【校園天地】弘立書院設分子生物實驗室 中學生科研成果邁國際

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相信許多家長都會發現,這一代的孩子學習能力超前得驚人,學校、老師如何在課程、教學方法

上相應學生的好奇心及求知慾,甚至啟發他們愉快學習,成為現時教育的重要課題。香港一間私

立學校——弘立書院半年前在校內開設具備大學級數研究設施的「分子生物實驗室」,讓中學生

「落手落腳」做個人感興趣的科學研究。

弘立書院的分子生物技術教授教授梁志清說,分子生物學是二十一世紀的潮流學科,要幫助學生發掘興趣和提升學術水平,研究身邊細菌會是有趣的第一步。細菌是地球生物中最大量的一種——估計種類以過萬億計。然而現時估計只有少於0.001%的細菌被鑑定;有經過基因組排序的細菌則更少於10,000種類。

弘立的學生都掌握培植細菌及抽取基因作排序的知識。而由學生所收集的完整細菌基因數據,均能呈交與國際基因數據庫以作發布。甚至有學生憑研究項目,出席著名國際科學會議上發表科研成果,例如在2018年美國微生物學會上,弘立學生與其他大學研究生及行內專業人士,一起向1200名與會者發表研究項目的成果;而在2018年美國地球物理聯盟秋季會議上,書院學生亦有公開科研報告。由於這些研究成果擁有重要及一定的學術水平,所以也會被刊登於國際級科學期刊上。

弘立書院分子生物技術教授梁志清(右)、分子生物技術、生物化學科研科學家Simon Griffin博士(中)、科研技術員黎嘉琦(左)。(弘立書院圖片)

弘立書院的「分子生物實驗室」具備專業的聚合酶連鎖反應儀、實驗室超純水系統 、 微量紫外光-可見光光譜儀、桌上型低溫離心機、液態氮儲罐、倒立螢光顯微鏡、伺服器(基因 排序分析及生物信息學)等。(弘立書院圖片)

高中生研究海洋公園企鵝糞便大腸桿菌

弘立書院「分子生物實驗室」科研人員Simon Griffin指出,學生對於可以發展自己感興趣的研究項目都表現雀躍,例如去年曾有十二年級學生到海洋公園,收集企鵝糞便樣本進行大腸桿菌的研究,學生每星期都把課餘時間用於研究項目中,十分投入,而且過程可以與專家、博士生等一起學習,獲益遠比單從書本中學習更有趣。

弘立書院的學生到海洋公園從企鵝身上拿取大腸桿菌物種進行分析。(弘立書院圖片)

「我們的學生可以每星期都過來實驗室做自己的研究,這讓他們從真實世界去學習,而不只是為了考試而學習。」梁志清教授指出,把高階的科學教育引入高中,近年在國際上漸已成風,在美國已陸續有中學在校園內設置與大學同級的科學實驗室。「在我讀書的年代,上大學才學基因;現在於小學階段,已可以向小朋友灌輸基因學的概念,例如你的樣貌似爸爸或媽媽,已受基因影響。」

弘立書院的學生於分子生物實驗室內,進行各種實驗研究。(弘立書院圖片)

小四開始學用培養皿

採用IB(國際文憑項目)課程的弘立書院,於2013年已透過獨立資助的「書院計劃」,讓學生參與進階科學教育,其中包括分子生物及生物有機化學的課堂;當時因校內未建成「分子生物實驗室」,學生會在暑假或課餘時到合作的大學使用實驗室。弘立的「分子生物實驗室」啟用後,學生可以在內進行微生物、基因等相關研究。梁志清指出,學生先在小學的四、五年級開始,在課室做瓊脂藝術(Agar Art),即在科學實驗常用的瓊脂培養皿(agar plate)上用細菌來「繪畫」,熟習後,到七至八年級可參加分子生物技術聯課活動。踏入高中後,九至十二年級的學生便會在教授及科研人員的指導下,進行STEM相關的個人研究項目。

「現在的小朋友學習模式已很不同,他們是learning exponentially(倍數增長式學習)。」傳統規定每學年進度的線性式課程,或會讓學生感覺枯燥。「你知不知道為何現在學生覺得上課很沉悶?因為他們的腦袋轉得很快,我們以為他們學不到,其實是他們學得快過我們。」梁志清強調:「現在的教育制度,要更積極地跟得上年輕人。」

去年四月,弘立書院十二年級學生在全球最大型的微生物學會議「美國微生物學會 Microbe 2018」上,展示他們的科研成果海報。(弘立書院圖片)

記者體驗課:科學實驗基本功

研究實驗為本的科學教育,由「落手落腳」做起。學校為傳媒提供一節實驗室體驗課程,讓記者親身學習做科研的「基本功」——使用移液器(pipette)。我們抽取加入生理鹽水稀釋的泥土細菌樣品溶液,轉移到瓊脂培養皿作細菌培植。「別少看這基本步驟,單是手執移液器的手勢,已經有許多技巧要苦練。」梁志清笑指記者初執移液器的手勢,暫時只得C-,「我當年也只是D級。」他笑說。

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肯學比知道重要

研究實驗為本的科學教育,中學生真的做得到嗎?梁志清認為:「學生不是懂得所有知識,但他們可以學。只要願意去學,肯定較他們知道多少重要。」他坦言,這種教育觀念是革命性的,亦是必須要推動的:「我從港大退休,來中學幫忙(推動科學課程),是因為我發覺年輕人到大學時已失去創意。若不在中學時吸引他們去創意學習,我們會錯失了我們的young mind(年輕人的頭腦)。」

弘立書院「分子生物實驗室」梁志清教授認為,讓中學生透過做個人研究實驗,是科學 教育的趨勢。(弘立書院圖片)

「分子生物學實驗室」開辦的分子生物技術短期課程亦惠及弘立家長, 至今已有30多名 弘立書院的家長,從「分子生物學實驗室」開辦的分子生物技術短期課程畢業,另更有50多名家 長期待著在未來新學年參加該課程。(弘立書院圖片)

(內容由弘立書院提供)

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