改善科學教育：一項比火箭科學更為艱鉅的任務！

科學家能夠提供協助的方式，便是與博物館︑校外活動︑學校︑開發指導教材的機構或其他教育計畫成為合作夥伴︒

我們用副標題闡釋了納爾遜（George “Pinky” Nelson）經常發表的觀點。他是一位天文研究員，曾經在NASA 擔任過11 年的太空人。他在這11 年當中總共執行了三項太空任務，其中包括挑戰者號事故之後的第一個任務。他離開NASA 之後的數十年間，不僅拓展了自己的職業生涯並涉足科學研究、工程以及科學教育等領域；除卻其他職務，他還曾經擔任西華盛頓大學（Western Washington University）的物理教授一職， 並且是美國科學促進會（American Association for the Advancement of Science）2061 研究計畫的主持人。這是一項針對改善科學教育的長期研發計畫。納爾遜見多識廣的觀點，更是凸顯出提昇科學教育系統的難度。

近數十年來，在提昇科學讀寫能力以及科學教育的努力上，面臨相當多的挑戰。以美國2001 年《不讓任何孩子落後》的法案（No Child Left Behind Act of 2001）為例。該法案在強調對學童進行標準化測驗的同時，卻削弱了教師和學校的自主權，從而阻礙了在科學教育實踐上早該發生的變化。這個走向，可能會隨著物理學家逐漸意識到他們本身及其所屬機關參與教育活動的重要性與價值而改變。通過參與科教活動，他們不僅增加了對自己的滿意度，也強化了其所屬的團體與社區的繫聯。更重要的是，那些活動能夠滿足美國國家科學基金會（NSF）及其他資助者對於「影響更廣泛」的要求，或者是履行科學機構在傳播科學方法與研究成果上的義務。

圖一：烏魯蒂亞（Fernanda Urrutia）在智利雙子座天文台（Gemini Observatory in Chile）與孩子們一起進行彩色濾光片實驗。這項活動源自加州大學柏克萊分校勞倫斯科學館（University of California, Berkeley’s Lawrence Hall of Science）的「數學與科學大探索」計畫。（圖片由國際雙子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/M. Paredes 提供。）

我們在這篇文章當中，重點式地介紹了幾個世界各地，推動物理學家加入改善科學上教與學的趨勢。儘管這些都是新瓶裝舊酒，但是卻再次引起科學家及其所屬機構的關注與興趣。它們以廣泛而有系統的方法，確認了科學教育生態系統的複雜性。物理學家可以根據透過研究而得出的最佳教學方法，在校內、校外活動、國際盛事以及其他旨在提高科學素養的場合當中擔任起合作夥伴的角色。

採用最佳經驗
我們之所以能夠理解教育在轉形上所面臨的挑戰，實來自於過去數十年來在設計、實施以及評估創新的科學教育計畫方面的經驗。透過與新進及資深教師、博物館教育工作者、教育研究人員和教育發展團隊的合作，而得以將觸角延伸至學齡前兒童及老年人。我們還跟各類科學、工程以及教育專業協會、世界各地的官方與非官方組織合作。在與國家實驗室、大學和工業研究機構的科學家合作中，我們汲取了許多關於如何更有效地推展教育工作的經驗與知識，並運用於日常工作當中。

我們由自身從事教育的經驗裡領略到，物理學家最大的成就與趣味是來自於充分掌握受眾的需求。然而，許多科學家並不熟悉幼兒園、國小及中學、課後輔導班與博物館在教與學上的最佳運作方式。幸好，針對在各類環境中學習的大量研究所做出的摘要，不僅質量優異而且能夠免費索取。
近來，為了協助初次參與或是希望提高參與程度的科學家們，我們審查了一批針對最佳實務進行的研究，以簡化流程。這些研究的內容都是關於支持並與科教生態系統互動的部分，其對象則從學齡前兒童到高中在校生。儘管我們的審查以天文學為主，然而大多數的建議也適用於科學與工程教育的所有領域。我們在這篇文章當中，也介紹了一些對科學家比較有用的方式。

從小開始
對大多數的科學家而言，跟大學生及研究生共事，遠比跟年紀較輕的學生來得容易，也更為熟悉。年齡較大的學生已經具備數學與科學的基礎，而且是主動選擇學習科學。教導他們就像把箭矢射出之後，再將標靶放到預定位置，仍舊可以擊中目標。儘管正中靶心仍舊令人感到滿足，但就教師對於成人學生的影響力多寡而言，便成為有待探討的問題了。對年齡較小的兒童介紹科學是個挑戰，但是卻能夠在他們充滿發展潛力，受限較少的早期發展過程當中，廣泛地拓寬他們的科學視野。1960 年代初期，任教於哈佛大學的布魯納（Jerome Bruner）發起了許多現今重要的科學教育改革。他著重在早期學習，以及所謂的螺旋式課綱（spiral curriculum）。意即，逐年針對特定學科進行更詳盡的探索，而非將其保留給特定年齡的學生；例如10 年級才能學習化學課程，11 年級方可選讀物理課程。布魯納堅信，不論年紀大小都能夠習得任何科學概念。對於年齡最小的學生，主動參與科學活動與實際操作，會比單純的給予口語或數學上的解釋更為有效；口頭解釋可能適用於年齡較長的學生。布魯納指出，人們所以學會騎自行車，是透過實際操作而非只是觀看插圖或閱讀說明書。

1960 年代中期，在加利福尼亞大學柏克萊分校勞倫斯科學館（University of California,Berkeley’s Lawrence Hall）任教的卡普拉斯（Robert Karplus）也提出改善國小科學課綱的方法。他離開理論量子電動力學的研究領域，因為他相信教導更年幼的學子，就如同他在大學的研究與教學一樣，具有相同的挑戰性與意義。卡普拉斯開發並宣導一種「學習週期模型（learning-cycle model）」。這個模型經過證明，對所有年齡段的學習者都有效。他的循環模型假設學習發生在「探索、發明和發現」三個階段，而這三個階段可以重複不斷地循環。他留給後人的主要遺產，在於強調手動的操作經驗，勝過以教科書為中心的學習方式。卡普拉斯的學習週期模型，不僅反映出對科學調查過程的深刻理解，並且允許比較認真的學生得以參與科學的探索、學習與運用。而在他之後，也有許多人就這個模型進行過調整。

小學老師通常專注在教授閱讀、寫作與數學等基礎技能上面。儘管他們通曉最好的教學方法，其中甚至包括源自布魯納與卡普拉斯的教學法，然而因為必須把精神集中在其他學科上的壓力，導致他們無法將所學運用在科學教學上面。此外，許多小學老師對於自身在科學主題的理解，以及如何有效地把科學與其他核心科目整合在一起，仍舊缺乏自信。

科學家能夠透過「教師與科學家的夥伴關係」與老師合作而克服上述的困難。例如，美國國家科學基金會資助研究生與K-12（幼稚園到高中12 年級）教師的合作計畫、太平洋天文學（Astronomical Society of the Pacific）會（開發科學玩具組與活動）的家庭ASTRO 計畫，以及把專業和業餘天文學家與當地教育工作者結合起來的ASTRO（改進天文與物理教學）計畫等。因為科學家了解科學，教師則理解兒童的學習方式。雙方透過合作，可以更深入地認識年紀較小的學生如何學習科學。在了解學生的科學迷思概念（misconceptions）及素樸理論（naive theories）的教育工作者指導之下，一個班級探索科學概念時的收穫會更大。對科學家而言，與小學教師共事不僅效益高，而且富有建設性。

在學校裡的任務
科學家能夠提供給學校的，不只是透過出席或錄影所進行的課堂講演與操作示範而已。傳統上，科學家對於班級或學校會先進行評估，據此而決定自己在學校裡的任務。而其評判的標準，往往是根據他們自身的童年經驗，或是短暫參與子女學校的活動而來。然而，比上述更好的方法應該是科學家與教師合作，一起找到最好的方式，以解決課堂裡最急迫的問題。如此一來，科學家們不僅是滿足並且也尊重那些每天在教育領域工作的專業人員的需求。科學教師經常表示，他們不僅需要更多網路授課方法的訓練，也期望接觸高品質的互動學習材料，以及更多當代科學發明與技術的相關訊息。他們也期望做為支援他們專業的系統當中，能夠有一位隨時可以取得聯繫的科學家。這位科學家既有能力解釋科學概念與專有名詞，也可以幫助他們找到合適的教學活動及示範，並給予支持與鼓勵。大多數中小學的科學教師坦承，由於自己並非物理主修，以至於在教授物理科學時無法立竿見影。過去數十年來，對於更專業的準備與支援的需求一直存在，就我們的角度看來，這類需求每經過十年就變得更加迫切。

能夠滿足上述教師需求的方法，便是由科學家扮演「科學大使」。科學家在這個任務當中，充當科學與教育的中間人。科學大使幫老師們找尋教育資料跟設備，並且擔任他們與大學或是研究團體之間的橋樑。身為大使，他們必須了解正規教育系統的運作方式；從師資的培育過程、教師處理那些需求，乃至每一個年齡段的學生如何習得科學概念等。而美國天文學會，便是透過研討會培訓這類科學家的專業團體之一。

活化教室裡的科學課程
科學家們對於大多數學校科學課程屈指可數以及沒有讓學生經常進行科學實驗感到驚訝不已。我們也注意到，即便已經證實科學活動能夠有效地激發學生對學習物理的熱情，但是在小學階段的教室裡，即便是簡單的實驗活動依舊越來越少。反之，各級學校的課程經常著重在學習科學詞彙、背誦科學研究方法、閱讀或討論科學原理、定律以及科學家等。事實上，如果科學課是以犧牲學生的科學活動為代價，而強調上述的種種準備工作，其唯一的結果便是把課程的內容變成既枯燥又乏味，這種有百害而無一利的組合。正如前全國科學教學研究協會（National Association for Research in Science Teaching）暨全國科學教學協會（National Science Teaching Association）的負責人亞格（Robert Yager）在1988 年的一篇文章中指出，動手做科學更加令人感受到其中的盎然趣味：

然而不幸的是，我們的學生很少有機會玩科學︒他們沒有什麼機會去練習真正的科學探索︑去針對他們發現的問題進行調查、去形成可能的解釋或者為個別的科學解釋設計實驗︒反之，學校裡的科學課綱意味著用13 年去學習科學的遊戲規則︑練習驗證式的實驗︑熟記由他人發展並已經被接受的科學解釋︑認識科學術語以及演練由他人設計並使用過的實驗程序。

根據我們的經驗，那些有天賦的學生，經常因為缺乏參與科學提問與探索的機會而感到相當沮喪。我們認識的一位相當有天賦的學生，幾乎因為被老師貼上問題學生的標籤而從國中輟學。他到底做了什麼呢？他不過是要求老師給出地球繞太陽轉的證據罷了。通常，科學家們對於這類的提問與挑戰，往往感到歡欣並給予鼓舞，而非將其識作威脅。幸好，這名學生現在已經是IBM 的傑出工程師。「參與」才能激發出對科學的熱情，而非教條式的死記硬背。

自由選擇教學環境
通常，物理學家選擇在哪裡進行科學教育的任務時，傾向以學校及課堂為主，卻忽略了許多課後與校外活動的機會。這些非正式的、自由選擇的環境包括課後俱樂部、自然歷史與科學博物館、天文館、圖書館、動手操作型的科學和技術中心，以及研究機構的遊客中心。其他選項則包括了街頭集市、縣與村落的展覽、社區活動、夏令營、科學咖啡館、科學嘉年華、餐廳與酒吧的論壇，以及任何可能聚集對科學感興趣人群的地方。在這些場所當中的許多活動，包括幫助博物館設計科展、為「兒童探索中心」創立科學活動，以及到各地方圖書館演說等，都是科學家們可以參考的範例。特別是在非正式的環境，例如酒吧與餐廳的科學之夜、青少年科學咖啡館以及各種科學慶典當中，科學家鼓勵觀眾主動參與的效果更是立竿見影。（圖二、圖三為相關活動事例）縮短講述的長度、不拘泥於形式，空出更多時間容許討論、辯駁以及大範圍的提問，可以提升聽眾的興趣、參與感及滿意度。猶如其他領域，非正規教育的教學法背後有著強大的研究基礎。它專業而複雜，為非正式教育專業人士提供了多樣化和不斷擴展的角色。

圖二：亞利桑那州圖森市Vera C. Rubin 天文台， 以電腦為主的青少年天文學咖啡館（Teen Astronomy Café）。學生們可以使用電腦分析大型數據。該咖啡館還舉辦科學講座、與研究生和博士後的非正式討論，並供應咖啡與食物。新冠疫情爆發之後，目前也可以透過www.teenastronomycafe.org 網站，免費使用。（照片由NOIRLab/NSF/AURA 提供。）

圖三：以社區為主的教育活動，例如天文日（Astronomy Day）或者是國家天文週（National Astronomy Week）都是能夠把科學活動帶入普羅大眾生活當中的有效方法。這幅照片當中的是2019 年夏威夷希洛（Hilo）王子庫希奧廣場購物中心（Prince Kuhio Plaza shopping mall）的活動中，一名雙子座天文台（Gemini Observatory）的工作人員與學生一同研究彩色濾光片的剪影。雙子座天文台透過這個一年一度的活動，與社區建立關係並習得更多地方上的教育需求。（照片由國際雙子座天文台/NOIRLab/NSF/AURA/J. Pollard 提供。）

建立科學資本（science captial）
許多創新的科學教育計畫都建立在一個叫做「科學資本」的概念上。這個詞彙源自於2013 年一份擲地鏗鏘，題為〈志向：10-14 歲年輕人的科學和職業抱負〉的英國科學教育政策報告。科學資本指的是個人所積累與科學相關的知識、態度、經驗及資源的總和，其中包含了他們所理解與習得的科學、他們對於科學
的看法、他們在日常生活當中與科學以及對科學感興趣人群之間的互動。從科學資本觀點出發的教育生態鼓勵合作關係，這不僅為兒童提供在校內或其他環境學習STEM（科學、技術、工程與數學）的機會，也促進為學習者創建支持體系的系統性變革。

以創新的方式去接觸或服務新社區已經成功地實施於世界各地，而這類團隊的關鍵成員通常是以科學家為主。例如，科學家們為促進科學中的設計與視覺思維的計畫所做出的貢獻。這類稱為STEAM 的方案來自於STEM 與藝術的結合。其能夠激發對藝術有興趣並具備視覺思維能力的兒童從事科學與科技相關的職業。

阿拉斯加大學費爾班克斯分校科學教育副教授康納（Laura Carsten Conner）跟她的合作團隊，曾經針對女孩子們在建立她們的科學認同時，如何看待科學及藝術與科學結合的價值進行研究。她的研究成為自然色彩（Colors of Nature）以及Fostering STEAM 等課程的基礎。這些由物理和生物科學家、視覺藝術家、非官方科學教育者與教育研究人員所組成的團隊所開發的課程結合了藝術與科學。其中包括在科學咖啡館主辦與科學家互動的活動、培訓教育專業人士將藝術和科學融入關於自然色彩的課程，以及為期二周的暑期輔導，讓女孩們運用光譜儀、光學和掃描電子顯微鏡等科學工具對顏色進行探索。

康納的研究揭示以建立科學資本作為創新科學教育的核心方法的重要性與價值。藝術與科學的結合不僅能夠觸及到新的受眾，也可以為剛開始建立科學資本的學生提供一個具有鼓勵性質的環境。

跨國與全球計畫
有許多科學家跟我們說過，某些獨特的經歷竟然成為改變他們生命的事件。例如：檢視奇妙的萬花筒、觀察放大的月亮、使用紅外相
機觀察熟悉的事物、製造重力井、或者觀看超導體的磁懸浮。許多人也希望知道該怎麼把這些撼動他們的經驗分享出去。

圖四：對藝術有興趣的的學生在自然色彩課程當中，運用顯微鏡、相機與光譜儀認識螢光、動物視覺、偏振、顏料的光譜特性、光干涉和結構顏色。在該計畫之下，亞利桑那州的圖森（如圖所示）和阿拉斯加的費爾班克斯舉辦了多次女子暑期學校，協助有興趣探究藝術與科學之間的關係的學生、家庭和教育工作者。（照片由 NOIRLab/NSF/AURA 提供。）

以往科學家只有透過參加許多由聯合國發起，用以宣揚特定科學或重要科學事件的國際年等提升全球意識的教育計畫，而得以結識其他學人。這些活動包括為紀念伽利略使用自製天文望遠鏡觀察天體的四百周年而訂下2009 為全球天文年（International Year of Astronomy 2009，簡稱IYA2009）、2015 國際光之年（International Year of Light and Lightbased Technologies, 2015， 簡稱IYL 2015）、2019 年的國際天文學聯合會（簡稱IAU100）100 週年慶，以及2020-2021 國際聲音年（見2020 年12 月號《今日物理學》）。以國際年為名的活動不僅比比皆是，也帶動科學家創造出吸引新受眾的計畫。儘管活動本身的限時性與臨時性可能會造成一些不利的影響，但是在實踐這些新穎且限時的活動當中，卻可能激發出抱負遠大的新構想與做法。

國際科研項目的領軍者，多半是是由贊助組織裡的科學家們義務承擔。例如IYL 2015的團隊便是由光學學會（Optical Society）、國際光電工程學會（International Society for Optics and Photonics, SPIE）、美國物理學會（American Physical Society）、歐洲物理學會（European Physical Society）以及美國以外的其他合作夥伴的科學家和工程師所組成。

為了在教育上取得成功，國際年計畫需要強有力的領導和規劃。這通常需要三到五年的時間提前作業，才能取得全球正式認可。如果計畫中的每個項目都有一個果敢、專注的目標，並由一個包括科學家和教育工作者所組成的多元化團隊來規劃和實施，其成功率則會更高。例如，由萊頓大學（Leiden University）的迪
舒克（Ewine van Dishoeck）所領導的IAU100，便是因為科學家與教育工作者合作，創建了許多全球教育項目而廣受好評。其中被世界各地200 多所學校採用的愛因斯坦學校計畫（Einstein Schools Programme），便為學生提供了網路資源，幫助他們了解重力的各種影響。

圖五：2019 年，索恩（Kip Thorne，照片中央）會見了智利拉塞雷納大學（University of La Serena）的學生
團隊及其NOIRLab 計畫負責人，他們於7 月的日全蝕期間，在托洛洛山美洲際天文台（Cerro Tololo Inter-American Observatory）進行觀測。這些測量重現了百年前著名的觀測結果，再次證實了廣義相對論對於光線彎曲的預測。這是國際天文學聯合會成立100 週年，愛因斯坦學校計畫的一部分。該計畫促成全球各地發展出許多創新的方案，讓學生能夠探索重力在天文學中的作用。（照片由NOIRLab/NSF/AURA 提供。）

另一組特別成功的項目是為IYA2009開發的。「從地球到宇宙」（From Earth to the Universe）創建了來自各式望遠鏡的天文圖像展覽。這些圖像被翻譯成40 種語言並在70 個國家和1000 個地點使用，其中包括公園、圖書館、地鐵站和機場。參觀總人數達1000 萬人。由75 個國家的志願者發起並協助創建的伽利略教師培訓計畫（The Galileo Teacher Training Program），織就了最大的天文學教師培訓研習國際網絡。

包括美國天文學會在內的許多個人與組織的團隊支持下，由三位美國科學家發明的伽利略望遠鏡套件也是IYA2009 的產物之一。他們對於缺乏品質好、價格低廉的兒童望遠鏡一事感到遺憾，於是立意解決這個問題。在一些機構支持與合作但是缺乏第一筆資金的情況下，他們設計、製造並把一百萬套全新的高品質望遠鏡套件與附加的教材中的四分之一分發給其他110 個國家。這個套件仍舊繼續生產中，其附加教材不僅免費，並且在許多地方都可以取得。

經驗告訴我們，由於科學家們願意分享他們對科學的強烈熱情，因而能夠為這些跨國計畫帶來巨大的價值。

科學家與教育者融為一體
隨著科學家和教育者的融合，我們注意到每年有更多的科學家選擇同時追求這兩個角色，並將其融入自己的職業生涯。每個人也根據本身的興趣、技能與職涯階段，在比重上有所調整。許多科學家已經超越了教育志願者的服務範疇，而成為全職教育以及聯繫社區的專職人士。其他人則在他們的大學、研究實驗室、醫療中心或公司的支持下，成為教育和社區參與團隊的一份子，愉快的支援、設計或施行新項目。

在教育發展團隊裡的科學家們扮演著重要，甚至可以說是獨一無二的角色。因為他們的任務是把通過科學方法調查的知識，轉換成教學的材料與課程。例如，1992 年布魯頓（Craig Blurton）曾在西弗吉尼亞州的NASA未來教室（NASA Classroom of the Future）擔任指導，並監督了天文學、行星科學、生物學與環境科學等許多世界尖端教育的軟體計畫。他自全國各地邀請了對研究和教育都充滿熱情的科學家，與他的教育研究人員和多媒體開發團隊共事。他們一起創建了逼真的沉浸式模擬，使學生能夠成為科學團隊的一份子從事科研，探索尖端的科學問題。

在眾多成果當中包括了名為天文村（Astronomy Village）的多媒體互動光碟。其中包含由NASA 贊助，協助高中生學習探查宇宙，以及由NSF 贊助幫助中學生研究太陽系等程式。這些教育包贏得許多獎項，其中包括由科技與學習雜誌（Technology and Learning magazine）頒發的年度最佳迷你電腦軟體獎。如圖五所示，學生在虛擬天文村當中以團隊的型態，使用模擬儀器、太空探測器和地面望遠鏡進行研究。他們在虛擬實驗室當中進行想像的試驗，並運用圖像處理分析來自NASA、NSF 以及美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的真實影像與數據資料。最後，他們會在模擬成果發表會上，宣布他們的研究成果並回答探究式的提問。

這兩個項目抓住了協作科學研究的精髓，並且讓學生沉浸在真正的尖端科研主題當中，例如系外行星、穿越地球軌道的小行星、搜索太陽系中存在地球以外的生命體以及尋找宇宙中的超新星。這也是在全球首次為中學生發行的教材當中，第一個運用電腦網絡（天文村的初版使用Netscape 2.0 導覽器）、電子郵件以及複雜的影像處理技術的教育包。

圖六：這個電腦程式，讓學生能夠利用取自地面和太空望遠鏡以及行星際探測器的資料，模擬行星科學研究。中學生在調查太陽系的天文村當中，探索整個太陽系中可能適合生命棲息的地點。他們可以從主要頁面（左圖）進入具備控制面板的模擬望遠鏡（右圖）、附帶實驗手冊的虛擬實驗室，以及回答試探性問題的成果發表會等等。該計畫採用以研究為基礎的教學法，合併典型的科研程序；其中還包括定義不清，缺乏明確解答的科學問題。（圖片由美國國家科學基金會/ 未來課堂，惠靈耶穌會大學（WheelingJesuit University）提供。）

另一組科學家與教育家是由天文學家霍金斯（Isabel Hawkins）所領軍。她曾在1997 年至2008 年間，擔任加州大學柏克萊分校太空科學實驗室的科學教育中心主任。他們為「數學與科學大探索計畫」開發了嶄新的教材。由此而產生的天文學教師指南，不僅採用經過研究並確認可行的教學法，其中甚至還包含了三階段學習環教學法（Karplus）。該手冊不僅廣為全國認可，即便是數理背景知識有限的老師們也能輕易上手。

由許多科學家與教育工作者組成的團隊所研發的教材，不僅品質優良並且包含了科學探索的精隨。對於創作教材感興趣的物理學家可以加入類似的開發團隊。這些團隊在解決當前教師和學生的需求方面保有完善的記錄。

放眼未來
物理家能夠理解作用力長期積累之後的影響。若想要解決科學教育生態系統中那些陳疴以及看似棘手的問題，亦需要持續不斷地努力以及進行系統性的變革。儘管目前已經有許多顯著的教育成就與創新，但在我們看來，美國以及大多數國家的科學教育在總體的進展上仍舊不夠穩定。

科學教育的質量，在各級學校之間仍舊呈現相當大的差異。美國的城市不僅劃分學區，學區當中還分成公立學校，特許及私立學校，這直接確認了在教材，師資以及學習等各方面的不平等。對於大多數的學生而言，居住地的郵遞區號或是郵政編碼，仍舊是預測他們接受教育時間長短的最佳指標。

教師們不僅無法接觸到進階的教材，也缺乏針對使用這類教材的培訓。用在自主學習跟以電腦為主的學習活動教室，經常是年久失修或是呈現棄置狀態。成功的科學教師專業培訓計畫，由於經費短缺而隨著時間的推移逐漸消失。儘管新出爐的各種計畫以及各個機關都致力於解決這些問題，然而在其失去動力或經費用罄之際，成果仍然有限。

希望幫助改善教育的研究機構，最後經常選擇與地方上較具優勢的郊區學校合作，而非更需要從合作中受益的學校。科學家與研究機構在挑選計畫時，也可能落入讓自己看起來有面子，卻無益於教育的陷阱當中。能夠產生良好宣傳效果並較為簡單的短期計畫，取代了與廣大的社區建立教育夥伴關係的艱難任務。

這些官方與非官方的科學教育機構，需要科學家及其所屬組織的長期奉獻。反之，這些機構也必須珍視、獎勵並支持個別科學家所付出的努力。而被忽視的社區亦需要更多的探索、對話與時間，以期跟研究機構發展出真正的夥伴關係，理解他們真正的需求。

下一個階段
許多科學家希望幫助改善科學教育生態系統。然而，購買磁鐵給老師比起每年培訓一批了解磁學的老師可是容易多了。容易解決的問題，效果必定有限。如果您希望參與其中，首先必須具備額外的知識與經驗，以便有效地改善地方、區域、國內或國際上的科學教育。

對於了解地方社區教育系統需求的付出，將會為您和社區帶來豐厚的回報。為了避免孤立無援的挫折感，與教育機構合作，共同追求富有成效以及立竿見影的行動亦至關重要。

那麼，要從哪裡開始呢？就從跟您周遭，經濟環境較差地區的老師或青少年俱樂部負責人聊一聊，並與他們長期合作，滿足他們的需求開始吧。鼓勵您所屬的機構投入資源，滿足在貧脊社區當中掙扎的中學生與教育工作者的更廣泛需求。響應這個召喚，去服務並一同合作。

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本文感謝Physics Today（American Institute of Physics）同意物理雙月刊進行中文翻譯並授權刊登。原文刊登並收錄於Physics Today, Sep. 2021 雜誌內（Physics Today 74,9,26-33（2021）; https://doi.org/10.1063/PT.3.4833）。原文作者：Stephen M. Pompea; Pedro Russo。中文編譯：常雲惠，ELLA in Hillcrest High School, Hamilton, New Zealand.Physics Bimonthly（The Physics Society of Taiwan）appreciates Physics Today（American Institute of Physics）authorizing Physics Bimonthly to translate and reprint in Mandarin. The article is contributed by Stephen M. Pompea,Pedro Russo and was published in（Physics Today 74,9,26-33（2021）;https://doi.org/10.1063/PT.3.4833）.The article in Mandarin is translated and edited by Ms. Marleen Charng, ELLA in Hillcrest High School, Hamilton, New Zealand.