「物理學家」專業認同的養成
- 人文觀察
- 撰文者：報導：常雲惠，蔡坤憲
- 發文日期：2015-07-29
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『我們希望了解「物理學家」的養成歷程。』
來自密西根州立大學物理教育中心的研究員Paul Irving與堪薩斯州立大學物理系副教授Eleanor Sayer在對大學生進行一系列的訪談之後，發現令人感到意外的答案。
你是物理學家嗎？你認為怎樣才算是一位物理學家？你又是如何成為一位物理學家的呢？這些看似簡單的問題，答案卻相當複雜。正如物理學家不會只有單一的面貌，而成為一位物理學家的過程，也絕對不是單一路徑。引你進入物理之門的，可能是兒時對宇宙或大自然的好奇心，也可能是在求學過程中，遇到好老師，更可能是在上了「霧裡課」之後，你心中所產生的疑問，遠遠超出課本或老師所能給的答案！
幫助學生習得某個領域的專業認同（professional identity），是高等教育中重要且基本的任務之一。當學生對某專業領域產生認同感時，他／她便會在那個領域裡努力、用心，並堅持不懈。然而，培養出物理學家的專業認同，以及成為物理社群中的一員，卻是一個漫長、複雜，也可能充滿波折的過程。
認同是一種轉化（transformation）的歷程。為了解這個歷程，來自密西根州立大學物理教育中心的研究員Paul Irving與堪薩斯州立大學物理系副教授Eleanor Sayer，結合民族誌（Ethnography）與現象圖學（Phenomenography）這兩個質性研究方法，以三年為期，針對20位就讀堪薩斯大學二年級，修習近代物理學的學生，進行一年一次的訪談。期望了解物理專業課程的學習經驗，對於學生心目中所謂的「物理學家」，在認知與認同上所造成的變化與影響。儘管完整參與整個研究過程的同學，最後只剩下七位，但是該研究成果對於物理課程的設計與教學，仍舊具有一定的參考價值。
「做研究」是物理學家的核心形象
在仔細分析第一階段的訪談資料後，發現這些大學生對物理學家的認知，可分為「高研究端」（High research）與「低研究端」（Low research）兩大範疇。亦即，有一批學生認為「做研究」（research）是物理學家的核心形象，另一批學生，則是完全沒有提到「做研究」這件事。而從這二大範疇之下又可細分為六個次範疇。
高研究端– High research
獨立做研究Doing independent research
做研究Doing research
深入理解物理知識Having a deep understanding
低研究端– Low research
對物理有興趣Having a physics mindset
主修物理Being committed to physics
深入理解物理知識Having a deep understanding
就本質而言，這些範疇之間並無優劣之分。然而，進一步檢視上述幾個次範疇的個別訪談之後，作者發現不同的物理學習經驗，或與物理學家共事的經驗，確實深刻影響學生對「物理專業」的認同。隸屬「高研究端」底下次範疇的回答內容，便與物理系同仁的想法較為接近。亦即，物理學家的核心形象是「做研究」。
「情意因素」對感知轉換的影響
最初的20位同學，最後只有七位持續參與到這個研究計劃的尾聲。而在這七個人當中，只有五個人的認知產生變化，另外二人則維持不變。值得注意的是，最後這七位同學中的六位，剛好分占了兩個次範疇。
從訪談資料得知，轉換到「高研究端－獨立做研究」範疇的三位同學，都有參與專題研究的經驗。顯然，專題研究的經驗，深深地影響了學生對「物理學家」形象的認知。至於轉換到「低研究端－對物理學有興趣」的另外三位同學，都沒有選擇進物理研究所深造，或投身物理研究的計劃。當然，有些同學的感知沒有發生變化，更有些同學則是在這個研究計劃結束之前，便已經「轉換跑道」，而退出這個研究。為了了解造成這些變化的原因，他們選了三位同學，進行了更深入的個案研究。
第二階段的個案研究，焦點放在所謂的「情意因素」（affective factors）上，也就是學生對物理的感覺、感受如何，而非評量他們在物理上的知識與技能。影響學生是否會持續留在物理領域內的情意因素很多，例如：來自他人的鼓勵、個人對物理的興趣、覺得物理的重要性、對物理考試的焦慮感等等。
Sally（化名）是第一個個案，她在中學時遇到「很糟糕」的物理老師，所以，既不懂物理，也對它沒興趣。不過她在大學主修化學時，因為課程規定，以至於修到量子力學課程，而讓她對於物理深深感到著迷。隨後在專題研究中，由於物理實驗的正面經驗，更導致她在大三轉到物理系就讀。至此，她「轉換」到物理學界的過程算是完成了，往後便循著傳統物理人「做研究」的腳步繼續前進。
Bob的求學經驗與Sally不同。之所以選修物理，只是因為他擅長數學的緣故。他在入學申請時，是從比較實際的角度出發；以物理與工程為雙主修。因為這樣可以讓他未來的職涯更有選擇性。不過，在初期的訪談，他明確地表現出對物理的偏好。
然而，等到專題研究開始之後，Bob開始感到困難，也開始打起了退堂鼓。特別是，他在實驗室遭受挫折幾個星期之後，就退出物理主修。他說：「學物理真的很難，我大概是沒有物理細胞。」。Bob是個典型的例子，由於自我效能的負面認知，覺得自己學不會物理，而離開物理的跑道。
Larry與Sally、Bob的情況不同，他一開始就主修物理。就讀國中時，因為老師在課堂上播放的《比爾教科學》（Science Guy）影片，而對物理產生興趣。稍長之後，更是沈迷於泰森（Neil deGrasse Tyson）的科教影片。他說，泰森是讓他決定主修物理的原因。他在受訪過程數次提到，自己和泰森一樣，都樂於幫助大眾了解物理。對物理，他的感覺一直都很正面，也很高興自己主修物理。他也發現，由於自己很喜愛談論物理，所以「也許我該去當物理老師！」
不過，當他接觸專題研究後，負面的感覺開始出現。他表示：「我對做研究（實驗）沒興趣」。Larry在專題研究中，一直在兩個極端之間擺盪；一方面，做實驗讓他覺得很挫折，而數據分析與推導複雜的公式、計算，卻又讓他很有成就感。
他對物理的正向感覺，一直持續到訪談的最後。儘管，他並不十分認可做研究（實驗）的經驗，也確定想走上教學的專業。此外，他一直認為自己是位物理學家，因為他覺得自己有「物理學家的心靈」。Larry對「做研究」的態度，讓我們產生了一個新的疑問：當他開始在中學教物理之後，他還會繼續認為自己是物理學家嗎？根據他對物理學家的定義，相信答案是肯定的。
潛在課程
對於做研究的物理學家而言，他們會認為中學物理教師是物理學家嗎？如果不是的話，那麼這群教師可以有效地引導學生，使他們成為物理社群的一份子嗎？這些疑問，導致我們需要進一步研究，去知道更多類似Larry、Bob與Sally的故事，以便能夠了解，影響專業認同背後的各項因素。
在教育研究中，「潛在課程」是指教師的價值觀與信念等。這不會明確地表現在學科知識上。然而，教師心中對「物理學家」的形象，無庸置疑地是潛在課程的一部份。作者希望藉由這份研究，可以釐清一些學習目標上的設定，以及一些重要的問題。例如，如何設計物理課的教學，讓它可以更貼近真實的物理研究工作？我們能否能為學生，提供更多的機會，讓他們參與到物理學家的社群裡？如此一來，對於「物理學家」的形象，或許可以提供給學生更正確，也更多樣化的面貌。進而引導學生了解，做為一位物理學家，需要具備那些條件與特質。也期望幫助更多的學生，踏上物理研究的道路。
本文為報導Physics Today 2016/05 『Developing Physics Identities』一文。
原文連結：http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/69/5/10.1063/PT.3.3169
來自密西根州立大學物理教育中心的研究員Paul Irving與堪薩斯州立大學物理系副教授Eleanor Sayer在對大學生進行一系列的訪談之後，發現令人感到意外的答案。
你是物理學家嗎？你認為怎樣才算是一位物理學家？你又是如何成為一位物理學家的呢？這些看似簡單的問題，答案卻相當複雜。正如物理學家不會只有單一的面貌，而成為一位物理學家的過程，也絕對不是單一路徑。引你進入物理之門的，可能是兒時對宇宙或大自然的好奇心，也可能是在求學過程中，遇到好老師，更可能是在上了「霧裡課」之後，你心中所產生的疑問，遠遠超出課本或老師所能給的答案！
幫助學生習得某個領域的專業認同（professional identity），是高等教育中重要且基本的任務之一。當學生對某專業領域產生認同感時，他／她便會在那個領域裡努力、用心，並堅持不懈。然而，培養出物理學家的專業認同，以及成為物理社群中的一員，卻是一個漫長、複雜，也可能充滿波折的過程。
認同是一種轉化（transformation）的歷程。為了解這個歷程，來自密西根州立大學物理教育中心的研究員Paul Irving與堪薩斯州立大學物理系副教授Eleanor Sayer，結合民族誌（Ethnography）與現象圖學（Phenomenography）這兩個質性研究方法，以三年為期，針對20位就讀堪薩斯大學二年級，修習近代物理學的學生，進行一年一次的訪談。期望了解物理專業課程的學習經驗，對於學生心目中所謂的「物理學家」，在認知與認同上所造成的變化與影響。儘管完整參與整個研究過程的同學，最後只剩下七位，但是該研究成果對於物理課程的設計與教學，仍舊具有一定的參考價值。
「做研究」是物理學家的核心形象在仔細分析第一階段的訪談資料後，發現這些大學生對物理學家的認知，可分為「高研究端」（High research）與「低研究端」（Low research）兩大範疇。亦即，有一批學生認為「做研究」（research）是物理學家的核心形象，另一批學生，則是完全沒有提到「做研究」這件事。而從這二大範疇之下又可細分為六個次範疇。
高研究端– High research
獨立做研究Doing independent research
做研究Doing research
深入理解物理知識Having a deep understanding
低研究端– Low research
對物理有興趣Having a physics mindset
主修物理Being committed to physics
深入理解物理知識Having a deep understanding
就本質而言，這些範疇之間並無優劣之分。然而，進一步檢視上述幾個次範疇的個別訪談之後，作者發現不同的物理學習經驗，或與物理學家共事的經驗，確實深刻影響學生對「物理專業」的認同。隸屬「高研究端」底下次範疇的回答內容，便與物理系同仁的想法較為接近。亦即，物理學家的核心形象是「做研究」。
「情意因素」對感知轉換的影響最初的20位同學，最後只有七位持續參與到這個研究計劃的尾聲。而在這七個人當中，只有五個人的認知產生變化，另外二人則維持不變。值得注意的是，最後這七位同學中的六位，剛好分占了兩個次範疇。
從訪談資料得知，轉換到「高研究端－獨立做研究」範疇的三位同學，都有參與專題研究的經驗。顯然，專題研究的經驗，深深地影響了學生對「物理學家」形象的認知。至於轉換到「低研究端－對物理學有興趣」的另外三位同學，都沒有選擇進物理研究所深造，或投身物理研究的計劃。當然，有些同學的感知沒有發生變化，更有些同學則是在這個研究計劃結束之前，便已經「轉換跑道」，而退出這個研究。為了了解造成這些變化的原因，他們選了三位同學，進行了更深入的個案研究。
第二階段的個案研究，焦點放在所謂的「情意因素」（affective factors）上，也就是學生對物理的感覺、感受如何，而非評量他們在物理上的知識與技能。影響學生是否會持續留在物理領域內的情意因素很多，例如：來自他人的鼓勵、個人對物理的興趣、覺得物理的重要性、對物理考試的焦慮感等等。
Sally（化名）是第一個個案，她在中學時遇到「很糟糕」的物理老師，所以，既不懂物理，也對它沒興趣。不過她在大學主修化學時，因為課程規定，以至於修到量子力學課程，而讓她對於物理深深感到著迷。隨後在專題研究中，由於物理實驗的正面經驗，更導致她在大三轉到物理系就讀。至此，她「轉換」到物理學界的過程算是完成了，往後便循著傳統物理人「做研究」的腳步繼續前進。
Bob的求學經驗與Sally不同。之所以選修物理，只是因為他擅長數學的緣故。他在入學申請時，是從比較實際的角度出發；以物理與工程為雙主修。因為這樣可以讓他未來的職涯更有選擇性。不過，在初期的訪談，他明確地表現出對物理的偏好。
然而，等到專題研究開始之後，Bob開始感到困難，也開始打起了退堂鼓。特別是，他在實驗室遭受挫折幾個星期之後，就退出物理主修。他說：「學物理真的很難，我大概是沒有物理細胞。」。Bob是個典型的例子，由於自我效能的負面認知，覺得自己學不會物理，而離開物理的跑道。
Larry與Sally、Bob的情況不同，他一開始就主修物理。就讀國中時，因為老師在課堂上播放的《比爾教科學》（Science Guy）影片，而對物理產生興趣。稍長之後，更是沈迷於泰森（Neil deGrasse Tyson）的科教影片。他說，泰森是讓他決定主修物理的原因。他在受訪過程數次提到，自己和泰森一樣，都樂於幫助大眾了解物理。對物理，他的感覺一直都很正面，也很高興自己主修物理。他也發現，由於自己很喜愛談論物理，所以「也許我該去當物理老師！」
不過，當他接觸專題研究後，負面的感覺開始出現。他表示：「我對做研究（實驗）沒興趣」。Larry在專題研究中，一直在兩個極端之間擺盪；一方面，做實驗讓他覺得很挫折，而數據分析與推導複雜的公式、計算，卻又讓他很有成就感。
他對物理的正向感覺，一直持續到訪談的最後。儘管，他並不十分認可做研究（實驗）的經驗，也確定想走上教學的專業。此外，他一直認為自己是位物理學家，因為他覺得自己有「物理學家的心靈」。Larry對「做研究」的態度，讓我們產生了一個新的疑問：當他開始在中學教物理之後，他還會繼續認為自己是物理學家嗎？根據他對物理學家的定義，相信答案是肯定的。
潛在課程對於做研究的物理學家而言，他們會認為中學物理教師是物理學家嗎？如果不是的話，那麼這群教師可以有效地引導學生，使他們成為物理社群的一份子嗎？這些疑問，導致我們需要進一步研究，去知道更多類似Larry、Bob與Sally的故事，以便能夠了解，影響專業認同背後的各項因素。
在教育研究中，「潛在課程」是指教師的價值觀與信念等。這不會明確地表現在學科知識上。然而，教師心中對「物理學家」的形象，無庸置疑地是潛在課程的一部份。作者希望藉由這份研究，可以釐清一些學習目標上的設定，以及一些重要的問題。例如，如何設計物理課的教學，讓它可以更貼近真實的物理研究工作？我們能否能為學生，提供更多的機會，讓他們參與到物理學家的社群裡？如此一來，對於「物理學家」的形象，或許可以提供給學生更正確，也更多樣化的面貌。進而引導學生了解，做為一位物理學家，需要具備那些條件與特質。也期望幫助更多的學生，踏上物理研究的道路。
本文為報導Physics Today 2016/05 『Developing Physics Identities』一文。
原文連結：http://scitation.aip.org/content/aip/magazine/physicstoday/article/69/5/10.1063/PT.3.3169