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第918期
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【2019/5/3 】 |
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為有源頭活水來----談結合時事新聞的物理教學與評量 【簡麗賢/北一女中物理教師】 |
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如果想讓高中物理的教學和評量更貼近生活，不要讓學子誤以為物理就是「推導公式」、「記公式」和「解題」，那麼教學的素材更須強調「物理學在生活中的應用和價值」。適時引入時事科學新聞，融入教學中，成為課堂討論的素材，甚至成為命題評量的主題，應是高中物理教師可以努力的方向。
十二年國教課綱強調核心素養，素養在生活中，培養未來公民的科學素養，使其能更關注生活中的科學新聞，能判斷與分析「假新聞」與「偽科學」，應是實施新課綱後的高中物理教學目標之一。
為何適時融入時事科學新聞於教學中？一言以蔽之，題材新穎，超越教科書的「舊聞」，讓學生更關注時事。時事新聞或許是「新」，但科學家提出的理論和概念卻有其依據和價值，能解釋近日發生的科學新聞，儘管是四百年或一百年前提出的定律或學說，現今視之仍「歷久彌新」。
有句話說：「得魚忘筌。」「時事新聞」如同課本教材，可說是「筌」，「思考能力」與「科學素養」則是「魚」。
什麼是時事科學新聞？
國家太空中心在4月14日舉行記者會的「福衛七號」新聞，就是一例。國家太空中心在2017年8月25日委託美國發射臺灣自製的福爾摩沙衛星五號後，在今(2019) 年6月22日即將再發射福衛七號。
福衛五號和七號都屬於低軌道衛星。福衛七號的軌道為圓形，高度約550公里，週期接近97分鐘，屬於氣象任務衛星，取代除役的福衛三號。福衛七號包含6枚微衛星，升空後將負責蒐集大氣溫度、濕度、壓力等數據，蒐集資料量將比福衛三號多1倍，有效提升臺灣天氣預測準確度至少一成，且可增加包含臺灣在內的低緯度地區氣象及電離層觀測資料量3到4倍，預計於太空中執行5年的科學任務計畫，協助全球氣象預報、氣象變遷研究、及電離層動態監測。
上述有關福衛七號即將於6月22日在美國佛州，藉由獵鷹重型火箭搭載升空，就是尚未發生的「新」聞。透過這一則新聞素材，置入高中物理的「牛頓萬有引力定律」和「克卜勒行星運動定律」，談論升空後在設定的軌道繞地球公轉，地球引力作為向心力等概念，是相當新穎的素材。
如果教師特別注意時事科學新聞，可能知道近二年大學學測或指考的題目強調素養命題，命題方向之一就是生活情境化命題，包含學術情境和準學術情境命題。福衛五號升空執行任務後，翌年的學測和今年的學測皆以福衛五號或人造衛星的素材命題，旨在評量學生「牛頓萬有引力定律」和「克卜勒行星運動定律」概念。
再舉一例，即將於5月要正式實施的科學新聞。
國際度量衡大會考量科學的實驗結果應具有一貫性和可複製性，故制定一標準的參考單位，作為全球科學工作者採用的依據，國際單位制（簡稱 SI ）因此應運而生。
目前國際單位制有七個基本物理量，例如質量；由基本量組合而成的物理量稱為「導出(物理)量」，例如速度。然而，去(2018)年11月16日國際度量衡大會(CGPM)會議通過將正式採用重新定義後的國際單位制基本單位，預定在今(2019)年5月20日世界度量日正式施行。為追求長期穩定的標準，重新定義SI是以基本常數取代過去的物品，例如質量是以普朗克常數、電流是以電子電量、溫度是以波茲曼常數重新定義。
以質量而言，我們長年以保存在法國巴黎國際度量衡局的鉑銥原器定義1公斤，但因考量灰塵、濕氣、油汙和熱漲冷縮的影響，2018年秋季，此碩果僅存的標準原器功成身退，由顯示微觀世界的普朗克常數重新定義公斤，以獲得更好的質量單位定義。
上述時事科學新聞結合108課綱高中必修物理「物理量的單位」，是非常好的教學素材，若能以題組方式從基本題延伸至進階思考題，更是相當有意義的素養命題。
不論是物理教學或評量，若能汲取適當的時事新聞融入教材或命題中，相信這些源頭活水更能使學生認識物理學的本質與意義。 |
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