那一年, 我們一起愛上的物理課

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1 那些年, 我們一起顛覆的物理課 朱慶琪 Ching Chi, Chu ( 中央大學物理系 ) Department of physics 高雄 科學工藝博物館 2013/03/24

2 Pendulums The simple pendulum The physical pendulum C. C. Chu, National Central University 2

3 The Simple Pendulum mgsin m 2 d s 2 dt mg sin m d ( L ) 2 dt 2 mg sin ml 2 d ( ) 2 dt 1,sin, g L 2 d ( ) 2 dt ( t) 0 sin( t ) 2005 Pearson Education C. C. Chu, National Central University 3

4 Simple pendulum, small amplitude g L f ω g L T 2 ω 1 f 2 L g C. C. Chu, National Central University 4

5 animation Pendulum and spring-mass system C. C. Chu, National Central University 5

6 The Physical Pendulum (real pendulum) mgd sin I 2 d 2 dt 2 d 2 dt mgd I 0 T ω 2 mgd I I mgd 2005 Pearson Education C. C. Chu, National Central University 6

7 破題 傳統 顛覆?

8 破題 (cont.) 週日, 科學大師,

9 環境的改變 問個問題 網路時代關鍵字 分享 開放 互動 串聯...

10 我們的學生 超過 8 成國高中生不想當科學家! 參考資料 :2010 天下雜誌教育特刊

11 WHY?! TIMSS 數學與科學教育 ^: 第 1/67 名 (2007) 第 3 名 /77 (2011) PIRLS 閱讀素養 ^: 第 22/42 名 (2006) 第 9/49 名 (2011) 國二生數學成就 : 台灣 > 日本 > 香港 ^ 資料來源 : TIMSS & P 官網 IRLS

12 但是 國二生數學興趣指數 : 45 分 (2003) 34 分 (2011) 國二生數學自信指數 : 27 分 (2007) 7 分 (2011)

13 我們的學生 超過 8 成國高中生不想當科學家! 高成就, 低興趣, 低信心 參考資料 :2010 天下雜誌教育特刊

14 調查中, 小學四年級和國二的學生, 都對數學與 科學, 感到 高成就 低興趣 低自信 這情況, 從九九年以來, 不僅沒有改善, 且日益嚴重 參考資料 : 台灣學生考得好卻沒自信天下雜誌 512 期作者 : 林秀姿

15 高中畢業以後 洗腦洗得很成功 擅長回答選擇題與計算, 不擅長概念或開放性問題 動手的能力弱 學習態度消極

16 怎麼辦?

17 老師有沒有迷思?(1/2) Teaching Physics, you have to 1. Know your students 2. Listen to your students. 3. Observe your students. 4. Assess both the students and yourself. 參考資料 : Knight R 2004 Know Your Students The Physics Teacher

18 老師有沒有迷思? (2/2) they re like a younger version of me, so what worked for me will work for them. On average, only about 1 in 50 students in a typical introductory college physics class will go on to receive a degree in physics, and perhaps only one in 300 will earn a Ph.D. 參考資料 : 1. Biggs, J. (1999), Teaching for Quality Learning at University, SRHE (Society for Research into Higher Education) & Open University press. 2. Knight R 2004 Know Your Students The Physics Teacher

19 所以?

20 理念 提升興趣 培養獨立思考能力 訓練問題解決能力 不是每個人都要成為科學家!

21 目標 Bloom s Taxonomy, cognitive domain Revised taxonomy of the cognitive domain following Anderson and Krathwohl (2001) 22

22

23 荀子儒效篇 : 不聞不若聞之, 聞之不若見之, 見之不若知之, 知之不若行之, 學至於行而止矣

24 大學最常使用 單向講解 上課方式 ; 大學較有助學習的是 師生互動 及 實作 實驗 的上課方式 ; 最常使用 單向講解 上課方式, 卻是最無助於學生學習上課方式, 實作 實驗 是較不常用的上課方式, 卻是較有助於學習的上課方式 ; 參考資料 : 符碧真 (2009,8 月 ) 大學教學與評量方式的研究, 台灣高等教育研究電子報第 36 期

25 作法 普通物理課 物理演示課的引進 互動的 小組討論的 引導的 因材施教的 普通物理實驗課 DIY 實驗的引進 基本功的鍛鍊 互動的 小組討論的 引導的 因材施教的

26 物理演示 何謂演示實驗? 以三到五分鐘演示物理現象, 透過觀察 思考 分析 驗證 討論的過程, 來協助演說授課模式, 提升學習興趣與成效 宗旨 本校物理演示實驗室的成立宗旨是增進 共同科普通物理課 (Lecture) 教與學的品質

27 從衝突中開始 例如 Talulah Riley

28 在反思裡結尾 Life of PI

29 史上最短物理網址! 物理.tw/

30

31 The Yo-yo An example

32 N mg F f F f tran rota reas N mg F f F f tran rota reas N mg F f F f tran rota reas Score (%) Analysis, Students before (the yellow bar) and after (the green bar) understanding for individual conceptual items. It is clear that the score distribution are different, where after scores are higher than before scores in 70% of the items.

33 Number of Students Score after the demo before the demo Before and after score distribution for the students. The shift of mean score to higher value is obvious. This implies the classroom demo activity help students learning effectively.

34 活動分類 學術發表 (70 場,3,418 人次 ) 創新教學 (432 場,27,297 人次 ) 科學教育 (36 場,864 人次 ) 科普推廣 (170 場,14,612 人次 ) 參訪接待 (94 場,2,051 人次 ) 期刊論文國內研討會國外研討會受邀演講大學中學小學教師研習教學觀摩教具製作工作坊科普活動科普傳播科普講座產官學研民間團體 大學物理課程大學通識課程 我的科學體驗教室 中大科學之旅 假日科學廣場 科學園遊會科學營科普閱讀平面媒體影音媒體 遇見科學 講座

35 我們的簡介 ( 影片 )

36 致謝 前輩們 演示實驗室網頁讀者 行政院國科會科教處 中央大學教務處教學發展中心 中央大學物理系 中央大學科學教育中心 科工館同仁們!

37 敬請指教!