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研究計畫內容:

(一)近五年內主要研究成果說明

臺灣大學物理學系過去五年有多位教師積極參與國內資優生教學計劃,績效卓著;不但奧林匹亞資優計劃有多人參與,且高中各方面的活動也著力甚多,為國內相關科系中最適合從事資優培育計劃之單位之一。

(二)研究計畫之背景及目的

計畫緣起
臺灣大學物理學系與台灣師範大學物理學系之師資素質與資優生培育經驗為北臺灣的最佳場所,且一向為物理資優生的優先選擇。兩校教師經常受邀前往大台北地區之高級中學的資優班與科學社團作專題介紹,深感資優數理學生對學習的熱忱與渴望。雖然奧林匹亞的選訓,兩校教師均有積極參與,然而直接面對資優物理學生的有系統長期培訓,卻始終在大台北地區始終缺乏有組織的整合,導致大台北地區之高中物理資優生均需長途跋涉至新竹參與【資優生培育計畫】。每週平均花費在行程之時間至少在3小時以上,這造成大台北學生所喪失的無形時間與精力均甚可觀。為此,歷年來許多進入臺灣大學物理學系與台灣師範大學物理學系的資優生均反應大台北地區宜自行設立一大臺北地區之【資優生培育計畫】,如此不但台北地區之資優生可免卻舟車勞頓之苦,且亦可順道造福東臺灣之資優學生。經臺灣大學物理學系與台灣師範大學物理學系兩校相關教師多次研商亦覺可行,且可有效利用現有兩校資源共同造福大台北地區之資優生,因此決定於九十二年度起創辦大台北區【資優生培育計畫】。

培育目的
本計畫在以提升物理興趣為主旨的目的下,發掘對基礎科學有潛力的高中生,培養其正確的科學知識與學習方法,以啟發他們主動思考問題﹐解決問題的能力。並藉以訓練他們嚴謹思考以及靈敏反應,啟發思考能力,提升基本知識,增強學生主動積極地參與問題討論。訓練學生的實驗能力﹐加強學生的實驗技巧,使其對物理或化學產生濃後的興趣。訓練學生能主動收集資料﹐探討未來可能研究的課題。並希望能提供青年學子一個優良的基礎科學環境,在潛移默化中,提升基礎科學的素養,培養未來的物理科學研究人才。

(三)研究方法、進行步驟及執行進度

學生甄試
培育對象:具物理科學潛能的高中學生。
一年級:由各公私立高中新生,經過甄選合格,錄取為正取生。
二年級:考核選自去年接受高一輔導表現優異並且願意繼續參加輔導的學生。
 

培育方式
學期中利用每隔週之週六作一整天之輔導工作,含有演講、實驗、研討、考試、書報討論、科學競賽與線上輔導等,另於暑期中舉辦密集輔導。
上課方式以集體輔導、科學創意競賽與學習、個別輔導及視訊輔助教學為主要實施方式。
1.集體輔導: 利用隔週六在臺灣大學物理館進行上課六節,每節五十分鐘,輔導方式包括專題演講、實驗教學、分組研討、專題研究、書報討論及科學創意競賽等。輔導對象為高一及高二學生。參與教授為臺灣大學物理學相關教師。習題演算及小組討論課將由多位教授參與,務期作到每位教授至多帶領5-10位同學討論。
2.科學創意競賽與學習:每年暑期舉辦,分指定項目與自行組隊設計之創意競賽,並相互觀摩學習。
3.網路互動學習與視訊輔助教學: 除購買國內、外的教學錄影帶,加上自製的實驗模擬軟體外,可由參與學生自行在家上網自修與實驗,進而提高輔導效果。此外臺灣大學物理學系相關教師也將利用網路專案定時即時網路線上輔導。
視訊輔助教學: 購買國內、外的教學錄影帶,加上自製的實驗模擬軟體,可由參與學生自行在家上網自修與實驗,進而提高輔導效果。此外臺灣大學物理學系相關教師也將利用網路專案定時即時網路線上輔導。
除此之外,每5名學生將指定一名導師作較直接與密切之互動,另外所有資優生評估結果將長期保存以便日候追蹤評估。


輔導人數
從各公私立高中甄選出60人。
 

進行步驟及執行進度

主要延續過去執行類似工作之經驗,多位參與教授都已有豐富經驗。培育內容主要針對激發學生科學潛能及興趣、啟發學生思考能力、奠基學生科學知識及人文素養、培養學生科學實驗能力、培養學生正確科學態度、方法及價值觀作具體規畫。分年實施的重點如下:
高一主要目標
(1) 以增強普通物理所需數學基礎為主,涵蓋高中理科數學、微積分、向量數學基礎。
(2) 物理之輔導內容一年級以高中物理教材為基礎,另行補充深入之物理教材講解。
高二主要目標則以大一階段之部份普通物理程度之教材做深入的講解 ,數學方面則以微積分為主。課前開放式的探索問題導引學生收集閱讀科學文獻資料,再於課堂中分組討論上台簡報,再配合講授課程內容,培養學生提問思考分析問題及團隊合作的能力。
暑假期間舉辦暑假營:上課內容包括一般之演講課、實驗、參觀、科學創意競賽及專題演講。暑假營期間也將邀請本計畫學生中學物理教師來參加中學物理教師課程講座。講座內容包括:與高中物理課程相關之物理新知介紹,物理實驗實作,研究室儀器參觀與操作等,此外也將與高中教師座談物理教育相關問題。
物理科學競賽: 為提升學生物理興趣與實際動手經驗,將由參與教授每年設計不同主題之多元物理相關項目,並於年度終結時舉辦參與學生之競賽活動。
實驗設備及學校支援
臺灣大學物理學系將提供基隆、大台北地區、桃園、宜蘭、花蓮與台東地區之【資優生培育計畫】所需之實驗設施與上課場地。

評量辦法
1.第一年課程結束時舉行考試,連同實驗成績、習題及平時成績綜合評量,70分以上者准予參加第二年計劃。
2.第二年課程結束時舉行考試,連同實驗成績、習題及平時成績綜合評量,70分以上者修業期滿,將發給結業證書。
 

(四)預期完成之工作項目及成果

發掘對基礎科學有潛力的高中生,培養其正確的科學知識與學習方法,以啟發他們主動思考問題﹐解決問題的能力。並藉以訓練他們嚴謹思考以及靈敏反應,啟發思考能力,提升基本知識,增強學生主動積極地參與問題討論。訓練學生的實驗能力﹐加強學生的實驗技巧,使其對物理或化學產生濃後的興趣。訓練學生能主動收集資料﹐探討未來可能研究的課題。並希望能提供青年學子一個優良的基礎科學環境,在潛移默化中,提升基礎科學的素養,培養未來的物理科學研究人才。