基本科学的素养，对大学理工医主科至关重要

我们先来回顾一下一个多世纪以来生物学的部分发展：

1869年,米契尔(Johann Friedrich Miescher)自病人伤口的脓液中分离出含磷的酸性物质c并称之为核素，今日称为核酸，分DNA及RNA两种。不久，科学家们更继而证明瞭细胞中的细胞核内的染色体是由DNA及蛋白质组成。

1902年另两位生物学家撒顿(Walter s. Sutton) 及波沃利(Theodor Boveri)提出染色体遗传学说，认为负责遗传的基本单位“基因”是位于细胞核内的染色体上，然而基因究竟是由染色体上的DNA或是蛋白质所构成则造成了当时两派科学家的争论。大多数科学家主张基因是由蛋白质构成。因为组成DNA的“核甘酸”总计只有四种，而组成蛋白质分子的却是20种不同的“氨基酸”，可以有更多的变化组合，再加上当时就已经瞭解所有不同蛋白质分子均具有独特的三度空间结构，似乎比较能解释各种不同生物的多样性(包括所有不同物种及同一物种内的不同个体)。

然而仍有少数科学家却认为DNA纔是构成基因的物质。因为DNA在细胞内是存在于细胞核中，有极佳的保护，较不容易受到外来物质的影响而产生变异，因而较能维护各种物种其基因组合的恆定及特质。

长达半世纪的争议终于在众多的研究和实验下让科学家们渐渐有了共识：

基因是存在于细胞核内的DNA中，而不是蛋白质，于是科学家又开始新一波的研究：探索DNA的分子结构。1953年4月于英国剑桥凯文蒂胥实验室工作的两位年轻科学家华森(James D. Watson) 及柯里克(Francis H. C. Crick) 于英国的“自然”期刊发表了简短的DNA双螺旋巨型分子结构报告，自此，生物学又继续开展了新的一页：现代遗传基因学及改变基因的现代生物科技工程。

自华生与柯里克的研究成果发佈为主流新闻之后，今天，人们不但已习惯了科技突破新闻盘踞报纸头条也深深感觉科技与我们的生活息息相关。看看那些人类企待解决的共同问题：地球暖化、臭氧破洞造成的潜在性紫外线浩劫、能源问题、粮食危机、水源问题、环境污染问题……哪一个能不依赖日新月异的科技为我们提出可能的改善方案呢？

如果上述全世界均面临的严重问题是人类的共识，那么它们牵涉的相关研究及专业工作便自然创造了大量的工作机会，这也是为什么历届美国总统都强调科学教育的重要性。

换一个角度，和较为年轻的生物和生命科学相较，物理和化学的发展则较早。其应用也早已深入每个家庭和个人的生活当中：比方盥洗室及洗衣房的化工产品(洗衣膏、洗髮精、牙膏、乳液、髮胶……)还有我们的衣饰(人造纤维纺织品、加工皮件皮饰等……)，随处可见的家电产品，几乎人手一机的无线通讯器材，手提电脑，电子阅读器，碳纤石墨运动器材，光纤材质高科技产品……等等。虽然人类今天经常检讨反思科技为人类带来的各种好处和缺失，然而试想，现代人类还能回归百年前的低科技文明耗两三个星期横跨美国或甚至两三个月于亚洲至美洲的旅程上吗？科学既然重要那么与化学、物理、生物相关的大学专业必定很多，事实正是如此。在大学理工医科系就读的学生佔所有美国大学生的三成至四成之多，这里试举几个较热门的科系为例，并且把与它们相关的基本科学依极重要和次重要列表如下：

由上表可以看出基础科学和数学的重要性。它们与太多的大学理工医专业息息相关，是高中生进大学后学习的最主要工具。如能在高中打下坚实基础，则在大学内的学习事半功倍，无往不利，相反则捉襟见肘，步履蹒跚。

现在回头来看高中，公私立高中的基础科学常分为普通班(Regular)，荣誉班(Honor)及大一程度的AP进阶班。虽然AP科学的知识层面最高，最受尖端学府的青睐，然而学生和家长们在三，四月选课时仍然不免犹疑再三，举棋不定。这固然和家长们对AP课程不瞭解有关，另外一部分原因是对孩子的能力是否足以应付AP课迟迟不能判断。我个人建议以下几点意见：

(1)如果九年级是全A或接近全A的学生，十年级应该要选至少一门AP课，否则如同裹足不前，贻误先机。

(2)如果十年级的一门AP课唸得不错(成绩5分或4分)，十一年级宜选三门AP，理由同上。

(3)由于普通和荣誉班的科学训练实在不足，只能提供将来投入文、法、商、艺术等专业领域的高中生一般的科学常识，因此如果学生将来投入理工医机会很大，十年级AP课优先考虑AP科学，十一年级三门AP课当然应包括一门AP科学。

(4)其他较复杂情形，宜参考专家意见，帮学生做出最正确的判断，以便增加进理想大学的机会并打好进大学前的科学基础。

尽管AP课程难度远远超过高中的同科荣誉课程(如AP生物及荣誉生物课程相比)。然应考AP的学生每年仍持续维持全国8%至10%左右的成长。自2015年至2019年已增倍而于去年2019年达509万人。这使得美国高中生的平均素质虽然在全世界总嫌落后，然而其较佳的高中毕业生(前述之top 10%至30%)却仍能成为主流大学的基本骨干，而终能在高等教育中因其较卓越的独立思考和沟通能力而大放异彩。

近年来报考AP的初高中学生全国持续上扬,然而加州公立高中由于经费删减正裁减师资，减少AP课程，这无啻是雪上加霜，与全国趋势背道而驰，加州学生应如何因应，以维持在申请大学时该有的竞争力?

诚然八成以上的学生撷取AP知识的过程是透过高中的AP课程和老师，然而这并非唯一或必要的过程。大学在乎的是你是否具备这个学科的知识而并非必须唸该门高中课不可，更何况许多高中甚至没有开设此课程，难不成这些学生就只能受此先天拘限，而不能在这个学科上作进一步学习和研讨，註定在大学的竞争上只能徒唿负负，输在起跑点上?

答案当然是否定的，获得这门高深知识的方法仍然秉持着美国一贯的多元化教育精神:学生也可以透过自学，网上课程，父母兄姐的指导，家教，补习班课程......等等，来完成课程的学习。因此笔者对保持竞争力的第一个建议便是唸AP课不要因为学校的统一安排而受其限制。在统一课程的外衣上必须另加个人的配饰，加重个人特色，而并非让自己只是生产线上大量相同的产品之一而己。然努力的方向总是一致的：撷取知识，作好高等教育准备。

最后提醒大家，良好的高中AP科学课程不仅仅是带来了大学程度的基本科学知识，它还具有另外一些无形的好处：那就是启发学生思考和推理的能力(由许多的科学研究前例可看出科学家们的逻辑思维)，和解决问题的能力(观察科学家面临难题和争论时的解决方法)以及他们把复杂问题暂时简化后进而测试其中某个因素，并藉由上述的重复测试来导致结论的分析能力。

最后祝愿有志在理工医领域中大展抱负的学子们如愿在高中打下坚实基础，并迈向成功的大学之道。