非制式生物科技教育之理論與實際.doc

非制式生物科技教育之理論與實際王雅亮 國立科學工藝博物館TEL:（07）3800089FAX:（07）3851467E-mail: D.tw 摘要二十一世紀是生物科技的時代，人類文明因此征服了物質，世界各國無不把生物科技的推展列入重點規劃。我國亦列生物科技為八大重點科技之一，其推廣是由產、官、學、研著手提昇國家生物科技產業。但若以長久發展而言，若沒落實到社會大眾，其發展將有限。筆者呼籲國家策略當加入教育一環，使生物科技教育能紮根到社會大眾與高中以下學生，使民眾有正確的生物科技概念，並使國家有豐富的本土生物科技人才。國立科學工藝博物館擁有全國獨有的生物科技展示廳與生物科技實驗室，除以展示功能為民眾在生活教育推廣外，更以教育的功能在非制式教育為生物科技推廣盡力，其在國家生物科技教育推廣佔有與民眾溝通的橋樑角色。目前生物科技實驗室已發展有系統的生物科技教育體系，為國家邁向二十一世紀做準備。key words：非制式教育、科技教育、生物科技教育一、前言工業革命，工業化、都市化使人類的腳步加快，人類文明因此征服了時間；資訊時代，網路無國界，天涯若比鄰，人類因此征服了空間；邁入二十一世紀的我們，基因定序、複製羊、人工器官、基因治療、基因食品 等相關連神都會大吃一驚的名詞卻一一的出現，難道人類文明又將有新的改變嗎？是的，人類文明即將邁入一個新的紀元，我們即將征服物質（曹國雄，民89），生物科技的時代已隨著這些神乎其技、駭人聽聞的新聞，悄悄走進人類的生活中了。科技的知識進展到現在，總無法突破物質的限制，所以各科技領域到目前為止皆已達極限上的瓶頸。自孟德爾的碗豆實驗奠定了遺傳學的基礎開始，人類對物質生命的知識探索不遺餘力，即自華生與克理克發現DNA的結構，生命科學在分子生物學的引領下更進入一個嶄新輝煌的局面。漸漸人類開始懂得造物者的智慧，並模仿與應用造物者的智慧來克服物質的限制，更且創造新的物質，儼然是造物者的門徒。自此這些服膺造物者智慧的知識累積，造就了生物科技時代的來臨。生物科技是一個跨領域與整合性的學門，其他科技領域只要應用了生物科技的智慧，就將突破瓶頸，跨入一個不可限量的境界。自此人類科技文明將在生物科技的引領之下邁入一個新的紀元。科技文明經歷了工業革命、資訊時代的洗禮，使我們的生活更舒適與便利。國立科學工藝博物館承接人類科學與科技教育的使命，在蒐藏、展示、研究與教育四大功能中把人類的科技文明傳承下去，在十八個展示廳中，有十四個展示廳記載了以上兩種文明的貢獻。所幸，由於規劃者的遠見，使本館擁有全國獨一無二的生物科技展示廳，對即將邁入二十一世紀的我們指引一個全新的知識殿堂。國立科學工藝博物館除了展示的功能推廣生物科技的知識外，更在南館科技教育中心規劃一生物科技實驗室，以其教育的功能來傳達生物科技的理念。生物科技教育，對現代人或教育界而言是一個新的名詞，雖然國家已把生物科技列為國家重點發展科技，但僅只侷限於離民眾很遠的產、官、學、研四大領域，在教育領域也僅大學有相關的科系來開班授課，高中以下之學程或社會民眾教育也僅靠新聞媒體零零碎碎的相關報導而已。教育是百年樹人，為培育國家未來與其他國家競爭的生物科技人才，除產、官、學、研外，尚需教育界有完善與系統化的紮根教育不可。國立科學工藝博物館是非制式教育體系重要的一環，其生物科技實驗室也因此擔起為生物科技教育建立完整的非體制生物科技教育的理論與系統，期能補足國家推動生物科技的完整性。二、何謂生物科技（一）、生物科技的學術定義與發展生物技術一詞是譯自英文“Biotechnology”。源於Bio-（生物、生命）及Technology（技術、工藝）；簡單而言就是利用生物體來製造產品的技術，但利用何種生物？何種技術？來製造何種產品呢？1995年美國國家科技委員會（National Science and Technology Council）發展之美國生物技術白皮書（Biotechnology for the 21st Century：New Horizons）報告中，對生物技術所下的定義是Biotechnology is a set of powerful tools that employ living organisms or parts of organisms to make or modify products，improve plants or animals，or develop microorganisms for specific uses. Examples of the new biotechnology include the industrial use of recombinant DNA，cell fusion，novel bioprocessing.。而國內目前對生物技術的定義則皆以蘇遠志教授所下之定義為準則利用生物程序、生物細胞或其代謝物質，來製造產品及改進人類生活素質的科學技術。所以生物技術一詞裏所說的“生物”，不僅只是活體而已，也包含其器官、組織、細胞、基因、甚或其生活與代謝過程。而技術（powerful tools），則包括有傳統的生物技術與現代生物技術。其實早在西元前6000年人類早就會應用為生物來製造“產品”，如麵包、醋等。西元前4000年，開使製造酒。但此時只知到作法，並不知道其中已有“生物技術”的內涵在裏面，到了雷文霍克利用自製顯微鏡，發現酵母菌始，人類才真正看到傳統生物技術的主角微生物（生物科技的搖籃）。到了巴斯德把此主角利用到工業上，從此生物科技的觸角正式與人類的物質文明密不可分。所以早期的傳統生物技術，是指利用微生物代謝過程以製造人類所需產品的發酵技術。後來漸漸把 “微生物”的利用性增加，則有了抗生素製藥技術與食品調味料味精生產技術（1957年）。後來生物技術的生物利用提昇到改變動植物之性狀或產物的層次，而有細胞融合工程技術，如1957年日本岡田善雄，利用仙台病毒完成細胞融合，1965年美國藉著病毒使人體與老鼠細胞融合，1975年英國單株抗體技術研發成功，1978年西德利用融合技術成功的培育出新種植物馬鈴薯（蕃茄與馬鈴薯的雜種）。而與細胞工程技術並行發展的植物組織培養技術也有驚人的發展。至今，幾乎只有培養基，就可幾乎從植物體任何部位，培育出一株完整的植物體。再來“生物”的利用到了酵素而有了酵素工程，將酵素固定化，然後加入受質，使之連續反應產生欲得產物，例如氨基酸的生產。到了1978年以後，由於遺傳工程技術的加入，使利用“生物”的層次往分子生物的方向進展，於是新的生物技術時代因而展開。（二）、生物科技的教育意涵生物科技的教育意涵就筆者觀點而言，一詞含有對生命現象的探究與生物技術的發展兩個意義存在。從古至今，只要人一出生到死亡，總會在某一時刻或不時地問自己生命是怎麼出現的？、我為何要來這人世？、我死亡後會去那禮？等有關對生命思考的問題。以前，此些問題皆由哲學與宗教進行思考上的辯證與絕對的信仰（信我者得永生！）。後來“科學”出現後，逐漸用生物科學的角度去解釋生命現象（如演化學、遺傳學、進化論、分子生物學、生物化學.等）。而生物技術則是屬於與人類物質文明相關的一種應用工具。就定義而言是利用生物體來製造產品的技術，就目的而言是為了提高人類生活品質與從基因的角度（現代生物技術）去探討生命現象與創造生命現象，如遺傳工程學、基因重組、人類基因組計劃等。所以生物科技一詞，就教育而言，本質上含有思考層面與技術層面兩個涵意。複製羊的出現，雖然在技術層面上受到推崇與重大突破，但在這思考層面上，卻受到很大的爭議；如在一九九七年二月二十六日，梵蒂岡教廷震怒於複製技術無節制應用，他籲世界各國立即制定法律，禁止複製人類；一九九七年二月二十四日，美國總統柯林頓下令研究複製技術的法律和倫理問題.；甚至有位女孩深愛自己行將就木的父親，她要將父親複製，然後由自己懷上父親的複製體，再慢看著父親長大等駭人聽聞的社會議題一一震撼我們的心（吳宗正、何文榮，民87）。水可載舟，亦可覆舟；利劍可殺人，卻也可仗義救人。生物科技在未來將如一把利劍操控人類的命運；在生物技術的發展上可謂一日千里，遠景非凡，所以世界各國無論先進或開發中國家，莫不將生物技術列為國家重點科技，積極開發，以趕上二十一世紀潮流，而不被淘汰；但其所衍生的一些問題，如“複製人”的未來將是天使抑或魔鬼的局面（江海平，民87），將有待人類自己的審慎思考去掌舵這條船（生物科技號）的前進方向，而這如何教育民眾取其利避其害，則是我輩教育從業人員責無旁貸的使命。三、國立科學工藝博物館生物科技實驗室在我國之角色定位與推展策略（一）、角色定位有一種由生物科技技術所生產的蕃茄，在生長環境中其四周圍的葉子都枯了，但仍紅通通的。請問你願意吃它嗎？前陣子，新聞報導吃了基因工程改造的產品，將會使人類的基因相對改變，你相信嗎？一般民眾對於生物技術總覺得它是高不可及的學問，是一種只在實驗室內才有的名詞，再加上科幻小說或電影總扭曲它的應用層面，誇張它複製技術的”墮入魔道”效應，致使民眾對生物科技有負面的片面概念。所以，生物科技若一直無法獲得民眾的認知與認同，就無法落實於生活中，那麼在推展上將永遠無法有長遠與紮實的進展，就可能必需一直仰賴它國技術而存活。目前國內生物科技的推展策略是結合產、官、學、研來發展生物技術產業，但如此一來只侷限於高層領域上的發展，將會有斷層的現象。為了國家生物科技的整體發展，本館生物科技實驗室將有其重要的角色地位；即權充產、官、學、研與社會大眾的溝通橋樑，不僅只是把產、官、學、研的訊息傳達給社會大眾，也期望能為產、官、學、研培育人才與人力資源。其建構如圖一。（二）、推展策略:生物科技=生命科學+生物技術科技，可載舟亦可覆舟；可傷人亦可救人。生物科技的發展若一直只專注於生物技術產業，將會致使生物科技的學問有如”工業革命”的發展一般，易墮入資本主義物質化的迷失裡。科技，若缺少人文精神來加以輔正，著實令人耽憂。所以科工館生物科技的發展當如期建立理念，兼重科技與人文，在人文層面上，以基礎生命(物)科學如分類學、形態學、演化學、遺傳學、生態學、生物倫理等相關的教育活動引導民眾與學生去感受生命和探討生命。在另一方面也將帶領民眾在生物技術的層面上去體會現代生物科技神乎其技的成就。國立科學工藝博物館生物科技實驗室建立迄今已近四年，其間共歷四階段的發展規劃，生前三期規劃皆以動手做（hand-on）之科學教育理念來實施教育活動，現在第四期規劃將配合網際網路與生物資訊的理念，將生物科技教育網路化。茲整理生物科技實驗室的推展策略整理如表一。四、結論生物科技其實自西元前就已經融入人類的生活發展之中。只要為了提高人類生活品質而利用生物或生物代謝的技術學問，皆可名之為生物科技。進展至今，漸漸已然成為時代的主流，變成攸關人類未來生活品質，甚或存活的炙熱學門。二十世紀的電子資訊時代，我國伺機掌握住潮流脈動，因而使國家一躍而為亞洲四小龍之一。那麼在剛邁入二十一世紀的我們，是否已經做好準備，隨著生物科技的潮流，邁入新的世紀呢？。國立科學工藝博物館生物科技實驗室不僅在國內居”承上啟下”的重要角色，也為生物技術融入人文思考基礎生命科學，在活動中不僅微觀生命，也宏觀了生命。注入人文思考層面的生物科技，將能在各個領域為人類的未來尋找正確的出路（生物科技是一種整合與跨領域的科技）， 我們希望能一一為社會大眾呈現。身為生物科技實驗室的負責人，期許自己能不負所託的規劃生物科技教育活動，俾能在新世紀中淋漓盡致地發揮本實驗室的角色。 圖一：生物科技教育推廣概念圖生物科技基礎生命科學感受、思考生命現象學門領域教育活動實施方案對象分類學形態學與植物共舞、與蟲蟲共舞、與微生物共舞、人體大奇航、解剖世界系列活動九年一貫輔助教學；國小與國中生演化學遺傳學終極生命密碼戰DNA與染色體的認識基因聖戰基因的認識、生命中心法則DNARNA蛋白質親愛的我把生命瓶裝了DNA簡易的萃取生態學Field Trip至國家公園或森林遊樂區生物技術體會生物科技的神奇分子生物學DNA純化與萃取電泳槽之應用微生物無菌培養遺傳工程學基因工程系列研習PCR的認識植物組織培養生科泥土與無土栽植瓶中植物動物細胞培養親愛的，我把細胞溫室