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   第918期
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電子報內容
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【2019/5/3
pic   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】 pic
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主題圖片
教師帶領學生閱讀與分析科學新聞
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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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