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物理學與創意思考
中國文化大學 102學年上學期 自然通識課程:物理學與創意思考教學網站
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簡介

課程名稱:物理學與創意思考

一、課程分類:

     □語文 □人文學科 □社會科學 ■自然科學與數學

二、教學目標:

 □語言溝通與表達 □認識與理解多元文化 □關懷與省思當代社會議題

 科學素養       資訊應用能力

三、教學目標內涵:

本課程希望教導非理工科系的大學部學生,學習物理學中的科學方法激發出同學創意思考的能力。同學在期末學習後,需要掌握到定性的物理學知識,並能夠以小組為單元,完成一組具有物理意義與人文思考的遊戲程式。

透過課程設計,我們利用教導物理學中的科學方法激發出同學創意思考的能力,希望能達到:

               甲、在知識面上,學生能夠有趣卻不失深度地學習物理學,使非物理系同學也能掌握物理科學的基本方法與知識。

               乙、在知識面上,學生能夠連結物理學與人文社會學科同學專業的關係,鼓勵同學將物理科學的知識與方法運用在各專業中,激發同學永續學習的動力。

丙、在技能面上,學生能夠透過專長分工的小組活動,培養同學們跨領域學習的習慣與能力。

 

四、課程能力:

     ■藝術品味與人文涵養( 20 %) ■國際視野與多元文化( 20 %) 

     ■社會關懷與公民責任( 20 %) 創新思維與資訊應用( 40 %)

學習完本課程學生會增進以下核心能力:

甲、科學(創新思維與資訊應用 (比重 40%)):藉由課堂講述與討論,及學生回家閱讀方式,可使同學增進對科學的了解。

乙、民主(社會關懷與公民責任 (比重 20%)):為了完成課堂討論與小組期末成果,同學必須學習民主的方式與態度。

丙、媒體(國際視野與多元文化 (比重 20%)):為了小組期末成果的展示,同學必須學習媒體製作與發表的技巧。

丁、美學(藝術品味與人文涵養 (比重 20%)):為了完成一個有趣及受歡迎的期末程式,同學必須應用美學及藝術素養於期末成果上。

 

 

五、課程概述:

本課程的主旨是:利用物理學中的科學方法激發出同學創意思考的能力。

本課程希望嘗試回答:1,如何使人文社會學科的同學對自然科學產生興趣並學好物理學? 2,如何將物理學與人文社會學科同學的生活與專業連接,使其產生終身學習的動機? 3,如何使不同領域的同學,培養出跨領域合作的動機與能力?

 

 

六、授課內容:

 

授課內容的實施重點有二:

1,用有趣的方法來進行跨領域學習。本課程希望讓同學透過玩電動玩具與寫出簡單的小遊戲,來理解這些電玩背後的物理現象與理論。課程設計大約分兩部分,前半學期著重在用活潑的方式講解科學方法,與力學、電磁學、統計力學、近代物理等物理原理,並利用一個名為“Easy Java Simulations” 的 Java 程式產生器,學習寫作簡單物理模擬程式。希望藉由實際寫作簡單的程式,加深同學們的印象。進而培養同學邏輯推理的能力與習慣。後半學期一邊協助同學發展期末成果,一邊介紹統計物理與跨學科研究(生物物理、社會物理、經濟物理、能源問題、電玩硬體技術)的發展。希望藉由介紹物理學與其他學科的跨領域研究成果,引起同學對於跨領域合作的興趣。

     2,藉由完成期末成果來體驗跨領域合作。在課程中,同學必須學習電腦遊戲的製作,而且各組在學期末必須完成程式並加以展示。為了完成小組的成果,同學也必須經歷軟體發展過程中,企劃、技術與管理各種角色間的衝突與合作。

 

 

七、授課方式:

課堂講授、小組討論(課堂與網路)、實作練習、影片欣賞。

 

 

八、評量方法:

一、上課平時成績

    每週上課都會小考。

    小考方式:

1. 上課前每人先發一張測驗紙。

        2. 同學可利用此測驗紙(或自己的筆記本)記筆記。

        3. 上課時教師將不時提出討論問題由同學(或以小組為單位)舉手搶答。只要回答的內容得到教師認可,即由教學助理在同學的測驗紙上做記號(例如打一個勾)。

        4. 有時教師將提出限時或限人數的較難問題(例如:解方程式、寫出物理定律、寫出相關人物)。同學依照先後完成順序,接受教師檢驗。在限制條件內(例如三分鐘或20個人或兩組)完成的人,由教師在同學的測驗紙上做記號。

        5. 下課前五分鐘登記成績。有抄筆記的同學得基本分四分,每多一個認證記號多一分。

        6. 每節課會公布本節課最多勾數。如此,達到勾數上限的同學會協助附近同學,也提高了上課士氣。

        7. 學期末,依照各堂成績總和,歸一化計算平時成績。

 

二、報告

    1. 四至六人組成一小組,自選題目以小組為單位完成一份報告。

    2. 報告包括:期中口頭開題報告(8)、期末口頭成果報告(17)、期末書面成果報告(18)

    3. 期末成果主題為一個包含物理觀念的電腦小遊戲。各組在學期末必須完成程式並加以展示。

    4. 期初分組時,同學必須在創意企劃、技術與管理行銷等分工中,選擇一個角色加入小組,之後並以此身分協助小組完成工作。

    5. 為了完成小組的成果,同學必須與經歷軟體發展過程中,企劃、技術與管理各種角色間的衝突與合作過程。

 

三、考試

    1.要考期中考、期末考,包含筆試與口頭報告。

    2.考試範圍不超出授課內容。

 

四、成績計算:

    平時成績:30%

    期中成績:30% (開題報告: 15% ,筆試: 15%

        期末成績:40% (成果報告: 20% ,筆試: 20%

 

九、上課用書:

1. 物理學,中國文化大學物理系通識課程委員會編著,中國文化大學出版部出版。

2. 教師自編講義

3. 電腦模擬軟體使用自由軟體“Easy Java Simulations”,官方網頁: http://www.um.es/fem/Ejs/

 

 

十、參考書目:

1. 國民科學須知,作者:約翰.葛瑞賓,天下文化出版

2. 物理雙月刊中的相關文章。

3. 示範程式,可參考“Open Source Physics”網站: http://www.compadre.org/osp/

 

十一、課程需求:

本課程有兩個特殊需求,希望修課同學能做到。

1. 互動的上課設計:由過去的經驗看來,每堂進行的互動式搶答測驗,不僅可以提高上課活潑度,也可以大幅提高同學學習效率。

2. 跨領域合作的期末報告:利用完成一個有物理內涵的小遊戲程式,來培養同學的跨領域合作能力。




本課程由教育部資訊及科技教育司支持
執行單位:中國文化大學光電物理系共同科目與通識教育中心