2017 BioPhyChemEarth


源起

BPCE,三年前還叫做 BPC,那時我高一升高二,是物理組的一個小小學員。當時懷著想學些物理的心情報名了這個營隊,卻發現對有走過競賽的學生來說,課程內容有點太簡單。好在有趣的活動和新認識的許多好朋友彌補了這點,於是開啟早上放空補眠晚上各種玩樂的五天。

然而就在我覺得學不太到東西時,第四天早上到了,那天上的是文于學長的狹義相對論。聽說這個學長很厲害,也想說近代物理比較不熟,於是認真的聽了一下......怎知不聽還好,一聽就停不下來,學到一堆超級超級有趣的東西!可惜相對論只有一堂,在五天的課表中如曇花一現。我好希望能繼續聽更多這種有趣的內容!我想聽廣義相對論......我想聽量子力學......我不想再聽普物課本的東西啦啊啊啊!!!

這樣的聲音在腦中吶喊,最後形成內心中的一點遺憾。

然後三年就過去了。去年八月我人在加州,有天正準備北上 Seatle,在機場裡等班機時突然接到那時根本還不算認識的郭芸彤的訊息:

「你知道 BPC 嗎?」
「參加過」
「你願意出來選物理教學長嗎?」
「WTF」

對話精簡起來大概就這樣吧。那時覺得 BPC 已經是很久以前的事了,也沒當過實習屆,基本上去以後一定是個八九成人都不認識冗在一邊的邊緣人。原本打算委婉拒絕,但因為當時有讀一點跟教育相關的東西,其實也想嘗試看看教別人物理,於是最終經過一番妥協後接下三堂課八小時的物理教學。

有鑒於文于學長在三年前給我的啟發,我決定把課程全部拿來講近代物理。天真的我原本很貪心的打算一堂講量子力學,一堂講廣義相對論,一堂講弦論和其他近代科學的重要發展,後來很快發現課程的時間和節奏會遠遠無法負荷......幾番掙扎後,最終定案把三堂都拿來講相對論,第一堂講狹義,二三堂講廣義。

準備

決定好以後,就得開始備課和編講義。狹義相對論本來就很簡單不擔心,廣義相對論的教學才是真正麻煩的地方。為了想辦法讓高中生也能學會,我花很多時間在研究各種廣相課程的教學方式和優缺點。

大一下特地選了物理所的廣相課,課程的優點是簡單,但數學論證方面相當不嚴謹,內容深度也顯得不足;我也參考了台大 OCW 高湧泉教授的課程,雖然推導論證比較詳盡,但在很多時候太拘泥細節、缺乏物理感;Stanford 的 Susskind 教授放在網路上的 Theoritical Minimum 講課為強調直覺性,卻因此跳過太多東西,讓我聽起來不太踏實;FAU 的 Schuller 教授上的廣義相對論相當紮實,但數學過於深入嚴謹,不適合拿來教高中生。

在腦中盤演許多次以後,我最後參考 Youtube 的 What is a Tensor 系列和 Schuller 前期的教學來設計廣相數學部分的教材,再參考修課時的一些範例、台大 OCW 的廣相以及 Sean Carroll 的教材來編寫物理部份的論證。在死線一次又一次延後的情況下,總算在最後關頭成功生出講義。


萬事俱備,只欠上營。在腦中備課無數次,卻從來沒有試教過,其實心中有些抖。嘛,船到橋頭自然直,我相信學生的資質。除了課程以外,還有一件事也令我有點擔心。BPCE 有五天,我的課程在第一天下午和三四天早上,扣除掉上課時間其實蠻閒的,但又不想天天往返嘉義台南,邊緣如我要找到事做也是另一個挑戰。

上營

就這樣懷揣著一點不安的情緒,總算來到上營當天。果不其然一堆人都不認識,就算認識也有很多人不熟,看到根本不知道該不該打招呼。加上籌備期因事未到,當下真的有股「好好把課教完然後閃人」的念頭xDD 好在這營隊的氛圍還蠻輕鬆的,林欣妤(以前完全沒看過)和李彥翰(以前只講過幾次話)作為總召都很友善的來打過招呼閒聊,讓我有種稍微沒那麼邊的錯覺。後來整個台南幫大票湧入時覺得總算有同伴了QQ

然後就開始上課了。雖然事前稍有緊張,但站到台上後緊張感瞬間就沒了。我發現我很喜歡這種感覺:拿著粉筆對著空白的黑板,把學生當作無基礎,從零開始一步步的導出整個相對論的理論脈絡。我不只想要學生學會相對論,我還想把所有環環相扣的邏輯都烙印在他們腦中,我更希望這樣的過程能對他們產生啟發。


如果教普物、教電磁學、教微分方程,這些東西學生長大只要走理工相關科系自然而然會學到;如果教物奧、教能力競賽,對高中升學可能有些用處,但到大學充其量就是寫習題寫比較快。我想教的東西,是那種如果沒來這個營隊,學生可能一輩子不會碰到的、但又非常非常有趣、精彩的物理。

這樣的任務非常艱難。以廣義相對論來說,它奠定在微分幾何上,即使把難度做最大幅度的簡化,也得介紹張量、向量空間、對偶空間、內積空間、抽象化的微積分和一些群論跟集合論的東西,然後再把它們融入到物理中。裡面哪怕只挑其中一個,可能都可以用一整堂課來上,而我要把它們在有限時間內用適合的節奏全部教給學生。學這些東西所需要的基礎不多,他們只是比較抽象。但如果學生沒有一定程度的 Open-minded,要學會還是有相當難度。

我不要求他們上完後會很懂廣義相對論,我也不要求他們會算。但我希望他們能完整的經歷這樣的過程,知道更高更難的物理是怎麼一回事、知道物理學家以前是怎麼思考的。我希望他們在上完之後,對廣義相對論這東西的認識能遠大於科普書上各種「質量扭曲時空」之類的幹話。

我把自己設定成進擊的巨人裡面的調查兵團團長,帶著這群願意接受挑戰的學生衝出牆外,試圖打破他們的思想框架。即使知道路途險峻,即使隨時可能會被巨人吃掉,我還是想讓他們看看外面的世界是怎麼一回事。我想讓這些學生看到大海。

總結

經過幾天的奮戰後,果不其然,有些學生被名為數學的巨人給吃了。但也有些奮戰到最後,成功看到相對論的大海。說來有些自私,這幾堂課的學生模板其實是三年前的自己,想要彌補當時沒學飽的遺憾。對於沒辦法學會的學生,我盡可能的用一些白話的、但卻同等有趣的物理發展新知來作補償。不過即使沒辦法教會所有人,相信這幾堂課仍然可以對這些高中生產生相當大的啟發。

謝謝營隊中的所有夥伴和學員,願意讓我有這個機會上這個風險極高的課程。當然課程以外,也感謝願意在我這個小邊邊沒事做時收留我的人們、還有賭場猜拳關來捧場的所有小隊員們。

BPCE 結束了,這對我來說不只是一個營隊,也是我近期對自己的一個小結。

謝謝你們。

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以上,當作是我一個人的murmur,最後還是來點傳統的標人講幹話:

李彥翰 林欣妤 (Shin-yu Lin) 李耿昇 洪禎蔚
謝謝召部大大們願意適時的關懷沒事做的我
不會無視我講幹話 還給我計程車錢
讓我心理很溫暖(如果能住勞工就更完美了)(咦)

黃勝洋 郭芸彤
感謝兩位物理組幹部大大讓我無止盡拖稿
雖然就算我不拖稿你們好像也會自己移死線
所謂事情留到最後做效率最高嗎 XD

王柏元 黃筱娟
兩位久仰大名 也感謝這幾天的包容
晚會的表演超帥的
以後去新竹再去找你們玩

陳揚善
回饋單贏你一分,LAN
可以不要在中國整天翻牆 test 嗎

張喬善
看你沒改到考卷好像很失望
沒關係,明年一定讓你改到爽 lol
不過先別管這個了 來修 dsnp 吧
順便換台 mac,讚

蘇元浚 (Eric Su)
第一次被你密是高一時
沒想到直到現在才終於見到面
不過我真的老了明年教學要全靠你們了
可以請喬善試試看教相對論 lol

李昱碩
第一次遇到女性宅友
而且喜歡的作品出奇的共頻
我感動得快哭出來了啊
接下來請多指教了 你的左手和不存在的肝

莊沅蓉
中途才發現妳是數學系的火星人 <(_ _)>
沒意外的話之後會一起修線代
請手下留情別亂電我 Orz

龔桓萱 (Sally Kung) 林紜汝
最後幾天才和你們講到話
謝謝你們實戰考時幫我 hold 場
還給讓我有機會寫隊輔本本 xD

陳伯瑜 (Bob Chen)
第一天你說聽懂七成時我感動得快哭了啊啊
沒想到竟然是個有持續在看我寫的東西的學弟
怎麼說呢 害我有點害羞 ><
以後繼續加油啦!!

江翊瑄 嚴詠萱
好久不見了老同學們
每次都在我耍冗的時候陪我幹話
因為你們我重新認識了數獨
可惜分居兩地都沒好好玩到 QQ

蘇琬婷
偉哉鵝姐 讚嘆鵝姐
我認識的第一個腐女好同學
期待妳接下來晉升台大夯姐

翁大翔
把我丟在嘉中跑去勞工過有床睡且晚上不會斷電的生活
廢物BJ4
開學你等著 給你看個東西

鄭景鴻
同為宅宅 雖然屬性不同
但是總體而言屬同一陣線
接下來一年繼續指教了
去日本記得買土產回來
我要 1:1 等身的超大型巨人

禹晴 (韓依岑)
這幾天辛苦你爆肝拍照剪片啦 XD
我好像一直跟你講幹話
不過我和大翔之間什麼都沒有

翁碩臨
感謝你讓我夜宿一晚
此等大恩大德必會報答
然後我沒有放棄物理
我只是更愛數學

張凱傑
雖然之前就有見過幾次
但直到這次營隊才講到比較多話
還免費給我搭了一程嘉中直達車
好一個親民司機 lol

許庭偉
咱們真的在各方面同病相憐
加油啦 下學期足球電你

陳琳森
明明是很有氣質的五木女神
幹麻和彥翰演巴掌戲崩壞掉啊啊啊
我被嚇到了啊啊可以不要這樣到處嚇人嗎 xDD

林尹筑
偉哉尹筑 能說能唱能作曲又是美宣
請容我一拜
多虧了你我現在是噴漆大師了

沈昕牧 (Eiectrycity Shen)
你怎麼不早說我們三年前認識啊啊啊
我還在晚上跟寶寶聊到你說
沒想到竟然被你寫過龜背
可惡都這樣欺騙我的感情嗚嗚

賴會欣
最後一天突然被搭話然後聊一堆東西
讓我邊緣感驟降
這年頭像你這樣願意認真聽我喇賽的人不多了
以後有機會再聊 XD

何孟勳
最後一位留給你
因為你是我這次相對論課的最佳/最老學員
沒想到從我課程中收穫最多的竟然是個大學生同伴
還在事後跟我要講義檔!!!
莫名感動啊QQQQQQQ

最後再說一次 謝謝你們
大家有緣再會
我要繼續去冗了www

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