有感学生的电磁学成绩巨幅下滑.doc

有感學生的電磁學成績巨幅下滑 曾孝明 smtseng@.tw 2000/7/14 學生的學習成效考核採用不以測試熟練度、記憶能力為主的測驗，其考試成績可作為衡量學生學習成效的指標。國內就同齡學生的學習成效而論理工科系成績的標準差是極窄的,因此他們的學習成效，應可讓我們更了解科技教育的盲點及應改善之處。筆者在本文敘述學生修習電磁學情形，從他們的表現及與筆者的互動中，筆者簡評「教改運動」對國內科學教育的衝擊，同時也提供建立教學績效以及較客觀衡量教學績效的方法。 試題與成績 合理的試題與合宜的考試方式可檢驗學生學習的成果，特別是數、理及外國語文科目。筆者考試的試題幾乎不出自教科書中的習題與例題，而且考試可能用到的公式完全附在試卷首頁。筆者對大學部考試的試題難易程度，是以平均分數預期落在70分為原則。學生三次考試的成績、10%的作業成績，再微幅調整就是學生的學期成績。大約考試前10天，筆者會將最近一次的舊試題發給學生當參考〔註：當然頭一回開課則無考古題〕。考試統一收卷的時間為第一個試題答完整的學生交卷後再延20分鐘，如此的安排應可降低學生依賴記憶與熟練程度以應付考試。此外筆者從來不將改試卷的責任委託研究生，故從學生答題中，筆者深刻知悉學生的學習成效及歷屆學生的差異性。 表一是近年共三屆學生，修筆者大二下電磁學（上）及大三上電磁學（下）的平均成績成考試人數。 目前清大電機系一屆學生人數約125人，編成清、華兩班。必修課分兩班上課，而原則上沒有限定跨班修課，但是經常發現兩班級因教師要求不一，產生程度及學習上的差異[1]。無疑的最近一屆學生（1999-2000年）的成績巨幅度滑落，第一次期中考平均分數僅有25.6，並且答案卷中更出現許多前所未見（如向量與純量混淆不清）、毫無邏輯的作答、應為根號的積分結果“填成”自然對數函數，其程度之差令人懷疑這些學生曾修過大一微積分[2]。 教改的挫敗──扁平化 為更加了解學生的進一步狀況，筆者持續追蹤並探討學生的學習困境。筆者發還答案卷前，特別告訴他們過去學生的記錄，詢問考古題與目前試題的難易程度是否有別？是否接受25.6的平均分數？結果學生們承認現今試題的難易度與昔雷同，但卻壓倒性的無法接受目前的超低平均分數。為此，筆者在黑板上依次出三題高中數學公式（一題三角函數及兩題向量幾合），及大一微積分才學過的泰勒展開式。對同一問題筆者任意點四位學生在黑板上證明，結果16位學生無一人能作答。針對高中的三個問題，筆者用不到四行式子，再配以簡單的解析圖，在黑板上解答給他們參考。經過這種交流後，筆者再一次請學生以舉手方式回覆，是否現在接受25.6的平均分數？結果這次絕多數的學生都舉手！在上、下課的溝通過程裡，筆者深刻體會到目前大學前科學教育的課程內容一方面呈扁平化發展，但另方面題材卻明顯的增加，這情形造成嚴重的負面效果。前項負面效果也正是一些美國學者解讀美國學生參加第三次國際數學及科學測驗（簡稱TIMSS），其表現幾乎殿後的可能原因[3,4]。 國內從事教改的原因，其中一項重要的考量是想減低大學前學生的課業壓力。然而目前高中學生的讀書時間並不少於過去的學生，這意味在新甄試制度的壓力及扁平化的教材內容下，無異「迫使學生在更小的游泳池舉行游泳比賽」。為應付新教改方案，《天下》雜誌今年四月由林玉珮記者所撰「多元入學，多元迷惑」一文指出「學校想辦法發獎狀，導師讓學生輪流擔任幹部，補習班與社區社團合作為學生取得公共服務紀錄，一天最高紀錄考了十三張試卷，又紛紛把孩子送回補習班」等民間教育的實情。國內這種科學教育及制度，實在難以激發學生的潛能。扁平化所帶來的另一嚴重的問題是教師教學方法的省略化，即教師對基本定理、公式的推演及邏輯分析之教導，更加草率、甚至不提。取而代之的是更多的計算，這種發展使學生背誦的情形更惡化。當學生的年級增加後，簡易或例行性質的計算，完全不等於科學教育的內涵。 學生隨著年級的增加，對他們的科學教育（含數學）的要求，應逐漸從認識科學常識或熟悉計算的層次，提昇到另一水準或內涵。筆者以圖一為簡略說明，科學教育的重心隨著年級的增加，應從圖一最右側的範疇逐漸移至探索左側的深入議題。科學教育絕對不是一廂情願的工作，扁平化的科學教育難以使學生產生創新或創造的能力。 進一步交叉比對與剖析 為更加比較學生程度惡化的情形，筆者將1994年電磁學（上）第二次考試試題中的85%的試題，再加上第一次考試範圍內的一題合在一起，做為1999年電磁學（上）的第二次考試的試題。採用這種幾乎雷同的試題，結果最近學生的成績只有以前的58%。得知這種結果，爾後筆者給他們的第三次考試及電磁學（下）的全部試題，則完全採用1994-1995年的舊試題，以更精準