根據最新的「國際數學與科學教育成就趨勢調查」,大多數台灣學生對數學及物理表現出「不喜歡」、「沒自信」和「認為不重要」的態度,學習興趣在29個參與調查的國家中排名27。同時,現行大學考招制度迫使學生在高三準備學測與推甄資料,嚴重影響高中完整學習並導致學生程度下降。這兩件看似無關的事件,卻可能是目前台灣理工科大學生學習意願低落、學習成效不彰的主要原因。那麼如何克服這個問題呢?這時候大一的「普通物理相關課程」就扮演了關鍵性的角色。
因應上述教學現場的困境,母校物理教學研究中心3位專任教師(江俊明副教授、洪耀正副教授、楊嘉會助理教授)與光電學系相關教師在這幾年做了一系列的創新改革,藉由「普通物理相關課程」銜接起高中端與大學端之間的學習斷層,同時重新喚起學生學習熱忱。相關工作包含:
1.成立教師成長社群,藉由教學觀摩、討論以協助教師專業成長:
普通物理教師成長社群幫助相關教師吸收最新的教學方法,包括翻轉教室、磨課師線上課程、手機應用程式(如kahoot)的課堂應用,以及桌遊融入教學等等。利用這些多樣化的教學策略,試圖找回學生對物理的學習興趣。另一方面邀請校內外物理教學專家進行教學經驗分享,藉由經驗交流而精進教學方法。目前普通物理教師成長社群的成果斐然。以物理中心為例,近4年內3位教師共計獲得20次「授課意見調查教學滿意度居於全校前10%」之獎勵,這代表學生極為肯定普通物理課程的教學方式與內容。
普通物理教師成長社群幫助相關教師吸收最新的教學方法。利用這些多樣化的教學策略,試圖找回學生對物理的學習興趣。
2.製作教育部新一代數位學習課程,並推廣至高中端:
103學年度起,物理中心的洪耀正副教授與光電系李英德教授、羅道正老師共同製作了磨課師課程「大學普通物理實驗-手作坊」;物理中心的江俊明副教授、楊嘉會助理教授與光電系的胡水上副教授共同製作了SPOC課程「普通物理電、磁、光」。105學年度江俊明副教授與楊嘉會助理教授又聯手製作了SPOC課程「普通物理(一)」。其中「大學普通物理實驗-手作坊」不但得到教育部兩年計畫獎助,更榮獲中華民國數位學習學會與資策會主辦的「金質學習科技產品選拔」之金質獎。而兩部SPOC課程也已在雲端學院完成開課,讓逢甲學生線上自主學習。這些數位學習課程除了已於校內外多次開課,作為普通物理與物理實驗之教材,更已和多所高中簽訂合作備忘錄,進行課程合作與課程推廣。
李英德教授(左1)、林志敏館長(右1)與台中一中校長簽訂合作備忘錄。
3.普通物理實驗的創新與改革:
完善的「實驗教學影片」與「電腦化實驗」一直是母校普通物理實驗課程引以為傲的特色。基於這些良好的課程基礎,我們在母校李秉乾校長的肯定與支持下,持續推動實驗課程的創新與改革。一方面在實驗課程中引入了Excel與Matlab教學,訓練學生利用程式軟體進行數據分析與數值模擬。另一方面結合最新的科技發展趨勢,物理中心教師協同光電系羅道正老師、助教(鄭翰陽、李欣、謝怡靜)已經完成三個結合App與普物實驗的創新實驗,並預計於106學年度下學期正式導入實驗課程。未來我們也將持續規畫並引進Labview及SLM相關的實驗模組。
未來展望
物理教學研究中心長期以來統籌全校普通物理課程及普通物理實驗課程的教學工作,在理學院歷屆院長支持及中心主任帶領下,已建立了相當好的教學基礎,例如普通物理線上測驗題庫、普通物理線上解題錄影、普通物理中文導讀線上資料、簡易物理數學線上講義、夜間補救教學、全校普通物理會考等等。
在這樣的基礎下,近幾年,母校物理教師團隊在理學院長吳志超院長大力支持,與物理中心主任陳敬恒主任的帶領下,全力配合學校發展政策並積極參與社會服務。例如開設「物理專題課程」與「物理光學的藝術創想」以配合推行CDIO與微學分創新課程、協助「國際科技管理學院-普渡電資雙學位學程」開設英文普通物理課程、協助國高中進行實驗課程、指導高中生獲得亞洲物理奧林匹亞競賽金牌、光電系林泰生教授也擔任中華民國物理教育學會理事長、舉辦高中物理教師研習,以及擔任臺灣青年物理辯論競賽評審等等。我們也期待藉由這些努力與創新改革,學生與未來學生能夠重拾對物理的興趣,同時找回對學習的熱忱。未來物理中心也將持續改革與創新物理相關課程,讓逢甲的學生能享有優質的物理相關課程的教學內涵。
註1. MOOCs,Massive Open Online Courses
註2. SPOC,Small Private Online Course
註3. SLM,Spatial Light Modulator