哈佛大學教授Eric-Mazur蒞校演講開啟互動教學與創意實驗藍圖

5月31日於臺大物理系凝態物理館國際會議廳舉辦「普通物理互動教學與創意實驗研討會」。此研討會由物理系主辦，教學發展中心與科學教育發展中心合辦，此會邀請到哈佛大學物理系Eric Mazur教授蒞會演講，由於Prof. Mazur對教學的貢獻是眾所矚目的，因此本研討會開放報名即廣受各界關注並熱烈響應，會中約有一百多位校內外各科系教師學者與學生前來参加。在臺灣大學物理系熊怡主任、科學教育發展中心陳竹亭主任開幕致辭後展開了研討會序幕。研討會內容相當豐富深入，議程包括：教學與評量、創意實驗與演示等三大主題。

Prof. Mazur主講題目為：Confessions of a converted lecturer，分享他在哈佛大學多年教學經驗而發展的教學理念與方法。Prof. Mazur在會中與台灣的教授和科教專家們談，他過去課堂教學施以隨堂測驗觀察到，即使是優秀的哈佛大學學生，在學習上多是記憶教材內容卻並非真正理解其概念，於是發展藉由發問啟引思考，結合同儕討論(Peer Instruction)，並運用課堂表決器及時回饋了解學習，此教學方法經由多年實施，測驗分析證實可以有效提高學習成效。目前在美國已有許多大學教授採用此教學施行，他亦常獲國際邀請演講該教學方法。

特邀講演一開始，Prof. Mazur向與會者提問：『教育』是什麼？揭開講旨並進行一場充滿互動與討論的演講。他指出，教育不單單只是傳輸資訊給學生，而是要讓學生真正理解吸收知識。他以測驗分析數據舉出，混合使用傳統型題目(著重數理計算)與概念型題目(著重概念原理)測試哈佛大學學生，雖然分析結果得到高分群分布，其中能答對傳統型題目比概念型題目多的學生約佔39%，而答對概念型題目比傳統型題目多的學生卻只有9%，這表示大部分的學生未對概念理解。Prof. Mazur認為，傳統課堂教學，老師的角色為傳輸資訊-課本知識，學生則似認真汲取教學內容，而實際上對學習知識理解並沒有太大效益。因此Prof. Mazur改變教學策略，提出同儕討論學習 (peer instruction) 教學方法，他要求學生課前預習，讓學生更有責任地學習教材資訊，而老師則為幫助學生消化資訊。課堂中，則以「提問à思考à答題」活動進行。在回答問題活動中，若學生答對的比例約低於70%，則進行同儕討論，讓學生們彼此討論，而後再作答並解釋。同儕討論的過程，原來概念存惑不清的同學與概念清楚的同學互動討論而獲得理解。Prof. Mazur自1991年起經過多年施行同儕教學法，證明對學生的概念理解和學習態度等教學成效大幅高度，不但深受學生歡迎，也獲得同行(物理)和其他領域教師認同採用。在此場演講，不僅對台灣的物理教學有啟示的影響力，來自不同科系的老師也都覺得非常受用。

研討會下午的兩場演講由傅昭銘教授主持，錢致榕教授受邀分享他在政治大學如何對文、法、政、商、管科系學生教授物理學。他將開課的科目名稱定為"日常物理"(Everyday physics)，即為教學不從方程式出發，而是從描述現象著手，進而歸納出公式，例如他先讓學生觀察運動現象，由觀察事實而歸納出牛頓運動公式。另外，他先讓學生具體地了解角動量，先建立宏觀認識，再進一步帶進量子觀念及延伸到認識週期表元素。希望藉此培育學生科學微觀知識、宏觀框架、自學能力、獨立思考、評估能力、自我定位等各面能力。他也提到，估算分析的能力對學生是非常重要的，尤其對從事政策制定分析都須有估算能力。錢教授很重視學生的學習態度，他提出必須建立教室為知識學習的神聖殿堂，學生必需以嚴謹的態度面對有難度的物理課學習。錢致榕教授更勉勵老師們要當個教育家，要教學生需要學的，了解什麼是學生往後40年的工作生涯中所需的，而非以研究學者觀點出發。另一位講者為逢甲大學張慧貞教授，她多年投入科學教育從事普通物理教學，會中她由科學教育學習理論與科學史哲不同面向探討物理教學，分享藉由演示實驗結合觀念導引討論，她認為教學必須有老師積極介入導引討論以發揮教學成效。

創意實驗展示，邀請學生自行以普物實驗相關主題，設計延伸探究實驗或創意應用實驗。本研討會邀請東吳大學陳秋民教授與中央大學朱慶琪教授帶領學生參與，加上本校物理系去年底舉辦「臺大普通物理創意實驗設計競賽活動」的優良作品，讓同學們再精緻展出，展出了共10組實驗。東吳大學師生們利用火焰之舞、橡皮筋摩天輪與雅各的天梯，創意展中物理之美；中央大學師生們也利用輕的骨牌(0.4克)，以連鎖反應推倒重達10公斤的骨牌，以類比說明複雜的核反應現象。學生們熱烈地向觀看者演示並解釋說明，活動展示現場充滿了互動樂趣。展示之後，由陳秋民教授演示電磁創意實驗，他拆解熱水器等器具，說明電子點火器原理，帶入電磁波的發生，讓馬克斯威爾方程式活潑呈現，體驗體會物理之美與物理在生活中的應用，讓研討會有個完滿的結束。

這次普通物理互動教學與創意實驗研討會處處充滿互動，處處激發物理之美。連帶一提的是，去年底莊榮輝副教務長蒞臨指導物理系舉辦的普物創意實驗設計競賽時，看到學生的自製實驗很有創意，可激發學生們對物理的興趣，期勉應將本校物理教學改進成果推廣至全國，一起共襄盛舉。參加學者與教師對本次會議舉辦非常肯定，認為對台灣的物理教學會有長遠實質正面影響，並表示希望本校再舉辦類似教學研討會與物理創意實驗設計觀摩活動。（普通物理實驗室　傅昭銘教授、董舒清、周貞佑助教）