2014年11月3日

從指考實驗題談物理教學

作者/簡宗奇(任教桃園縣立南崁高中物理科)

在以前國立編譯館課本上的編輯大意上如此寫道:「科學教學要以學生有興趣的探討活動為主,教師講解為輔,期望學生能認識物質與能量的世界,熟練科學的方法與技巧,發展研究探討的興趣,以養成能運用科學知識、富於創造性、具有科學素養的國民為目的。」――這是很久以前科學教育的理想與期望值,不過筆者以為至今仍然適用。其中「以學生有興趣的探討活動為主,教師講解為輔」,更是時下提倡所謂「翻轉教室」的基本概念,此真可謂歷久彌新。科學教師除了教育學生要理解知識、應用知識之外,也要重視實驗課程與探索活動的實施、激勵科學精神和科學態度的表現,以涵育成為現代公民應該具備的科學素養。

物理具有精彩的實驗本質
但是,長年在第一線教學現場的科學教師都知道,要達成這個課程目標實屬不易,尤其是要經常性地將實驗單元融入正規的課程之中。以高中物理為例,解題訓練與紙筆測驗仍然佔用了絕大部分的時間,實驗與探究式學習以及多元評量等多元化教學行為則相對薄弱。其實物理具有精彩的實驗本質,實施實驗課程更可以啟發學生的多元智慧,結合認知、情意與技能等向度,促進學生統整化學習,是有其重要的功能。

首先,教師在課堂上可多進行示範實驗。高中生共同必修的高一基礎物理(一)裡雖然只有4個示範實驗,但教師不必侷限於此,盡可能旁徵博引、盡情發揮,或自製教具呈現,或適時以簡單的趣味實驗演示給學生看。這對激發學生學習興趣與動機頗有助益,並能進一步指導對物理實驗有興趣的學生,從事具有意義與價值的物理實驗專題的探究。教育學者研究發現,現在從小就接受聲光影音刺激的學子們,其運用圖像和具象思維的習性與能力遠勝於方程式推導與符號邏輯,因此,即使學生沒有主動操作實驗或是設計實驗,在老師進行示範實驗教學時,學生的觀察學習仍是有意義的。

除了99課綱所訂定的示範實驗單元之外,時下的網際網路更為物理教師提供了豐富的參考資源。例如臺中一中建置的「物理學科中心網站」、中央大學「物理演示實驗網站」,以及師大附中潘冠錡老師的「好好玩物理網網站」皆然,這些網站均依類別或單元,系統性而完整地呈現示範實驗的素材可供教師運用。此外,在早期開創風氣之先的師大物理系黃福坤教授建置的「物理示範實驗室」網站,以及高師大物理系周建和教授推行「街頭物理」科普活動的成果中,都有許多彌足珍貴的實驗參考教案。其他屬於個人或科學社群的教學資源亦多有可採,且不勝枚舉。

另外,高二基礎物理(二)B與高三選修物理的分組實驗課程,則期許學生能在老師指導下明確了解實驗目的、理解實驗原理,並獨立操作實驗。這時候的實驗室可能就是培育未來理工人才或是尖端科技新秀的搖籃;教師除了引導學生能正確使用實驗項目中的儀器和工具,獲得較準確的實驗結果之外,還可以鼓勵學生發揮創意思考,改進實驗技術,或是與探索課程結合,為解決新的問題設計新穎的實驗。......【更詳細的內容,請參閱第539期科學月刊】

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