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第64期出刊日:2026.01.01

高教深耕-共同服務性課程改善分享-普通物理學實驗課程

文/物理系 梁國淦 專案計畫助理教授

物理系於 1977 年成立專門的普物實驗室,並發展成全校性課程,當時的系主任是崔伯銓教授,兩位專責教師是曹培熙和王喜申教授。其中崔、曹兩位教授正是筆者的碩論共同指導教授。2021 年的暑假中,疫情期間,普物實驗教學中心有一次大換血。從負責的老師,即筆者,到兩位專任助教及一位兼管物理文物廳庶務的行政助理,全都由新人擔任。但目前穩定下來的專任助教都是優秀系友,加上筆者本人師門傳承,與其說可以分享這四年多來的「改善」,筆者比較能分享的是一批新人繼往開來的努力。

普物實驗一直堅持學生動手實做,即使在疫情期間也不曾稍改。因為即使在物理系,進階實驗課程可能會使用先進儀器收集數據;許多物理量的直接測量,可能只能在普物實驗課程接觸到。所以我們的「改善」的主要目標之一是在一切深度地電子化甚至虛擬化的時代,如何仍讓親自動手做具有充分且誘人的意義。

其中一個重點就是貼近人工智慧時代的技術新取向:「邊緣計算」。當人類有意識也有技術可以部署電子設備在各種人不易接近的場域蒐集資料的時候,除了電子、通訊、機器學習的技術之外,最需要的就是有效採集物理測量數據的能力。我們藉辦理普物實驗創意設計競賽的機會,請業界專家分享領域的前沿,留下教材,讓學生有動機精研各種物理測量的技巧,甚至未來成為相關領域的專業人才。

圖一:瑞昱電子總經理特助魏士鈞先生應邀主講《感測,轉換,及融合》
 
測量的另一個重點是「不確定度」的評估和記錄。實務上,這重要性極大。我們銜接上108物理課綱將這課題納入的時機,自期在台大建立國內甚至世界最權威的相關正確知識的資源中心。幾年來我們不斷增修這過去普物實驗講義沒有的內容;每學期都有助教合力精心設計的數據作業,累積有品質的習題考題庫,而且會持續下去,培養把這些觀念內化了的人才,並提供其他階段教育者參考。

 
圖二:近年數據作業精彩題目的剪影
 
最後一個重點是:大學物理教科書也隨時代有很大的變化。有些實驗中需要用到的知識超出了現下大學課本的難度和廣度。因此我們必須在前人的基礎上把講義的難易度調整到適合現在學生的物理程度;但又要提供足夠資料讓學生可充分學習。說來單純,但實際的編修不能閉門造車,而需要從教學中感受學生的接受方式和程度。我們非常期待大家來欣賞比較這幾年普物實驗講義一言難盡的演進,更希望有更多的指教,讓演進大步延續。圖三中僅能用講義封面與各位分享。
 
圖三:近年的新版普物實驗講義封面;預定以彩虹色更新下去