物理教育學刊
2018, 第十九卷第一期, 73-74
Chinese Physics Education 2018, 19(1), 73-74
2017 GIREP（國際物理教育研究研討會）參與心得
張慧貞
國立彰化師範大學 物理學系 wjnchang@gmail.com
2017 GIREP（國際物理教育研究研討會）在 2017 年 7 月 3-7 日於 Dublin City University, Dublin, Ireland 舉行，這項為期 5 天的學術盛會，吸引了來自世界各國數百位物理教育學者參 與。筆者也口頭發表一篇論文，講題為: Reasoning static friction: What students fail to understand and what textbooks miss，論文內容由筆者及所指導的兩位研究生:江長屹、張博彥，共同完成。 本次大會有多場精彩的大會演講，包含了來自奧地利的 Professor Haagen-Schutzenhofer， 主題為 Design-based Research: Bridging research and practice in teaching optics，透過特定主題 的教材教法研究，落實在課堂實務中。這項目標對於物理教育研究已經蓬勃發展的當代，尤 其顯得重要。因為物理教育研究得成果，多數仍侷限在學習理論及學生所遭遇的困難，而物 理教師所需要的卻是立即可用的教材教法。Haagen-Schutzenhofer 以光學為例，說明她的研究 團對如何結合現職教師，在教學現場中琢磨現行教材教法對學生所造成的困難，包含所使用 的符號、語言，以及搭配的推理工具（如成像圖），這些常用的表徵，都需要透過教學現場 的實施與修正，才能有效引導學生的理解概念，進行概念推理，並成功解題。Design-based Research 需要反覆的實施與修正，因此一個主題的研究，往往需費時數年才能臻於成熟。但 最終的成果，則能兼具學術與實務價值，令人欽佩。Haagen-Schutzenhofer 也強調所任職單位 10.6212/CPE.201807_19(1).0005
張慧貞
- 74 -
University of Graz, Austria 重視教學論文，並肯定實務的影響力，而不僅侷限於學術成果（如 SSCI 論文），可以鼓勵更多學者投入心力，耕耘教學實務的面向。
另外，來自 University of Hull, UK 的 Professor David Sands 則提及數學與物理之間緊密 連結的重要性。許多物理的問題，在數學上是有意義的，但在物理上卻是無意義。因此，教 學時需先琢磨物理意義，再進一步引入數學工具來解題。然而，這項看似基本的流程，對於 現有教材，並不見得普遍。許多物理課本所提供的例題或習題，仍然是直接套用公式就可以 得解，容易扼殺學生琢磨概念，進行推理的重要學習任務。因此，相關試題設計的改進應是 當務之急。
在教育統計上，來自日本京都的 Professor Hideo Nitta 則質疑目前物理教育研究，在分析 前、後測的教學成效，多數採用 Hake 所提出的 learning gain。Nitta 質疑 learning gain 透過全 班平均值所推算出來的數值，並不等於班上每位同學的 learning gain 的平均值。為了克服這 項缺失，Professor Nitta 建議使用 Rasch gain，不但可以杜絕這項平均 learning gain 分歧的缺 失，也更能表達出試題難度(difficulty)的目的。 來自墨西哥的資深學者 Professor Slisko 長期關心物理教科書的內容，這次研討會中，則 是積極地利用教科書的不當之處，引導學生進行開放式的探究學習。例如，有一個例題探討 弓箭以 0.5 秒的時間，由靜止加速到 40m/s 的速度，徵求在場學者，點出其中的不當之處。 許多在場學者（包含筆者在內），直接推算其加速度，得到 a=80 m/s2，卻無法確認此數值在 日常生活的合理性。經過主講者的引導，才赫然發現問題不在加速度，而是加速的距離 S=(1/2)at2=10m，遠遠超過弓箭能夠拉長的距離。親身參與這種“解謎”的過程，感覺非常 生動有趣，因此，將此類教科書不當之處，轉化成學生探究的題材，是非常有創意的教學設 計，也算是將教科書謬誤的負面影響轉為有助益的教材的做法。 筆者在大會所發表的論文，則是針對「靜摩擦力」，探討教科書對相關概念的缺失，並 測試學生在相關概念推理上所遭遇的困難，包含力的方向判斷及大小。方向的判斷需要藉助 「細觀圖」(mesoscopic diagram)，而大小的判斷則需結合牛頓第二定律，這兩項重點皆經常 被一般教科書所遺漏。測試結果顯示，試題的困難度與教科書的缺失有密切的關連，換句話 說，經常被教科書所遺漏的要點，經常是學生所遭遇的常見困難。根據「社會文化觀」的主 張，科學知識是由科學社群所建構，因此，專家（或教科書）的周延引導就顯得關鍵，提升 學生的科學知識與概念理解，需先從教科書內容的周延性做起。
