资讯科技融入物理科教学.ppt

資訊科技融入物理科教學,1.增進教師運用電腦技能，提升教學效能2.達到資訊科技融入物理科教學，利用資訊科技輔助教師知能3.運用資訊科技輔助學生學習,問題導向學習法在高中物理教學上的應用,褚德三國立交通大學電子物理系,高中教育的目的,應該培養出什麼樣的學生？(聯合國教科文組織UNESCO的學習：內在的財富：成就教育的四個支柱)學會學習（learntolearn）學會做事（learntodo）學會發展（learntodevelop）學會共同生活（learntolivetogether）目前的科學教學環境考試領導教學費曼（R.P.Feynman）：大家都努力地在考試，也教下一代如何考試，然後大家什麼也不懂！,傳統教學法的優點,傳統教學的特色與優點：知識架構完整教學效率高學生學習快可以應付任何考試,填鴨式教學個別式學習不注重學習成效學生只有競爭、少有機會合作學生會考試、不會做事、不善溝通、不夠合群、被動、依賴心重、欠缺獨立解決問題的能力,傳統教學法的缺點,我們能多做什麼？,1.能不能讓學生快樂一點學習？2.能不能讓學生自動一點學習？3.能不能讓學生多一點合作，少少一點對立？4.能不能幫助學生多學一些解決問題的能力,用什麼方法能達到？,1.暫時拋開學生升學的壓力2.暫時忘了學生家長的期待3.暫時忘了長官的叮懧4.暫時記起以前曾有過的理想5.那麼PBL可以是一種可行方法,1.問題導向學習的起源與發展2.問題導向學習的學理基礎3.問題導向學習的特色4.問題導向學習的功效5.問題導向學習的實施方式6.問題導向學習的進行流程,什麼是PBL(問題導向學習法)？,1.問題導向學習的起源與發展,源自於杜威的教育理念：從做中學，教學時應激發學生的潛能。以生活經驗吸引學生學習和引起學習動機。從解決實際問題時，建構其知識及技能。,1.提出問題2.確定問題3.提出可能解決的方案和假設4.選擇合理的假設5.驗證假設的正確性,解決問題的五個步驟(杜威),問題導向學習法,1.師生之間不再只是單方向溝通的傳授者與吸收者角色2.老師扮演指導者角色，除傳授知識外，更要教導學生學習的方法3.學生不僅是吸收，還要學習搜集資料、分析整理、解決問題,4.學生在與老師、同儕的互動中，培養出自己主動有效學習的能力5.問題導向學習法不是培養理論專家，而是培養活用理論的實踐家，以及具備反思能力的決策者,6.問題導向學習在學習的過程中，學習者依問題中所知道的事實、概念與原則，找出和問題相關的資訊，並以小組方式針對問題個案的文獻資訊進行討論，藉由討論的過程中確定問題的內涵與範圍，並嘗試驗證各種問題可能解決的途徑,7.PBL由主題中挖掘問題，由解決問題過程中學習。從解決過程裡得到成就感，與同儕互相學習，藉由討論、溝通、協商、統整學習了包容、合作，由此得到滿足與快樂,1.激發學生學習動機、培養學習興趣，滿足學習需求，維持良好的師生關係，建立互動式的教學環境2.合理的行政支援、充分的互動機會與品質，是決定教學成敗不可或缺的關鍵因素。,提昇教學品質的基本要件,3.學校教育的目的在於傳遞社會生活的經驗，因此，學校須提供學生生活化的問題情境及可從不同角度審視及解決問題的機會，以提昇知識遷移的機率,PBL的實施方式,遭遇真實的、生活的問題分析問題與發展規畫針對問題，搜集與分享必要的資訊應用測試、發現新問題，資料再搜集與分享討論綜合分析和小組成果發表及演示學習者的學習、問題的設計及教師本身在學習過程中的引導，都要作反省評鑑,PBL的特色,實際生活情境為學習的起點。遭遇的問題為非結構式的。透過分析、討論及互助合作方式進行。教師為引導、協助者。學生主動學習。,PBL的學理基礎-1,PBL與建構理論建構主義基本上是在解釋知識是什麼？和學習是什麼？以學習者為中心，先備知識為背景，由經驗建構知識。PBL與問題解決Deway認為問題解決之能力一般皆建立在思考能力的培養之上,PBL與合作學習與同儕合作去解決問題，以及同儕之間的互相學習中，建構團隊合作的能力PBL與認知取向學習認知發展與既存知識有關聯性，新知識的建立須透過同化與調適。,PBL的學理基礎-2,PBL的功效,Taylor&Francis(2002)PBL較能引起學生的學習動機PBL較能達到學生的自我滿足經由PBL所學得的知識可記憶較久的時間較傳統方式實用且生活化可培養學生自我學習的技巧可培養學生終生學習的能力,PBL的進行流程,分析設計階段,分析學習目標、選定問題,發展階段,發展問題呈現格式,確認教與學的模式,安排活動,發展評量工具,實施應用階段,討論、分析、資料搜尋及統整,評鑑階段,了解學習成效，以利改進,問題導向學習與醫學教育,1985Barrows提倡了應用問題導向學習於醫學教育中，發現PBL對醫學教育有以下五點好處：臨床實習有助於知識的成長。臨床理論可互相映證。有效能自我引導學習策略。能增加學習動機。能使同儕成為有效能的合作者。,早在1968年，加拿大Hamilton的McMaster大學便首先建立以PBL為主的教育改革課程，並引起共鳴。1970年代新設的醫學院（如荷蘭的Marrstricht、澳洲的Newcastle）亦採用McMaster的問題導向學習課程。,PBL與醫學教育,1980年代NewMexion是美國第一個採用PBL課程的學校。以傳統與PBL並行的課程。哈佛大學也從PBL實驗班，改採用PBL課程。1982年，喬治亞州的Mercer大學醫學院成為全美首先採用PBL的醫學院校。1977夏威夷大學及加拿大的Sherbrooke大學醫學院也直接改為PBL課程。至1991年全美己經有100個以上的醫學院採用問題導向學習。,採用PBL教學之醫學院校,國內醫學教育,台大於民國83年9月進入全面實施的階段長庚大學高雄醫科大學成大醫學院也以PBL為主要的教育方式陽明大學在民國88年試辦以PBL為中心的臨床診斷醫學暨實驗診斷學實驗課程，以及病理學新課程。,PBL的優點,較能引起學生的學習動機。較傳統方式實用且生活化，因此較能與日常生活相配合。經由PBL所學得的知識可記憶較久的時間，且能對知識內容有更深一層的認識。可以培養學生自我學習及終身學習的能力。可以培養學生較高層次的思考能力。可以強化學生後設認知的能力。可以提升學生問題解決的能力。學生較能夠自我滿足。,PBL的缺點,花費較多時間，學生較會覺得不耐煩。知識的獲得較沒系統性，有時流於破碎零亂。實施過程較會為學生帶來較大的壓力。若無學校或家長配合，成功機會不大。受升學壓力影響，成功機會打折。,研究工具,物理科某單元電腦前、後、延宕命題系統雙層式命題系統物理科某單元電腦成就測驗卷對自然科學態度問卷PBL小組網路討論系統及問卷,多層式電腦命題系統,多層式的命題架構不同選項產生不同下層次題目。不同層次問題應有不同評分標準。題目中儘可能包含圖檔。學生作答的資料處理。,一般與改良多層式測驗,雙層式測驗題之例子,如右圖，將一條繩子縍在一個小石子上，在水平面上旋轉，不計重力、空氣阻力的影響。若突然放手，則在放手瞬間小石子的運動方向為何！(a).路徑a(b).路徑b(c).路徑c(d).路徑d(e).路徑e,a,b,c,d,e,選(a)的理由,(a)-1.小石子仍具有運動的慣性(a)-2.小石子仍受到繩子的拉力(a)-3.小石子仍受到向心力(a)-4.小石子仍受到離心力,選(b)的理由,(b)-1.小石子在運動平面只受到切線方向的力(b)-2.小石子仍受到繩子的拉力(b)-3.小石子仍受到向心力(b)-4.小石子仍受到離心力(b)-5.小石子在運動平面不受力，故維持切線運動的慣性,選(c)的理由,(c)-1.小石子在運動平面多受到切線方向的力(c)-2.小石子仍受到繩子的拉力(c)-3.小石子仍受到向心力(c)-4.小石子仍受到離心力(c)-5.小石子在運動平面要維持圓周運動的慣性,選(d)的理由,(d)-1.小石子在運動平面多受到切線方向的力(d)-2.小石子仍受到繩子的拉力(d)-3.小石子仍受到向心力(d)-4.小石子仍受到離心力(d)-5.小石子在運動平面要維持圓周運動的慣性,選(e)的理由,(e)-1.小石子在運動平面仍受到繩子的拉力(e)-2.繩子斷了小石子當然沿半徑掉出圓周外(e)-3.小石子不受到向心力故沿半徑掉出圓周外(e)-4.小石子受到離心力故沿半徑掉出圓周外(e)-5.小石子在運動平面要維持繼續運動的慣性,PBL實施實例,1.國中力學單元物理概念之建立與修正2.國中浮力單元另有概念之診斷3.國中電磁學單元物理概念(利用電動機實作)之建立,研究實施過程,前測教學單元成就測驗實驗教學實驗組：問題導向學習對照組：其他方式學習後測教學單元成就測驗對自然科學態度問卷PBL分組討論問卷延宕測驗教學單元成就測驗,確立研究主題,收集相關文獻,收集文獻,設計課程內容,課前準備訓練,發展雙層次診斷測驗及態度問卷,實施前測,實施PBL教學,實施後測,實施延宕測驗,分析問卷及測驗結果,提出結論與建議,PBL對建立物理概念的成果,顯著不顯著,PBL發掘及修正學生另有概念研究結果高成就,發掘