跨越物理的学习鸿沟：台湾高中与大学物理教学之我见我思

邱韵如

（长庚大学通识中心物理科，桃园县，台湾 333）

1 前言

物理不仅难学，也难教.许多学生都在物理这个科目深刻体验过学习的挫折，长期从事物理教学的老师也时常经历教学时的挫折.对选读自然组的高中学生来说，物理通常是令他们非常头痛甚至想放弃的科目.许多高中生除了上课学习之外，课后还去补习，为了能在考试时很快写完密密麻麻的题目，他们花了许多时间背公式及各种变化题型的解题技巧，从小考、段考到大考，要拿到高分都不是一件容易的事.这样辛苦又充满挫折的学习，如何能让他们对物理充满热情？面对学生的学习挫折，高中物理教师如何解决这样的问题？这些对物理沮丧的学生进入大学后，大学老师如何重燃他们对物理的学习热情？

作者任教大一理工科系的普物已有十五年，一直以来，教学及研究的关注重点皆在于大一新生的迷思概念与学习困难，并根据其学习及各种概念表现来检视高中物理教学的种种问题.

2 学习鸿沟其来有自

鸿沟是中国的古运河名.战国时代（约西元前360年）连结黃河与淮河的运河.楚汉相爭时（西元前202年秋），项羽、刘邦双方进入相持阶段，商定划鸿沟为界，即所谓的“楚河汉界”.

高中物理与大学普物之间，是有一道鸿沟，要跨越，必须要知己知彼、要运用战术，并且创造双赢的局面.作者认为，这道鸿沟的存在在于（1）升学主义对教学的严重影响；（2）高中端与大学端彼此互不了解；（3）教师未能真正体察学生的学习困难.

2.1 升学主义对教学的严重影响

1）四十年来高中物理课程的变革

20世纪70年代，高中自然学科的安排是高一生物、高二化学、高三物理，这时的教科书是参酌美国PSSC所编撰的.当时只有选考理工科系的学生要考物理.1984学年度开始，使用“国立编译馆”的教材（吴大猷主编，以下称为“国编版”），这是台湾的统一教材，所有高一学生都要上基础理化，选读自然组的学生，高二和高三都要上物理课.1995年10月“八四课纲”通过，推行一纲多本，开放民间编辑教科书.1999年度的高一学生开始使用一纲多本的教科书.

“九五暂纲”于2006年度才开始实施，吵得沸沸扬扬的“九八课纲”已经执意要推出，最后以延一年作为收场（称之为“九九课纲”），但问题仍是一箩筐，最主要的问题包括延后到高三才分流、自然科各科时数的配置与总纲不符、AB版的选用、一些新增单元的内容有争议等等.面对这些无解的问题，各高中也只能以“上有政策下有对策”来应变.“九九课纲”课程才刚进行，“教育部”已宣称”十二年国教”将于103学年度（2014年9月）正式启动，但相应的高中课纲却还要再等几年.在这几次的课程改革下，其课程内容大同小异，但课本的名称却变来变去（表1），混淆难辨.随着历届课纲的修改，学生在高中时所学的物理课本名称、教材内容、上课时数与教学的安排迭有变更.不变的是，升学考试的桎梏依然牵制着教学、历届考古题（指历届常用的考题—编者注）仍阴魂不散、课后补习的学生不减反增、学生的学习被动态度已成陈痾.

表1 历次课纲修订、高中物理课本名称与部定每周授课时数

2）课程与教科书

从各版本的物理教科书，可以窥见物理课程教学，以下列举台湾目前高中物理课程与教科书的一些问题：

（1）“一纲多本”本本雷同

每本教科书都必须依照课纲编写才能通过审查，教科书作者其实很难发挥自己的创意，因此，一纲虽多本，但实则大同小异，甚至有许多习题及例题，根本就是直接复制自大学普物.这些在高中已教过的内容，大一普物是不是可以不必再教？如果学生的基本概念没有建立起来，大学如何补救？

（2）物理教科书备而不用

作者以蔽校工学院大一学生116位为样本的调查结果：九成的高中学生都有购买物理课本，但有约八成的物理老师上课不使用课本（邱韵如，2010）.学校规定学生必须买课本，但大多数学生买了课本却任其闲置，因为许多高中物理老师不用课本，常以自编或市售讲义取代.我们要问，高中老师不爱用课本的原因为何？如果老师和学生都不读课本，那么课本是编给谁看的，又为什么要规定学生一定要买课本？每年印制这么多课本，是不是一种浪费？在老师学生都不太爱用课本的情况下，一纲几本有何关系？物理教科书到底发挥了什么功用？

（3）课纲时数规定仅供参考

许多学校都设法加课，学生所上的物理课时数，不仅早已超过课纲的规定，甚至许多学生课后还去补习.尽管高中物理的实际授课时数都超过课纲规定，高中物理老师还是深受赶课的压力.

虽然物理教师上课时不用课本，但各版本的习题例题能不教吗？历届考题及其变化题能不教吗？如果要教会学生学会这些题目，目前的教学时数的确是严重不足.很多物理题目都需要解题技巧，熟练解题技巧是不是能帮助学生建立清楚的物理概念？高中物理教师该如何面对这些解不完也教不完的题目？

（4）科目太多蜻蜓点水

为了要让全部学生都要有科学素养，高一的自然课程包括物理、化学、生物、地科四个科目，安排每一学期修两门，每门每周两小时，高二还要必选修这几科.如此的安排，让同一时间学习科目太多，时数不够只能如蜻蜓点水，若能重新调整，高一上生物及地科，高二再上物理及化学，让每科每周为四小时会较有利于学习（参考刘源俊，2009，2012）.

3）教学与考试

在升学考试的桎梏下，考试至上的教学风气让解题渐渐成为教学的主角，几十年来历届的大考考题已成为学生必定的练习，每个考题的变化题不断推陈出新.

（1）入学考试对物理教学的影响

目前台湾的高中生进入大学的考试有学测与指考两种.每位高三学生在寒假时（1月份）要参加“学科能力测验”（简称“学测”）.学测于1994年开办，考国文、英文、数学、社会、自然等五考科，旨在评量考生是否具有接受大学教育的基本学科能力，是大学校系初步筛选学生的门坎，考题的形式大多数是选择题.“指定科目考试”（简称为“指考”），自2002年开办，于暑假时（7月初）举行，考科包括国文、英文、数学甲、数学乙、历史、地理、物理、化学、生物等九科，用来检测考生是否具备校系要求的能力，学生可视自己打算要报考的科系的要求来选择考哪些科目，如果已经藉由学测成绩透过推甄申请管道进入大学的学生，就不必考指考.

学测与指考的准备方向相当不同，对学生来说是双重的负担.为了迎战考试，各高中都安排许多次的模拟考.模拟考次数频繁，对高中教学的影响不可小觑.在考完学测，推甄申请入学放榜之后，许多学生常常无心上课，这些经由推甄入学管道进入大学却没有完整读完高三课程的学生，物理及数学程度和指考进来的学生有很大落差.

学测有国、英、数、社会、自然等五科，只考高一和高二的内容，自然科是五科之一，其中物理只占自然科的四分之一.因此光看学测成绩，其实很难看出学生的物理程度如何.不少以学测成绩入学的学生，是为了逃避指考，他们忽视高三的物理数学等课程，甚至无心读高三下学期的功课，让许多高三教师在教学上有很深的无力感.

大一普物成绩不佳的学生，不见得后势不看好，但这些提早达到“升学”目标却荒废高三物理导致物理背景知识严重缺乏的学生，在读大一普物时所面临的辛苦与挫折可想而知.高中阶段绝非只为升学，应该想办法引导鼓励这些通过推甄入学的准大学生，好好运用高三这一段不必为考试读书的时光，认真为学习而读书.

（2）选择题与题库

学测与指考的题型以选择题为主，在升学领导教学的桎梏下，学校的各种小考、段考也随着以选择题为主.学生从大量选择题里所学到的，只是破碎的片段知识及考完就忘的解题技巧.

在一纲多本各家竞逐下，各出版社均搜集制作大量的题库，便于老师出题.对于只出选择题或者从题库找题而不出题的教师，要他们从学生填选的选项得分来看出学生是否了解或者有什么物理概念上的问题，根本是缘木求鱼.学生以背诵大量公式不求甚解的策略在题海中求生存，在繁重的课业压力下，需要时间的思考与探索成为极端奢侈的动作，在选择题海的浸润下，学生的表达能力更是付诸阙如，虽然大考有少数的非选题，但学生的推导运算能力，在高中阶段缺乏训练下，越来越差.

（3）快速解题与熟练解题技巧

为了应付考试，快速解题与解题技巧成为教学重点.但是，太多各式各样的题目及解题技巧，对建立清楚的物理概念的帮助并不大，反而容易让学生以背诵解题技巧来应付学习.在有限的教学时数限制下，物理老师该如何拿捏？

（4）数字要凑得刚刚好

由于学测指考等入学考试不能使用计算器，因此高中物理教学也训练学生不能用计算器，因此高中物理题目，重力加速度都代g＝10m／s2，角度也几乎都用特殊角，题目的资料都要“凑”得刚好，让学生好计算，我的学生在进行斜面实验时，特别偏好30°，但对30°实际有多大，几乎没有感觉（邱韵如，2007，2008）.

（5）实验教学若有似无

因为教学时间不够，实验总是被牺牲掉.除此之外，学校实验设备不足，导致每组人数过多，也是常见的.即使是台湾知名的菁英高中，其实验设备也只能用“惨不忍睹”来形容.

有少数老师会将器材带到教室进行“示范实验”，他们经常参加相关的研讨会，也有自行研发改进的能力，但这样的老师在台湾的物理教学界算是少数.

2.2 高中端与大学端彼此互不了解

1）高中教科书与大学原文书

大学物理和高中物理最大的不同是课本.绝大多数大学采用英文原文书，这些大学新鲜人却对又厚又重又都是英文的课本无所适从.除了英文障碍之外，读原文书更重要且需要的是足够的物理背景知识.我常跟学生说，就算请英文老师来读原文书，也不会比他们强.在一纲多本开放之后，几乎每一版本的高中物理课本的文字都还算流畅，都可作为大一普物的参考书.我总在新生训练前就通知学生把他们的高中物理课本找出来，哪一年的哪一版本都行.问题是，不少学生的物理课本早已送进废纸回收厂.如前所述，绝大多数的新鲜人不曾读过高中物理课本，他们在高中物理课使用的多半都是所谓的讲义.

2）轻松与放松

读高中物理，所为何来？对许多学生来说，读高中物理的目的只是为了能考进好的大学或者是高中能毕业.许多学生都很怕物理，他们觉得物理是很难的科目，除了解题还是解题.他们认为物理有许多公式，是用“背”的方式来学物理，将思考与理解弃如敝屣.

我的学生绝大多数都非常讶异，理工科系的大一，课业竟如此繁重.他们都误以为在经过辛苦的中学K书生涯之后，可以轻松快乐念大学.台湾的高中生不仅上课时数太多，许多学生课后还补习.学生投注了大量时间重复在做题目、听老师解题，有多少学生能从这样的学习中体会到学习之乐？在如此升学的阴影下，他们想要“放松”，他们觉得不要学习就是“快乐”.

3）反复演练考古题型与修练基本功

物理重在思考与理解，除了动脑之外，动手用纸笔推演作图等基本训练，也应该在中学时候就要扎根.我的大一学生，在做力学题目时，基本的力图都画不好，不认为力的长短画正确是很重要的.做实验时，发现有不少学生从来没有用方格纸作过图.高中的校内考试不应只是不断演练配合大考的题型而忽视基本能力的训练.但是，现在许多老师基于赶课等理由，很少会在课堂上要求学生正确画图、推导，所出的考卷也很少会有作图、推导等等开放式题目.

4）修大学课，要能自主管理

高中的“考什么读什么”的教学模式，塑造了学生不考试就不读书的学习态度.理想的大学读书态度，至少应该是每上一小时的课之后，学生至少要花3小时来复习.但是有鉴于大一理工科系修习的科目众多，以及中学时养成的被动学习习惯，很少有学生能做到此.

2.3 教师未能真正体察学生的学习困难

1）诊断学生的迷思概念

不论是高中或大学的物理教师，都应该要有诊断学生迷思概念的能力.就像医生看诊一样，要能诊断出问题，才能对症下药.教师可以透过学生课后问问题、课堂上的互动、评量考试等等方式来诊断学生的迷思概念，前提当然是必须问对问题且靠经验累积.如果上课只是单向传授、考试只是考选择题、在学生问问题时只是给详解及答案，这样永远无从知道学生的问题在哪儿.

2）因材而施教

大家都知道，光听不练是没有用的，但是，绝大多数的教学还是停留在老师说学生听的单向传输模式.与学生互动、教学生会问问题、倾听学生的问题，才能有效掌握学生问题.如此，才能采取适切的教材及教法，带领学生从学答到学问，化被动为主动.

3 结论与建议

高中物理课程与教材教法的问题实在是很多，本文仅是提出一些部分的问题，希望能引起更多高中物理教师及大学物理教师共同投入探讨.

从台湾四十年来高中物理课程的变革，看来不仅是让物理教材的内容越来越多，学生演练的题目也越来越多也越来越难.在高中及大学教育越来越普及化，修习高中物理的学生人数越来越多的情况下，“难”对学生的学习是利还是弊？

尽管高中物理课程不断在变革，但教学时数不够，是各科一直都面临的问题.作者认为，增加授课时数不是解决之道，而是应该重新检讨整个高中物理的内容与分量，如何删减、调整与定位，并且与大学普物做适当的区分.

3.1 培养扎实的基本能力

以作者个人所见，大一理工科系的学生普遍的问题有：不会阅读、不会读英文版教科书、不会问问题、不会做笔记、不会推导、不愿动脑、不会表达、不会做实验、不会课后复习以及不考试就不读等等.面对这些越来越严重的学习问题，在中学阶段就要积极培养正确的学习方法与态度，到了大学更要积极加强训练，才能让学生有足够的能力及竞争力.

3.2 不考试也愿读书

大家都唾弃“考试领导教学”，却又试图以考试想要改变教学，导致总是适得其反.身为教师的我们，如何引导学生能从认真学习中得到学习的乐趣，能因热爱而真正投入学习，才是教学的根本目的.

对物理这一个学科来说，不单单只有“升学”这一个目标，学生的基本能力如阅读、推导、作图、问问题及课后自学复习等等基本能力都应该好好扎根，培养学生在不需考试的胁迫下也会读书的态度.尤其在“十二年国教”松绑升学考试的趋势下，教学方式要多元、教学环境要开放及支持互动教学等等，才能培养年轻人面对新时代的挑战.

3.3 协助学生跨越鸿沟

熟练快速解题技巧、知其答案而不知其所以然，或许可以让学生得分升学，但却是短视近利揠苗助长的作法.面对学习鸿沟，教师不见得要筑一条快速便利的大桥让学生轻松通过，而是应该配合学生的程度，一个一个给垫脚石，甚至带着学生找垫脚石，协助他们能以自己的方式凭自己的能力跨越鸿沟.

3.4 教材教法的研发与改进

近十几年来，已有许多高中及大学物理教师积极投入教学的研究与发展，让教材教法的问题渐渐被重视.也有学者从考试领导教学的观点出发，呼吁大考中心要克服阅卷的困难，增加非选择题以及实验题.高中物理如何才能跳脱升学考试的桎梏，以及不断解题的困境？高中物理和大学普物的内容该有怎样的区分？高中物理教科书应该发挥什么样的功能，如何才能让大多数教师使用教科书，都是值得讨论的问题.除了全面检视高中物理教学的环境及生态之外，还要和学生的互动、了解学生的学习困难，在大家的努力及热情下，以因材施教适才适性的教学法，让更多的学生在学习物理时，能跨越“难”的障碍，体验与感受到物理之美.

许多教学的改进及努力在持续进行且有成效，本文提出的是课程与教材教法的问题面，期望高中物理教学能在不断的检讨与改革下渐渐脱离目前的困境.

［1］邱韻如.从大一普物教学的迷思谈教学相长［J］.物理与工程，2007，17（6），3～7

［2］邱韻如.从座中学到做中学—谈简单实验对教学的启发［J］.华东理工大学学报，2008，34（增刊），152～157

［3］邱韻如.高中物理课程、教科书与教学：以“靜力平衡”为例［J］.物理教育学刊，2010，11（1），45～56

［4］刘源俊：论高中的物理教育［J］.物理（双月刊），2009，31（4）

［5］刘源俊.十二年“国教”中的科学教育［J］.科学（月刊），2012，43（9）

［6］台湾高中课程标准历次修订：http：／／140.116.223.225／98course／04／06-1-1／index.htm