Faculty survey on upper-division thermal physics content coverage
热物理是大多数物理学位的核心课程要求，包括热力学和统计力学的内容。然而，热物理课程的主要内容焦点因大学而异。这种变化可能会使热物理学的材料或评估工具的创建变得困难。为了确定各机构热物理课程的范围和内容的可变性，我们向140多个机构分发了一份调查，以确定教授上层热力学和/或统计力学的教师和教师的内容优先级。我们提出了调查结果，其中突出了各机构热物理内容覆盖的关键相似性和差异。虽然我们看到内容覆盖范围的变化，但我们发现所有受访者在他们的高年级热物理课程中涵盖了9个关键主题领域。我们讨论了这些研究结果的影响，对最广泛的机构和物理教师有用的教学工具和评估的发展。
2019-11-24 physics.ed-ph
Education for expanding the quantum workforce: Student perceptions of the quantum industry in an upper-division physics capstone course
针对量子技术商业化背景下的人才需求，科罗拉多大学博尔德分校开设“Quantum Forge”高年级物理顶点课程，通过跟踪首届学生调研其对量子产业的认知，为优化量子产业相关课程设计、培养量子领域人才提供参考。
2024-06-26 physics.ed-ph
Recommendations for the use of notebooks in upper-division physics lab courses
使用实验室笔记本进行科学记录是物理学研究中无处不在的一部分。然而，它是常见的本科物理实验室课程不强调文档技能的发展，尽管事实上，这些课程是一些最早的机会，让学生开始从事这种做法。一个潜在的障碍，包括明确的文档培训是，它可能是不清楚的教师真实的文档实践的哪些功能是有效的教，以及如何将这些功能纳入实验室课堂环境。在这项工作中，我们概述了真实文档的一些显着特征，通过与物理研究人员的访谈，并提供了如何将这些纳入实验室课程的建议。我们不关注笔记本的结构细节或模板。相反，我们解决的科学文献，可以引导学生发展自己的文档风格的目的整体考虑。考虑到可以帮助提高学生文档的所有方面，考虑实验活动本身的设计也很重要。学生应该有在实验活动中实现这些真实的文档功能的经验，以便他们发现文档的实践有益。
2017-05-10 physics.ed-ph
Studying Expert Practices to Create Learning Goals for Electronics Labs
高年级本科生的实验室课程通常涉及先进的设备，相对较小的班级规模和扩展的实践项目。这些课程为物理教育研究界带来了独特的挑战和机遇，因为这些功能在其他本科课程中并不常见。在这里，我们专注于基于实验室的电子课程。作为建立高年级电子学学习目标的第一步，我们采访了科罗拉多大学博尔德分校的研究生和教师，了解他们在自己的研究实验室中使用电子学的情况。电子课程的具体内容与研究生研究人员的实践经验相似，因此关注研究生的经验是通知实验室课程改革的理想选择。从他们的采访回应中，我们开发了一个电子应用分类框架。我们确定了五种类型的使用和四种形式的互动与电子内容是一致确定的教师和研究生。然而，我们看到教师和研究生之间关于如何学习电子学的差异。
2014-07-11 physics.ed-ph
Using lab notebooks to examine students' engagement in modeling in an upper-division electronics lab course
我们演示了如何使用学生的建模可以检查和评估使用学生的笔记本电脑收集的高年级电子实验室课程。在本科物理教育中，模型的使用是一种普遍的做法，但是构建、测试和精炼这些模型的过程却不太常见。我们把注意力集中在实验室课程上，该课程已被改造为在实验室活动中让学生参与建模过程。实验活动的设计是由一个框架，捕捉基于模型的推理，称为实验物理建模框架的不同组成部分的指导。我们演示了如何使用这个框架来评估学生的书面工作，并确定学生的基于模型的推理活动不同。从广义上讲，我们能够识别学生基于模型的推理的不同步骤，并评估他们推理的完整性。不同程度的脚手架存在于整个活动中，对学生在整个建模过程中的参与程度产生了影响，更多的脚手架活动会导致更彻底的参与过程。最后，我们发现学生们在这个过程中遇到最大困难的一步是将他们的解释数据与他们的模型预测进行比较。学生们在评估这种比较时没有使用足够复杂的标准，这导致了建模过程的中断。这可能表明，为了让学生在实验室活动中进一步使用基于模型的推理，教师需要为学生如何进行这些类型的实验比较提供进一步的脚手架。这是其他试图将建模作为学习目标的课程的重要设计考虑。
2017-02-14 physics.ed-ph
Developing Peer Instruction questions for quantitative problems for an upper-division astronomy course
几十年的研究表明，学生在利用主动学习的课堂上比在传统的只讲课的课堂上学到更多。积极学习还可以缩小不同人口群体之间经常存在的成绩差距。鉴于这些公认的结果，高年级天文学课程的教师可能会决定搜索天文学教育研究文献，希望找到一些关于学生常见困难的指导，以及经过研究验证和基于研究的主动学习课程。但他们的搜索将是徒劳的。目前关于高等天文学的文献基本上不存在。这是一个耻辱，因为许多高年级天文学学生将经历概念和解决问题的困难与他们遇到的定量问题。即使学生有很强的数学背景，这些困难也可能存在。在本文中，我研究了一个定量的问题，这是代表那些高年级天文学的学生预计要解决。我列出了许多微妙的信息片段，学生需要了解，以推进对一个解决方案，我描述了这样的列表如何可以用来生成同伴教学（PI）的问题。我还为希望开发和实施自己的PI问题的教师提供了指导方针。这些PI问题可用于增加在高级天文学课程中发生的主动学习量。它们有助于培养学生对符号和数学表示的理解，并有助于提高学生解决问题的能力。
2019-10-30 astro-ph.GA physics.ed-ph
Development and Uses of Upper-division Conceptual Assessment
使用经过验证的概念评估以及更多的标准课程考试已经成为许多物理系入门课程的标准做法。这些评估为某些学习目标提供了更标准的衡量标准，允许对教师，学期和机构之间的学生学习进行比较。科罗拉多大学博尔德分校的研究人员已经开发了几个类似的评估，旨在针对高级经典力学、静电学、量子力学和电动力学等更高级的物理内容。在这里，我们综合了现有的研究，我们的上级部门的评估，并讨论了一些障碍和挑战与开发，验证和实施这些评估，以及我们用来克服这些障碍的一些策略。
2014-10-14 physics.ed-ph
Writing Science Fiction Stories to Motivate Analysis of Journal Articles
对于许多学生来说，大学物理课程对他们关于物理与日常世界之间联系的信念几乎没有什至是负面的影响。帮助学生认识到这种联系的一种方法是将科学文章的分析纳入课程。对于入门课程，可以让学生讨论与科学有关的报纸文章或科学普及杂志上的文章，而同行评审期刊上的文章可能更适合荣誉课程或高年级课程。在这项工作中，我描述了一个项目，在两个学期的高年级电力和磁力课程在美国空军学院，学生被要求使用的科学从同行评议的期刊文章写一个科幻小说的故事。虽然其他人在物理课程中使用科幻故事，但这是第一篇描述学生在物理课程中撰写自己的科幻故事的项目的文章。
2014-03-10 physics.ed-ph
Research-Based Course Materials and Assessments for Upper-Division Electrodynamics (E&M II)
科罗拉多大学博尔德分校正在进行的关于初级静电学（E&M I）学生学习的研究取得了良好的成果，这使我们将这项工作扩展到了高级电动力学（E&M II）。我们在这里描述了我们的一套研究为基础的教学材料，旨在积极参与学生在讲座（包括点击问题和其他课堂活动）的发展;和一个工具，用于评估我们的教师共识的学习目标是否得到满足。我们还讨论了我们的改造课程，计划的传播和进一步完善这些材料的几个最近实施的初步结果，并提供了一些见解到学生的困难，在先进的本科电磁学。
2012-08-26 physics.class-ph physics.ed-ph
Transforming a 4th year Modern Optics Course Using a Deliberate Practice Framework
我们提出了一项研究，主动学习策略在高年级物理课程。这项工作的指导原则是刻意练习，以发展专业知识，这一原则被用于材料的设计和学生的课堂活动的编排。我们提出了我们的过程中，有效地转换为这样一个课程的活动，主动学习方法的基础上，教师笔记的传统讲座课程。90%的相同材料被覆盖，并且在转换后，常见考试问题的分数显示出15%的改善，效应量大于1。我们观察到，改进和相关的效果大小是持续后，移交材料给第二个教练。由于考试问题的改进是独立的具体问题的主题，因为测试的材料是如此先进和广泛的数学（包括线性代数，傅立叶变换，偏微分方程，向量微积分），我们希望转换过程可以适用于大多数上师物理课程具有类似的数学基础。
2015-03-03 physics.ed-ph
ACER: A Framework on the Use of Mathematics in Upper-division Physics
在科罗拉多大学博尔德分校，作为我们更广泛的努力，以改变中，高年级的物理课程的一部分，我们研究学生的困难与特定的概念，方法和工具，在经典力学，电磁学和量子力学。不出所料，许多困难与学生使用数学工具有关（例如，近似方法）。以前的工作已经记录了学生必须克服的一些挑战，以便在入门物理学中流利地使用数学工具（例如，将意义映射到数学符号上）。我们已经开发了一个理论框架，以方便连接学生的困难与具体的数学和物理概念的挑战。在本文中，我们激励需要这个框架，并证明其效用的研究人员和课程教师，通过将其应用到框架的结果，从采访数据的学生使用泰勒近似。
2012-09-13 physics.ed-ph
Characterizing and monitoring student discomfort in upper-division quantum mechanics
我们调查学生舒适的材料在高年级自旋第一量子力学课程。每周进行一次课前调查，调查学生的舒适度，学生在0- 10的范围内给自己分配一个“不舒适度”，并为他们的选择提供书面解释。在整个学期中，每周全班的平均不适水平实际上是恒定的，这表明全班没有发现任何一个单元特别不和谐，也没有发现任何一个单元特别容易。学生的书面回答是根据他们报告的不适来源编码的-数学，数学-物理连接，物理和符号。这些类别的相对流行率在学期中变化很大，这表明学生发现不同的单元提出了不同的挑战，而且随着学期的进展，其中一些挑战的重要性逐渐减弱。在另一所不同的机构，对类似量子力学课程的学生进行了半结构化访谈，为这些结果提供了额外的背景和见解。
2020-07-13 physics.ed-ph
Incorporating learning goals about modeling into an upper-division physics laboratory experiment
实施实验室活动涉及学习目标，可用资源，现有课程的反馈，教学的最佳实践以及教学实验室的整体理念之间的复杂相互作用。在我们之前的工作的基础上，描述了整个实验室课程的转变过程，我们现在将注意力转向如何重新设计光的偏振的单个实验室活动，以重新强调一个广泛的学习目标：建模。通过使用这个共同的光学实验室作为一个广泛适用的方法的具体案例研究，我们突出了活动发展的许多方面，并显示如何建模是用来集成复杂的概念和定量推理到实验过程中，通过建模的各个方面：构建模型，预测，解释数据，比较测量与预测，并完善模型。一个重要的成果是一个自然的方式集成到一个实验室活动的分析和讨论系统误差。
2013-11-14 physics.ed-ph
Students' views about the nature of experimental physics
物理学社区通过理论和实验研究的结合来探索和解释物理世界。物理学作为一门学科的未来取决于学生在该领域的理论和实验方面的培训。然而，虽然学生在讲座课程中的学习一直是广泛研究的主题，但实验室课程仍然相对不足。特别是，很少有，如果有的话，可用的数据，解决物理实验室课程的有效性，鼓励学生认识到实验物理学科的性质和重要性作为一个整体。为了解决这一差距，我们提出了第一个大规模的，全国性的研究（$N_{institutions}=75$和$N_{students}=7167$）的本科物理实验室课程，通过分析学生的反应，研究验证的评估，旨在调查学生的信念实验物理的性质。我们发现，学生经常进入和离开物理实验室课程的想法，实验物理实践在他们的课程，是不一致的实践实验物理学家的观点，这种趋势在入门级和高年级。尽管存在这种不一致性，我们发现，入门级和高年级的学生都能够准确地预测专家般的反应，即使在他们的实验室课程的实验意见不一致的情况下。这些发现对物理专业学生的招聘、保留和充分的准备都有影响。
2017-08-14 physics.ed-ph
Community structure in introductory physics course networks
学生与学生的互动是许多主动学习环境的基础，但最常使用定性方法进行研究。网络分析工具提供了一个定量的补充，这张照片，使研究人员能够描述整个教室的社会互动系统。从介绍物理课程的过去的结果表明，在大型讲座部分和小型工作室教室环境之间的社会结构的形成急剧分化。扩展这些结果，本研究的重点是在一个大型公立大学的微积分为基础的入门物理课程，大量通勤和非传统的学生群体。社区检测网络的方法被用来表征前和后的课程合作结构在几个部分，并考虑小和大班之间的差异。这些结果进行了比较，从早期的研究结果的预期，并评论的影响，指导和进一步的研究。
2015-07-16 physics.ed-ph
Students' epistemological framing in quantum mechanics problem solving
学生在量子力学方面的困难可能是由于非生产性的框架，而不是根本无法解决问题或对物理内容的误解。我们观察了一组学生在高年级物理课上解决量子力学问题。使用认识论框架的镜头，我们研究了我们的观测数据中的四个框架：算法数学，概念数学，算法物理和概念物理。我们讨论了每个框架的特点以及不同框架之间转换的原因，认为只要学生在框架之间适当地转换，任何框架都可能产生生产性问题解决。我们的工作扩展了认识论的框架理论，学生如何在高年级物理课程框架的讨论。
2017-06-14 physics.ed-ph
Analytic Framework for Students' Use of Mathematics in Upper-Division Physics
许多学生在高年级物理课程的斗争与数学复杂的工具和技术，需要先进的物理内容。我们已经开发了一个分析框架，以帮助教师和研究人员在解决上师特有的长期和复杂的问题时，用特定的数学工具来描述学生的困难。在本文中，我们提出了这个框架，包括它的动机和发展。我们还描述了一个应用程序的框架，调查学生的困难与直接整合在电力和磁性（即，库仑定律）和经典力学中的近似方法（即，Taylor级数）。这些调查提供了高等物理学生遇到的困难类型的例子，以及研究人员和教师的框架的效用。
2014-10-14 physics.ed-ph
Correlating students' beliefs about experimental physics with lab course success
学生在教学物理实验室中的学习是一个不断发展的研究领域，其中包括探索学生对实验物理的信念和期望的研究。为了直接探索学生对实验物理的认识论，并支持科罗拉多大学博尔德分校（CU）和全国范围内更广泛的实验室改造工作，我们开发了科罗拉多州实验物理科学调查（E-CLASS）学习态度。以前的工作重点是通过学生访谈和初步测试来建立仪器的准确性和清晰度。正在进行的验证工作包括确定E-CLASS测量的学生认识论与学生学习成果的其他测量（例如，课程等级）。在这里，我们报告的相关性最终课程成绩和E-CLASS成绩从两个学期的介绍和高年级的实验室课程在CU和讨论的影响，我们的研究结果的有效性的E-CLASS工具。
2015-07-14 physics.ed-ph
Student and instructor framing in upper-division physics
高年级物理系的学生花很多时间解决问题。除了他们的基本技能和背景，他们的认知框架可以形成他们从这些问题中学习物理的能力的重要组成部分。鼓励学生走向生产性框架可能会帮助他们解决问题。因此，教师应该了解学生如何构建问题的细节，并了解她与学生的互动将如何影响该框架。在本研究中，我们调查了学生在数学应用于物理问题解决情境中的认知框架。为了分析框架和框架的变化，我们开发和使用一个双轴框架，涉及概念和算法的物理和mathemats.We检查学生和教师的框架和这些框架的相互作用在一个高年级的电磁场课程的一系列问题。在互动中，学生和教师通常遵循彼此的框架引导。
2019-05-21 physics.ed-ph
Sixteen years of Collaborative Learning through Active Sense-making in Physics (CLASP) at UC Davis
本文介绍了我们在加州大学戴维斯分校，生物科学的学生自1996年以来一直采取的大型改革物理学导论课程。本课程的中心特点是在每周五个小时的讨论/实验室中，学生参加强调同行讨论，论证和思想陈述的活动，重点关注学生的意义。这门课程在许多基本方面与传统的物理学入门课程不同。在讨论了CLASP的独特功能及其在加州大学戴维斯分校的实施后，提出了各种学生的成果措施，显示了谁参加了CLASP课程的学生相比，谁参加了传统的物理学入门课程的学生的表现有所提高。我们使用的措施包括高年级GPA，MCAT分数，FCI收益和MPEX-II分数。
2013-05-23 physics.ed-ph
Why and How to Implement Worked Examples in Upper Division Theoretical Physics
本文提出一种包含撰写解释、发现并纠正错误的四步样例教学法，可融入含作业评分的课程，并以拉格朗日力学为例展示其应用。
2023-07-12 physics.ed-ph
Paradigms in Physics 2.0
在2016年，物理系在俄勒冈州立大学开始了一个过程，以修改我们的物理专业的物理课程范式。我们开始了一个座谈会，告知我们的计划，并要求他们的援助部门，其次是学生和教师的调查，以及个别访谈教师教每门课程。当我们制定了一个计划，以解决学生和教师在课程中确定的挑战，我们会见了每一个教师单独解释和完善我们的建议，这是由教师一致批准。主要的变化包括几门课程（数学方法，计算物理，现代物理，电子学和经典力学）的重大变化，包括引入两门专门为帮助学生准备高年级课程而设计的两年制课程。
2017-06-29 physics.ed-ph
Unpacking Students' Use of Mathematics in Upper-division Physics
在大学一年级之后的物理学研究中-在美国称为高年级，许多学生的主要学习机会来自于解决长期复杂的书本式问题，以及试图通过解决这些问题来理解基础物理学。在高年级的一些研究集中在学生如何使用数学在这些问题，以及学生在前进的道路上遇到什么挑战。关于高年级学生使用数学的情况，有许多不同的研究。这些通常利用两种广泛的方法之一，一些研究人员主要寻找和解决学生面临的挑战，其他人主要致力于解开学生的即时推理。在本文中，我们提出并讨论了这两种方法，然后回顾研究努力，努力连接这两种方法，以使学生的数学使用的意义，以及发现学生遇到的特殊挑战。这些最近的努力代表了一小步，综合这两种方法，我们认为这是必要的，更有意义地影响学生的学习在高年级。我们关闭我们的审查和讨论，为未来的研究问题提出改进建议，供物理教育研究界考虑，同时它的工作，以了解学生如何使用数学在高年级课程。
2015-07-02 physics.ed-ph
Student experiences in a computational physics lab through the lens of Physics Computational Literacy
Oregon State University（俄勒冈州立大学）
本研究通过分析学生访谈，探讨了计算物理学学习中学生在不同计算素养方面的权衡与社会素养发展的差异。
2026-03-12 physics.ed-ph
Reflecting to learn in a physics multimedia communication course
该研究在物理高年级多媒体演讲课中引入批判性反思与同伴评价，发现其对即时测验成绩影响很小，而内容保持和迁移主要与多媒体学习质量指标及先验接触相关。
2024-09-13 physics.ed-ph
Conceptual Assessment Tool for Advanced Undergraduate Electrodynamics
作为正在进行的调查到学生学习的高级本科课程的一部分，我们已经开发了一个概念性的评估工具上师电动力学（E&M II）：科罗拉多UppeR师Electrodynamics测试（电流）。这是一个免费的回答，教学后诊断与6个多部分的问题，一个可选的3个问题的教学前测试，并伴随着分级标题。该工具的开发是由教师共识的学习目标和研究到共同的学生困难。它可以用来衡量改革后的教学法的有效性，并深入了解学生在所涵盖的主题领域的想法。我们目前的基线数据代表500名学生在9个机构，随着有效性，可靠性和歧视措施的工具和评分规则。
2017-08-15 physics.ed-ph
Abstract Applets: a Method for Integrating Numerical Problem-Solving into the Undergraduate Physics Curriculum
在高年级的本科物理课程中，最好将解决数值问题的练习自然地融入每周的问题集。我将介绍一种使用Java编程语言的内置类结构来实现此目的的方法。我还提供了一个Java类库，可以帮助教师编写这种类型的程序。
2003-04-21 physics.ed-ph
Introduction to physics teaching for science and engineering undergraduates
招聘和留住高素质的物理和物理科学教师对保持美国的全球竞争力至关重要。不幸的是，只有三分之一的高中物理教师拥有物理学学位，更少的中学物理科学教师能够很好地掌握他们所教授的科学内容。此外，教师往往缺乏足够的教学内容知识，有效地教授科学。在这里，我们讨论了科学和工程本科生课程的开发，实施和评估，旨在提高认识，帮助他们培养兴趣和更深层次的理解物理教学的智力需求。课程的重点是通过提供良好的教学机会和接触物理教育研究来提高学生对教学的热情和信心。课程评核方法包括：1）测试学生对科学教育的态度及期望; 2）学生对科学教育的自我及同侪评核; 3）以内容为本的测试; 4）在导师及助教缺席的情况下，以录音形式进行小组讨论，以评估学生对课程各方面的看法及其影响。
2016-02-22 physics.ed-ph
Using think-aloud interviews to characterize model-based reasoning in electronics for a laboratory course assessment
物理系统的模型被用来解释和预测实验结果和观察。实验物理学建模框架描述了物理学家在遇到系统的实际行为和预期行为之间存在差异时修改模型以解释新获得的观察结果或更改设备以更好地表示模型的过程。虽然建模是本科物理实验室课程的国家认可的学习成果，但对于高年级实验室来说，没有对学生基于模型的推理进行评估。作为创建两个学生建模能力评估的更大努力的一部分，我们使用建模框架来开发和编码以研究反相放大器电路为中心的有声思维问题解决活动。本研究是多阶段评估工具开发过程的第二阶段。在这里，我们专注于描述学生在解释远远超出其推荐操作范围的电路输出信号时所采用的建模途径的范围。最后，我们讨论了这项工作的四个结果：（1）学生参与了所有的建模子任务，他们花了最多的时间进行测量，进行比较，并制定修订;（2）每个子任务发生在时间上接近所有的子任务;（3）有时，学生提出的原因，不符合逻辑，从观察到的差异;（4）同样，学生经常依赖他们的经验知识，并制定修订，而这些修订并不符合逻辑地从明确提出的原因中得出。
2019-01-08 physics.ed-ph
Music of the Spheres: Teaching Quantum Field Theory at the Introductory Level
六十多年来，量子场论已经形成了大多数物理学的概念框架。它包含了对我们关于物质和存在本身的本质的概念的一个完全的修正。然而，它很少被教授，甚至提到，在介绍物理学-从高中，学院和大学的调查课程，通过高年级的“现代物理学”课程。这种遗漏是没有必要的：本文描述了一种方法，通过这种方法，可以掌握量子场论的基本概念和随之而来的见解，建立在熟悉的概念，从经典和量子力学。
2019-06-27 physics.ed-ph physics.hist-ph
Affordances and Challenges of Incorporating a Remote, Cloud-accessible Quantum Experiment into Undergraduate Courses
本文研究将Infleqtion公司云量子实验平台Oqtant纳入本科教学的可行性与挑战，通过教师和学生的反馈，论证远程量子实验可扩展实验教育机会，尤其惠及资源有限院校。
2025-02-02 physics.ed-ph
Hermione and the Secretary: How gendered task division in introductory physics labs can disrupt equitable learning
物理实验室为学生提供了一个独特的机会来培养他们的物理身份和科学身份，因为他们为学生提供了在低风险环境中修补实验和分析数据的机会。然而，重要的是要确保所有学生都平等地从实验室中受益，并有一个积极的成长轨迹。通过访谈和反思民族志的观察，我们确定和分析两种常见的工作模式，可能不利于女学生在介绍物理实验室。采用秘书原型的学生被降级为记录和分析数据，从而错过了很多机会，通过充分参与实验工作来发展他们的物理和科学身份。与此同时，赫敏模式下的学生承担了不成比例的管理工作，也没有足够的机会参与实验工作的不同方面，这些工作对帮助他们发展物理和科学身份至关重要。使用物理身份框架，我们分析访谈和观察数据，以调查这些工作模式下的学生如何在他们的物理实验室课程中体验他们的物理和科学身份轨迹的发育迟缓。这种发育不良的增长，然后延续和加强社会的刻板印象和偏见，谁做物理。这种分类不仅为实验室中关于公平的讨论提供了一个词汇表，而且也可以作为那些寻求在努力改变物理教学中以公平为中心的人的有用试金石。
2020-02-03 physics.ed-ph
The role of metacognition in troubleshooting: an example from electronics
学生在物理实验室课程，特别是在上师，往往希望从事故障排除。虽然有许多方法可以让学生在诊断问题时进行，但并不是所有的方法都能提供有意义的见解。我们有理由相信，元认知通过帮助学生做出明智的决定，是有效解决问题的一个组成部分。我们报告的背景下，在两个机构的初级电子课程的真实的学生故障排除的调查。当学生们试图修复一个出故障的运算放大器电路时，他们进行了有声思维访谈。从访谈的视频数据进行了分析，以检查各组的故障排除活动和社会中介元认知的实例之间的关系。我们对一次采访中的一个小插曲进行了分析。
2015-07-14 physics.ed-ph
New perspectives on student reasoning about measurement uncertainty: More or better data
本研究通过四个经典与量子实验场景，探讨高年级物理学生对测量不确定性的思考，揭示其点状与集合状思维及二元范式的局限性。
2023-06-29 physics.ed-ph
Who does what now? How physics lab instruction impacts student behaviors
虽然实验室教学是物理教育的基石，但学生在实验室中的行为对保留、在该领域的坚持以及学生物理身份的形成的影响仍然是一个悬而未决的问题。在这项研究中，我们进行了两个学期的实验室观察学生的行动在两个教学不同的部分相同的物理入门课程。我们使用聚类分析来识别不同类别的学生行为，并分析它们如何与实验室结构和性别相关。我们发现，在实验室结构，促进协作小组工作，促进决策，有一个任务分工沿性别线方面的笔记本电脑和设备的使用（并没有发现这样的划分学生在引导验证实验室）。
2018-07-25 physics.ed-ph
The Modeling Framework for Experimental Physics: Description, development, and applications
构建、使用和修改模型的能力是一项重要的实验物理技能。许多现有的框架描述建模在科学教育的入门级。然而，大多数都有有限的适用性，高年级物理实验室课程或实验物理的背景下。在这里，我们讨论了实验物理建模框架，一个为实验室和实验量身定制的理论框架。该框架的一个关键特征是模型和装置之间的递归交互。模型进行了修订，以解释新的证据产生的仪器，和仪器进行了修订，以更好地符合简化的假设模型。另一个关键特征是被调查的物理现象和用于进行调查的测量设备之间的区别。物理系统的模型有助于解释或预测现象，而测量系统的模型有助于解释数据。我们描述了框架，提供了一个按时间顺序的发展历史，并总结了它的应用研究和课程设计。最后，我们认为，建模框架是一个理论上健全的和久经考验的工具，适用于多个物理领域和研究目的。特别是，它是有用的表征学生的实验方法，设计或评估课程的实验室课程，并开发工具，以评估学生的实验建模技能。
2018-05-25 physics.ed-ph
Investigating student interpretations of the differences between classical and quantum computers: Are quantum computers just analog classical computers?
本研究访谈28名修读量子计算/QIS课程的学生，分析其对经典与量子计算机差异的理解，发现缩放概念混淆，并表明模拟经典计算机思想实验有助于专家式推理。
2022-08-29 physics.ed-ph quant-ph
Infusing equity, diversity, and inclusion throughout our physics curriculum: (Re)defining what it means to be a physicist
物理学界越来越多地关注公平、多样性和包容性问题，无论是在语言上还是在行动上。我们更加公开地认识到我们作为物理学家的个人责任，以解决社会不公正和系统性压迫。为此，我们的物理教室是采取行动的关键杠杆。虽然我们在教授物理学中有用的传统内容和思维习惯方面取得了长足的进步，但如果我们扩大我们的教育实践，以更全面地反映物理学家的全部含义，我们可以使我们的课堂更具包容性和公平性，并支持我们领域所需的多样化。最终，物理学是如何以及由谁制定的，是学科本身的一部分，应该包括在我们关于物理学家专业实践的教学中。我们提出了两种互补的方法来扩大我们的类的重点，共享模型制定这些在中间师物理课程在两个不同的机构类型，并提供证据的积极影响学生的认同感和概念，这意味着什么是一个物理学家。
2021-08-25 physics.ed-ph
Integrative Thinking in Computational Physics Design Essays
Purdue University（普渡大学）
该研究在基于工程设计的物理实验室中，采用WoT4EDP框架分析14个学生团队的CPDEs，探讨不同学业表现团队的整合思维特征，为相关研究提供结构化视角。
2026-10-16 physics.ed-ph
Characterizing active learning environments in physics using network analysis and COPUS observations
本研究使用社会网络分析和本科STEM课堂观察协议（COPUS）来表征六个基于研究的入门物理课程。本研究探讨了同伴教学、模型教学、ISLE、SCALE-UP、情境丰富问题和辅导教学在物理导论中的应用。每门课程的学生在学期开始和结束时都接受了一次调查，要求他们自我识别在课堂上与他们有意义互动的同龄人。从学期开始到学期结束，每门课程的学生连接平均数量都有所增加，其中最大的增加发生在建模教学，扩展和上下文丰富的问题上。建模教学是唯一一门在学生网络紧密连接方面发生巨大变化的课程。除同伴教学外，所有课程的传递性都有所增加。我们还花了一个星期，每个研究地点在学期中期观察课程使用COPUS。从这些观察，学生COPUS配置文件看起来几乎相同的Tuesday，ISLE复习，和上下文丰富的问题讨论部分。这可能是由于可编码为“其他群体活动”的活动分辨率很高，这表明需要更详细的观察工具。
2021-09-20 physics.ed-ph
Investigating student perceptions of creativity and generative ai in computational physics
Oregon State University（俄勒冈州立大学）
本文通过访谈研究学生对生成式人工智能在计算物理学中创造力认知的影响，发现学生将创造力分为迷你C和小C，并对gen-AI的准确性持怀疑态度。
2026-03-12 physics.ed-ph
Surveying the State of Writing Education in Physics and Astronomy
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
本文通过对515名物理与天文相关受训者的在线调查，分析美国高校本科及研究生写作教育模式、质量差异与不平等风险，并提出结构化写作训练建议。
2025-10-03 astro-ph.IM physics.ed-ph
