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2025-06-06探究物理實驗之趣!新港藝高物理實驗微課程 667 期

Author 作者 林品婕/本刊專案經理
微課程全班合照。


自然科學強調實作與探究精神,透過實驗設計、執行與修正的過程,不僅能讓學生親身體驗科學的求知歷程,更有助於培養對自然世界的觀察力與好奇心。然而,在考試進度與授課時數的雙重壓力下,實驗往往被擠壓至教學邊緣,對重視藝術與人文素養的新港藝術高中而言,安排自然科實驗課程更是困難重重。

為彌補補這一缺口,《科學月刊》星火相傳計畫主動與新港藝術高中合作,於113學年度第二學期開設「探索物理實驗微課程」,並邀請具豐富教學經驗、現於屏東大學科學傳播碩士班進修的藍柏掄擔任講師,用六週的時間帶領學生探索物理實驗的樂趣。

 
學生透過手機量測數據。

銜接大學,從實驗出發

「我希望這門課能幫助學生銜接未來的大學課程。」藍柏掄提到,許多需要修習物理實驗的大學科系中,學生普遍缺乏獨立操作實驗的經驗,除非在高中就積極參與科展活動,否則往往對基本的實驗設計與數據分析感到陌生。因此,他設計這門課,希望讓學生親自經歷一次完整的物理實驗流程。

隨著科技進步,物理實驗不再需要昂貴設備。只要一支智慧型手機,就能利用內建感測器進行長度、時間、加速度等數據測量。藍柏掄將全班分成三組,分別是進行偏振光實驗、簡諧運動及都卜勒效應(Doppler effect)實驗。學生透過應用程式phyphox〔註1〕量測數據,再輔以ChatGPT〔註2〕製作圖表及數據分析,探討實驗結果。

〔註1〕phyphox 為免費的感測器整合軟體,由德國亞琛工業大學(RWTH Aachen University)所開發,可直接使用手機裡的感測器分析數據、輸出原始數據資料,是輔助物理教學的重要工具。網頁版請參考連結:https://phyphox.org

〔註2〕ChatGPT(chat generative pre-trained transformer)為美國人工智慧研究公司OpenAI發表的語言模型,能協助撰寫、製作圖表及數據分析等多種任務。
 
課堂間,藍柏掄以提問刺激學生思考。

陪有科學思維,從實作中反思

為了完整體驗大學實驗課流程,學生需撰寫預報、規劃實驗器材與步驟,並撰寫實驗結報。課堂中,藍柏掄並不直接給答案,而是透過提問引導學生思考、觀察與推論,進一步理解數據背後的物理意涵。

「比起漂亮的實驗結果,我更重視學生如何解讀數據。」藍柏掄指出,即使結果偏離預期,學生仍能主動歸納誤差來源,從錯誤中學習。他也鼓勵學生課後繼續修改實驗報告,將報告納入學習歷程檔案,成為個人實作經驗的具體展現。

 

成果發表。

物理是探究一切事物的道理,期待六週微課程帶給學生的不只是有趣的實驗操作,更能培養提出問題、嚴謹分析和解決問題的能力,未來無論走向什麼領域,都能抱持著好奇的心,持續探索萬物自然的奧祕。


學校師生心得分享,詳見《科學月刊》2025年7月號(667期)。 


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