

　　經過本文的論述，讀者可知專有名詞和定義的重要性，這些定義不應忽視省略。回到文章開頭所舉的三個傻瓜電影例子，我認為教育這些定義平衡的做法是，老師可以在教導定義時，適度使用活潑的舉例和比喻，也可引入這些學科發明定義的歷史時代背景，但是學生仍要想辦法從實例中理解並學習這些定義，了解每個學科的專有名詞和定義，也能得知某個理論和學問是在哪些定義的限制下發展出來的。

　　最後，台灣現今教育十分注重學科素養，要學生將任何學科的定義、理論應用回生活中。若單從科學素養方面來看，要將課堂書中的科學理論應用回生活當中，並不代表不需學習或教導定義、理論，相反地，學生應該要更清楚背後的原理和限制，了解各個定義的意義與來源，而不是一味的學習解題技巧，學習如何用實驗或邏輯證明自己的假設，才是徹底提升自身科學素養的解決之道。