大會演講及論壇摘要

大會演講 I 跨領域課程設計

講員: 鄒忠毅教授, 中國文化大學光電物理系

    在過去幾年,我有機會執行了一些教育部的跨領域教學計劃,例如:現代公民核心能力課程計畫、專業知能融入敘事力之新創群組課程計畫、數位人文創新人才培育計畫。也因此能和幾位人文社會領域的老師合作,進行了跨領域的課程教學與研究。

    在這段時間裡,我學習與發展了一些想法。包含:1. 教材教法的改進。2. 物理課程中的跨領域思考。3. 公民素養的培養。4. 人文與自然跨領域課程的實踐方式。

    本次會議中我首先將介紹,如何利用手機與互動APP,提高課堂學習效率。接著介紹在物理課中加入人文思考的心得。然後介紹幾個人文與自然跨領域課程的實踐範例。最後送你一朵玫瑰花,讓你忘不了物理。

 

大會演講 II 人工智慧、物聯網與教育

講員: 施振榮 董事長, 宏碁集團創辦人兼榮譽董事長暨智榮基金會董事長

    人工智慧(AI)的時代已來臨!在人類文明的發展過程中,第一波工業革命帶來引擎的出現,速度、載重都遠勝於人,讓人的體力可有效延伸;第二波工業革命,電腦的發明下,讓腦力可大幅延伸。如今在科技發展下,世界各國都積極推動產業4.0(Industry 4.0)的變革,各行各業也參與其中,帶動人類文明更上一層樓。

    在AI時代來臨下,電腦運算速度大幅突破,物聯網蒐集大數據以及雲端運算的發展,再加上大量人力與資源的投入,將造就AI有進一步突破性的發展。如果我們不去深入了解,就會被邊緣化。

    台灣發展AI的優勢在於教育普及+ICT的基礎深厚。迎接未來的挑戰,台灣的教育要教導學生的是「學習學習的能力」,此外也要善用ICT工具。此外,我們也要體認,現在教育的內容和以前已有很大的不同,因此老師的思維也要先翻轉,不斷接觸新知,才能教育及引導學生。

    此外,在人工智慧領域,台灣未來也要在質與量上同步大幅提升,質有賴學術界投入更多努力,量方面除了教育體系培育更多未來AI的人才外,我也建議應思考如何透過在職訓練,協助現有在不同領域的人才轉往AI與物聯網領域發展,才能讓台灣加速迎向未來發展的新方向。

    在AI快速發展下,很多趨勢觀察家也提出未來AI將會讓很多原本的工作消失,取代人類原本許多的工作機會,對此,我倒不那麼悲觀,雖然因為AI的出現會讓許多工作消失,但相信未來也將會創造出許多新的工作機會,只是工作型態上會與傳統有所差異。

    因此面對AI新時代的來臨,未來我們也要有新的思維,我們應該「把AI當成和人類一起共創價值的夥伴」。此外,我們可以將AI視為人類的「分身」,借重AI這個工具,來協助我們完成許多的工作及任務。

    對於AI這個大趨勢,台灣未來在此領域絕對有很大的機會,不過很重要的是,應該要發展「以人為本」的AI應用,如此才可以為台灣創造前瞻性價值。

    至於一般人談物聯網(Internet of Things,IoT),我則提出智聯網(Internet of Beings,IoB),其實所謂的「Things」包括了“事”和 “物”,物是有形的,事是無形的,這些事物的積累產生了大數據,就是強調要靠背後以人為本的智慧才能讓訊息有用,進而改變世界。

 

大會演講 III 如何鼓勵持續一生的自我學習:科學博物館可以提供的正向挑戰

講員: 孫維新 館長, 國立自然科學博物館

    對於學生以至成年人而言,這個社會必須要提供一個有趣且具備持續挑戰的環境,以維持一個人持續一生積極學習的態度。無論學歷背景專長是在哪個領域,生活中的科學探索對所有人而言都是一種相當有效且有趣的方法,而科學博物館正是提供此種正面刺激的良好環境。我在此次演講中,將會從科博館歷年的展覽及科教活動入手,介紹包含歷史、人文、科技的關鍵知識點,可以作為學生和觀眾思維挑戰的進階內涵。這種作法不但可以維持社會大眾持續學習的動能,也可以增加人們對生活事物的關注,以及對大自然現象的好奇,進一步提升社會整體的人文關懷。

 

論壇提綱

論壇一我們教的物理一樣嗎?課程落差及其因應之道

與談人: 張仁壽老師(基隆女中), 陳育霖教授(台師大)

1.高中物理知識理論建構過程中數學工具不足。
2.高中生面對物理現象、課程內容缺乏質疑能力,不實不驗。
3.經由「素養導向設計課程」加上「探究與實作」,讓學生能銜接普物課程。

    高中與大學物理課程銜接的方法有很多種不同觀點的想像,大學課程比高中課程更需要回應社會為什麼需要物理課程、課程期待帶給學生什麼樣的改變、想要如何進行物理課程。為了達成以上目的,必須如何進行。
    高中與大學物理課程銜接,就學科內容而言,高中課程其實有許多巧思,是為了學生能夠為進入下一階段學習所做的準備,可以好好觀察利用,像是現象歸納觀點的馬克士威方程組增加學生對於電磁交互作用的經驗,靜力平衡的實際案例預告虛功原理,電偶極及其與外加電場的交互作用幫助理解電偶極矩和電能的定義,載流線圈與外加磁場作用可以幫忙學習磁矩與定義,簡諧運動的非微分方程解法。其實都是為了更多物理內涵而鋪陳設計,幫助高中生不需要利用更多數學工具就能欣賞物理的深度美感,如果能夠好好銜接上,不失為一個可行的切入角度,幫助高中生進入大學課程。
    另外,從知識理論的角度看起來,我們幫助學生學習回答、反思"how do we know what we know?",以素養導向教學的方向來看待大學物理課程,美國物理學會人才教育調查告訴我們,即使物理系的學生需要的專業教育仍然需要著重探究問題的能力以及由科學本質帶來的科學態度與表達能力。 

 

論壇二 大學物理系課程設計與實驗教學

與談人: 羅光耀(成功大學物理系)  曲宏宇(中正大學物理系)

物理系的課程安排與設計對於學生的動機與學習成效息息相關,特別是近二十年來科技高速發展下,目前的物理系課程設計與內容是否在基礎物理知識下融入新科技知識或未來物理發展的方向,直接影響到學生的學習動機。如何整合系上師資的專長,來設計具系統化的基礎物理知識與實務課程,且符合時代要求將科技融入科學,在各校物理系內一直是討論的議題。此外,各物理系的課程設計與發展方向同時牽動高中生的就讀意願。在此討論會中除分享各系的課程改進方向與面臨問題,亦讓在場的高中老師了解目前物理系的課程安排與設計。

2017年物理學會舉行北中南物理系課程討論會,並於2017年11月,在物理推動中心的協助下辦理全國物理系實驗教學研討會。總共四場的活動,全國物理系幾乎都派員參加,除了心得分享外並有建設性的建議。討論前成功大學羅光耀教授將報告各系在課程設計與實驗課進行的現況,及面臨的問題。討論會中並有中正大學曲宏宇教授分享中正大學課程改進的方向。

 

論壇三 面對12年國教新課綱,老師該怎麼做?

與談人:

*新課綱與素養導向命題精進方向—劉孟奇主任(大考中心)

*探究與實作課程實踐與思考—賈至達理事長(物理學會)

*學習歷程檔案—朱元隆校長(桃園大園國際高中)


一、 新課綱與大學入學考試精進方向
二、 核心素養怎麼考?
    1. 核心素養是甚麼?
    2. 關於課綱與素養的一些思考
    3. 素養導向的測驗設計原則
三、 一些常見問題的釐清
    1. 素養導向試題是否應在新課綱實施後才開始於大考中入題?
    2. 新課綱實施後,大考是否都以素養題為主?
    3. 試題是否可能都會成為閱讀測驗題?
    4. 是否都需要以長題幹或題組形式命題?
    5. 是否都應是生活中的真實情境?
四、 情境入題的幾種可能方式
    1. 出題者在題目中直接引用真實情境訊息(如數據、資料等)作為答題者作答所需訊息
    2. 答題者需從題目的情境陳述中擷取作答所需訊息
    3. 答題者需對於題目所引情境中的資訊進行分析推論,以獲得作答線索
    4. 答題者必須對題目情境進行廣泛理解、發展解釋、或進行反思評價後,
方能作答
    5. 探究與實作情境:配合探究方法、實作經驗、過程原理、結果詮釋等,可引入方法論、技術性、理論性等問題
五、 因應的新課綱,台灣的高中學生學習歷程會有什麼轉變?
    1. 統一格式,加入教師認證,重建信任感
    2. 限制上傳數量,避免軍備競賽以及城鄉差距 3. 建立友善介面,便於大學端的審閱
六、 教師在課程設計上如何協助學生累積學習歷程檔案?
    1. 了解學習歷程檔案的內涵
    2. 素養導向課程設計的實踐
    3. 引導學生適性探索