113/5/11物理實作平台年會

好學之心,讓教學熱情不減。

一年一度的物理實作平台年會,今年(2024年)在母親節前一天的週六,511日,於台中高鐵站集思會議中心熱鬧登場。本活動由台灣物理學會TPS物理實作平台小組與國科會自然科學研究推展中心物理組共同合作舉辦。本次物理實作教學分享主題為程式設計、數據模擬與數據分析。

與會者為各大學物理系教授,教學特長皆與此次主題相關。邀請的講者有六位,分別是政治大學應物所的許琇娟教授,文化大學光電系的鄒忠毅教授,中山大學物理系的郭政育教授,東華大學物理系的葉旺奇教授,中央大學物理系的楊仲準教授,以及台灣大學物理系的陳凱風教授。場次主持人分別為台師大物理系駱芳鈺教授,中正大學物理系曲宏宇教授,以及中原大學物理系許經夌教授。物理學會的理事長郭家銘、副理事長郭建成、秘書長陳俞融三位教授以也代表物理學會出席活動,表達學會支持物理系教授們在『程式設計、數據模擬與數據分析』教學上面的分享,互相學習。

此次的分享主題涵蓋:一、實戰式量子計算課程,課程強調三小時內完成寫程式任務,授課教師提供範例程式碼,學生需要完成主要的程式邏輯撰寫,期末報告成績透過實名制互評表互評,教師於課餘舉辦政大量子黑客松競賽,鼓勵學生參加,增加不同體驗。二、AI與物理教育,強調如何使用ChatGPT4.0的各種外掛程式,比如數學計算、心智圖、學術搜尋、即時翻譯、PPT產生器、程式寫作等等。或許新時代的來臨,可以多花一點時間教學生如何問出好問題,找出解決問題的方法。三、黑洞影像的成像與模擬,這個教案包含投影片簡介黑洞,以及如何透過事件視界望遠鏡搜集黑洞影像,透過不同的演算法一步一步拼湊出黑洞照片。教師提供24組數據,以及程式碼,讓學生可以透過參數理解,自己試試。四、數值模擬輔助物理教學,學生無法透過二維空間去理解三維的概念,透過三維的動畫,視覺化球座標積分的概念,大幅增加學生的理解程度。透過寫程式討論拋體運動,討論空氣阻力,改以向量的計算方式,避開運動過程中角度隨時間改變這件事。五、使用Execl完成最小平方法的分析,對尚未具備程式設計基礎的學生來說,使用Execl慢慢講解程式邏輯也是可以的。授課教師示範透過產生兩個不同頻率之後獲得拍音,再用execl檔案將拍音的波形以函數做擬合,以最小平方法得到當初產生的兩個不同頻率聲波的振幅與相位的疊加。六、給未來物理學家的電腦課,授課教師設計全線上、類似電玩遊戲的網站,預錄72個課程模組,每個模組包含投影片、講解影片、習題,內容涵蓋數值分析與物理問題,學生可以將解題程式碼貼上,網站伺服器端自動判斷是否正確,學生透過完成作業、線上互動、線上期末海報(Gather Town)做報告等行為,可以獲得金幣、獎章、獎盃等,提升學期評分的等第。修課學生來自大二至博二,每個人依照自己的程度進行學習。

與會教授們,透過不斷的互相提問學習,激盪出更多教學創意火花,和樂融融的學習氣氛,畫下完美句點。負責此次活動辦理的物理實作平台執行長張敏娟表示,本次活動後將調整物理實作平台頁面後台,讓今天活動的投影片可以公開,讓其他無法與會的大學教授們參考。
與會六位教授公開的教案如底下超連結。
https://drive.google.com/drive/folders/13RTMIQ6qlsbxoLJYFZhr-SgTWKM47Hj2?usp=drive_link