有感学生的电磁学成绩巨幅下滑
曾孝明
smtseng@ee.nthu.edu.tw 2000/7/14
学生的学习成效考核采用不以测试熟练度,记忆能力为主的测验,其考试成绩可作为衡量学生学习成效的指标.国内就同龄学生的学习成效而论理工科系成绩的标准差是极窄的,因此他们的学习成效,应可让我们更了解科技教育的盲点及应改善之处.笔者在本文叙述学生修习电磁学情形,从他们的表现及与笔者的互动中,笔者简评「教改运动」对国内科学教育的冲击,同时也提供建立教学绩效以及较客观衡量教学绩效的方法.
试题与成绩
合理的试题与合宜的考试方式可检验学生学习的成果,特别是数,理及外国语文科目.笔者考试的试题几乎不出自教科书中的习题与例题,而且考试可能用到的公式完全附在试卷首页.笔者对大学部考试的试题难易程度,是以平均分数预期落在70分为原则.学生三次考试的成绩,10%的作业成绩,再微幅调整就是学生的学期成绩.大约考试前10天,笔者会将最近一次的旧试题发给学生当参考〔注:当然头一回开课则无考古题〕.考试统一收卷的时间为第一个试题答完整的学生交卷后再延20分钟,如此的安排应可降低学生依赖记忆与熟练程度以应付考试.此外笔者从来不将改试卷的责任委托研究生,故从学生答题中,笔者深刻知悉学生的学习成效及历届学生的差异性.
表一是近年共三届学生,修笔者大二下电磁学(上)及大三上电磁学(下)的平均成绩成考试人数.
目前清大电机系一届学生人数约125人,编成清,华两班.必修课分两班上课,而原则上没有限定跨班修课,但是经常发现两班级因教师要求不一,产生程度及学习上的差异[1].无疑的最近一届学生(1999-2000年)的成绩巨幅度滑落,第一次期中考平均分数仅有25.6,并且答案卷中更出现许多前所未见(如向量与纯量混淆不清),毫无逻辑的作答,应为根号的积分结果"填成"自然对数函数,其程度之差令人怀疑这些学生曾修过大一微积分[2].
教改的挫败——扁平化
为更加了解学生的进一步状况,笔者持续追踪并探讨学生的学习困境.笔者发还答案卷前,特别告诉他们过去学生的记录,询问考古题与目前试题的难易程度是否有别 是否接受25.6的平均分数 结果学生们承认现今试题的难易度与昔雷同,但却压倒性的无法接受目前的超低平均分数.为此,笔者在黑板上依次出三题高中数学公式(一题三角函数及两题向量几合),及大一微积分才学过的泰勒展开式.对同一问题笔者任意点四位学生在黑板上证明,结果16位学生无一人能作答.针对高中的三个问题,笔者用不到四行式子,再配以简单的解析图,在黑板上解答给他们参考.经过这种交流后,笔者再一次请学生以举手方式回覆,是否现在接受25.6的平均分数 结果这次绝多数的学生都举手!在上,下课的沟通过程里,笔者深刻体会到目前大学前科学教育的课程内容一方面呈扁平化发展,但另方面题材却明显的增加,这情形造成严重的负面效果.前项负面效果也正是一些美国学者解读美国学生参加第三次国际数学及科学测验(简称TIMSS),其表现几乎殿后的可能原因[3,4].
国内从事教改的原因,其中一项重要的考量是想减低大学前学生的课业压力.然而目前高中学生的读书时间并不少於过去的学生,这意味在新甄试制度的压力及扁平化的教材内容下,无异「迫使学生在更小的游泳池举行游泳比赛」.为应付新教改方案,《天下》杂志今年四月由林玉珮记者所撰「多元入学,多元迷惑」一文指出「学校想办法发奖状,导师让学生轮流担任干部,补习班与社区社团合作为学生取得公共服务纪录,一天最高纪录考了十三张试卷,又纷纷把孩子送回补习班」等民间教育的实情.国内这种科学教育及制度,实在难以激发学生的潜能.扁平化所带来的另一严重的问题是教师教学方法的省略化,即教师对基本定理,公式的推演及逻辑分析之教导,更加草率,甚至不提.取而代之的是更多的计算,这种发展使学生背诵的情形更恶化.当学生的年级增加后,简易或例行性质的计算,完全不等於科学教育的内涵.
学生随著年级的增加,对他们的科学教育(含数学)的要求,应逐渐从认识科学常识或熟悉计算的层次,提升到另一水准或内涵.笔者以图一为简略说明,科学教育的重心随著年级的增加,应从图一最右侧的范畴逐渐移至探索左侧的深入议题.科学教育绝对不是一厢情愿的工作,扁平化的科学教育难以使学生产生创新或创造的能力.
进一步交叉比对与剖析
为更加比较学生程度恶化的情形,笔者将1994年电磁学(上)第二次考试试题中的85%的试题,再加上第一次考试范围内的一题合在一起,做为1999年电磁学(上)的第二次考试的试题.采用这种几乎雷同的试题,结果最近学生的成绩只有以前的58%.得知这种结果,尔后笔者给他们的第三次考试及电磁学(下)的全部试题,则完全采用1994-1995年的旧试题,以更精准地比对今昔的学生们之差异.换言之,如果在表一中将中辍的学生也纳入比对,更可以发现最近的学生程度恶化的事实.由於分析能力及逻辑思维能力的欠缺,学生日后就读大学工程或自然科学领域会出现严重的挫折感.在最近一次教学,头一次有学生主动向笔者表达学习过程中内心的焦虑与无助.

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