Persistence of Physics and Engineering Students via Peer Mentoring, Active Learning, and Intentional Advising
我们已经开发并实施了一个低成本的同行指导计划，融合了个人和学术支持，以帮助学生在物理专业或工程双学位课程所需的入门课程中取得学术成功。由于这一方案，保留增加了进入科学，技术，工程和数学的学生在阿尔比恩学院，因为他们通过入门课程移动，从第一学期到第三学期物理课程的保留增加了20%，与该方案不存在的年份相比。
2016-08-14 physics.ed-ph
Thematic analysis of student perceptions of resources and demands experienced in introductory physics
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Learning Research and Development Center, University of Pittsburgh（匹兹堡大学学习研究与开发中心）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文通过分析学生在初等物理课程中的经历，探讨了资源与需求框架对教学、认知和动机主题的影响。
2026-02-06 physics.ed-ph
Online Tutoring in Introductory Physics Courses: a Lockdown Experience
新型冠状病毒疫情导致的社交距离对全球教育产生了深远影响，因为学校和大学必须迅速在线组织课程。教师和学生之间以及学生之间的传统互动必须改变，取而代之的是在线联系。在这方面，实验室工作和辅导在同伴教学模式中具有重要作用，需要重新设计。在这里，我们讨论了在都灵理工大学的物理导论课程采用的在线辅导模式，并通过分析学生在学期和夏季和秋季考试的表现来评估其有效性。
2020-11-26 physics.ed-ph
Using Categorization of Problems as an Instructional Tool to Help Introductory Students Learn Physics
根据基本原理而不是上下文对问题进行分类的能力被认为是解决物理问题的专业知识的标志。从Chi，Feltovich和Glaser的经典研究中获得灵感，我们比较了25个入门力学问题的分类，这些问题基于学生在大型微积分基础入门课程中与物理教师和博士的解决方案相似。学生在这里，我们总结了这项研究，并建议分类任务，特别是当与学生在小组中与同龄人一起工作时，可以是一种有效的教学工具，帮助学生在物理入门课程中学习辨别不同背景下的问题之间的潜在相似性，但相同的基本物理原理。
2016-02-23 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
Impact of peer interaction on conceptual test performance
我们分析了在微积分基础上的物理导论课程中，两人一组进行电磁概念调查测试的有效性。与同伴合作的学生在个人测试中的归一化增益比不合作的学生大得多。我们没有发现统计学上的显着差异的表现，学生谁得到了一个机会，制定自己的反应之前，同行的讨论，与那些谁没有。同侪合作也显示了知识共建的证据。与个别学生的讨论表明，学生自己的价值同侪互动。我们讨论了不同个体成就的学生配对的效果。
2016-02-24 physics.ed-ph
Using Reflection with Peers to Help Students Learn Effective Problem Solving Strategies
我们描述了一项研究中，介绍物理学的学生从事与同龄人有关的问题解决的反思。200名学生参加的物理导论课的背诵被分为“同伴反思”组和传统组。每周的复习课上，公关组的学生分成小组，从家庭作业中选出问题进行反思。研究生和本科生助教（TA）在公关组复习提供指导和辅导，以帮助学生学习有效的解决问题的技巧。在传统小组的复习课上，学生们有机会在每周测验之前向研究生助教询问有关家庭作业的问题。在只有多项选择题的期末考试中，公关组比传统组在更多的问题上画了图表，即使这样做没有外部奖励。由于在草稿本上画图表没有部分学分，学生画图表不仅仅是为了获得所示努力的学分，如果他们画了图表，他们必须重视图表在解决问题中的作用。我们还发现，无论学生属于传统组还是PR组，那些为多项选择题画更多图表的学生的表现都优于那些没有画图表的学生。
2016-02-20 physics.ed-ph
Helping students learn effective problem solving strategies by reflecting with peers
我们描述了一项研究中，介绍物理学的学生从事与同龄人有关的问题解决的反思。200名学生参加的物理导论课的背诵被分为“同伴反思”组和传统组。在每周的复习课上，PR组的学生分成小组，从家庭作业中选择问题进行反思，并讨论为什么有些学生的解决方案比其他学生使用更好的解决问题策略。研究生和本科生助教（TA）在公关组复习提供指导和辅导，以帮助学生学习有效的解决问题的技巧。在传统小组的复习课上，学生们有机会在每周测验之前向研究生助教询问有关家庭作业的问题。传统的小组复习测验问题类似于PR小组复习中为“同伴反思”选择的家庭作业问题。作为衡量这种干预的影响的一项措施，我们调查了学生们绘制图表以帮助解决问题的可能性。在只有多项选择题的期末考试中，公关组比传统组在更多的问题上画了图表，即使这样做没有外部奖励。由于在草稿本上画图表没有部分学分，学生画图表不仅仅是为了获得所示努力的学分，如果他们画了图表，他们必须重视图表在解决问题中的作用。我们还发现，无论学生属于传统组还是PR组，那些为多项选择题画更多图表的学生的表现都优于那些没有画图表的学生。
2016-02-17 physics.ed-ph
Associations between learning assistants, passing introductory physics, and equity: A quantitative critical race theory investigation
许多STEM学位需要通过物理学入门课程。物理课程的不及格率通常很高，这可能会对因种族主义、性别歧视和阶级歧视而被边缘化的学生造成不成比例的伤害。我们研究了学习助理（LA）支持的课程与不及格成绩（即，d，drop，fail，or withdrawal; DFW）在物理学导论课程中。研究中使用的数据来自2312名学生在41个部分的介绍物理课程在一个地区的西班牙裔服务机构。我们开发了学生DFW率的分层广义线性模型，该模型考虑了性别、种族、第一代身份和LA支持的教学。我们使用了定量的批判种族理论（QuantCrit）的观点，专注于霸权权力结构在延续不公平的学生结果中的作用。我们的QuantCrit观点为我们的研究问题，方法和结果的解释提供了信息。该模型将LAs与DFW率的整体下降以及有色人种学生的DFW率比白人学生的DFW率下降幅度更大相关联。虽然在LA支持的课程中，DFW率的不平等程度较低，但仍然存在。
2020-04-09 physics.ed-ph
How learning environment predicts male and female students' physics motivational beliefs in introductory physics courses
本研究采用先验同一性框架，通过控制微积分基础物理入门课程学习初期学生的自我效能感和兴趣，探讨学习环境（包括认知、同伴互动和归属感）对学生物理自我效能感、兴趣和同一性的影响。我们调查了1203名学生，其中35%是女性。研究发现，在课程开始时，女生的物理自我效能感和兴趣低于男生，到课程结束时，这些动机结构的性别差异变得更大。分析发现，学生物理自我效能感和兴趣的降低是通过学习环境的中介作用，并最终影响学生的物理同一性。本研究的模型表明，知觉认知在解释学生物理认同感中起主要作用，而学生物理归属感在解释学生物理自我效能感的变化中起重要作用。
2020-07-15 physics.ed-ph
Understanding Growth Mindset Practices in an Introductory Physical Computing Classroom: High School Students' Engagement with Debugging by Design Activities
本研究通过微观发生分析，识别出高中生在物理计算调试活动中展现的五种成长型思维实践，揭示了同伴互动对培养坚持与学习态度的关键作用。
2024-02-11 cs.CY 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
Bias in physics peer recognition does not explain gaps in perceived recognition
本研究调查了1700余名美国物理入门课程学生，发现女性在获得同等同行认可时感知认可度显著低于男性，表明认可差距源于感知而非偏见，为教学干预提供了依据。
2024-07-30 physics.ed-ph
A Conceptual Blend Analysis of Physics Quantitative Literacy Reasoning Inventory Items
跨物理背景的数学推理灵活性是入门物理学的理想学习成果，数学世界和物理世界相遇。物理定量素养（PQL）是一组相互关联的技能和思维习惯，支持对物理世界的定量推理。我们目前正在改进和验证的物理定量素养清单（PIQL）评估学生的比例推理，协变推理和物理环境中的符号量推理。在本文中，我们应用概念整合理论分析两个范例PIQL项目，以展示我们如何使用这一理论来帮助开发一种工具，代表了混合推理的特点，在物理专业知识。一个概念整合理论分析允许评估的层次部分正确的推理模式，从而保持潜在的映射出现的数学推理的灵活性，在整个介绍物理序列。
2019-11-05 physics.ed-ph
Incorporating microlearning videos, online exercises and assessments into introductory physics
我们报告了柏林工业大学最大的物理课程在COVID-19大流行期间的演变，这促进了在线学习内容，电子评估的发展，以及至少是我们教学方法的重新概念化。通过转向远程教育，我们创建了可以轻松实施并与大学水平的任何物理类型课程相结合的功能。因此，我们顺便使入门物理学可持续地访问有困难的学生访问大学。除了我们在混合学习方法上获得的经验外，我们还提供在线练习，微型学习视频和电子评估的指南，包括通过大学Moodle在虚拟环境中实现的考试。由于该课程每年有800多名学生参加至少12个学士学位工程和所有STEM（科学，技术，工程和数学）领域，我们的改革极大地影响了学生的学习方式。这里提出的教学概念支持的结果，从力概念量表，学生的反馈，和考试成绩。原力概念量表显示，与传统的面对面授课相比，我们的在线教学并没有对学生的学习过程产生负面影响。学生的反馈表明，新的格式和材料正在网上得到很好的接受。最后，考试结果表明，在远程环境中进行的虚拟考试可以被设计为最大限度地减少作弊的可能性。此外，该测试能够产生与以前的传统测试类似的点分布。
2021-08-03 physics.ed-ph
Impact of guided reflection with peers on the development of effective problem solving strategies and physics learning
学生必须学习有效的解决问题的策略，以发展物理专业知识。有效的问题解决策略包括对问题的概念分析，然后是解决方案的规划，然后是实施，评估和反思过程。研究表明，将一个问题从最初的口头表征转换为其他合适的表征，例如，在最初的概念分析过程中，使用图形表示可以促进对问题的进一步分析。6但是，如果没有指导，许多入门物理学生使用表面的线索和提示来解决问题，并且没有将解决问题视为学习的机会。在这里，我们描述了一项研究，这表明，从事学生在反思与同行有关有效的解决问题的策略，而有效的方法为他们建模，并提供及时的反馈，可能会提高所需的技能。
2016-04-29 physics.ed-ph
Investigating students' gender expression and its relation to sense of belonging in introductory physics courses
Oregon State University（俄勒冈州立大学）
研究通过性别表达视角探讨入门物理学生归属感，分析性别压力如何影响其在物理学习中的感知和包容性。
2026-07-15 physics.ed-ph
Peer assessment enhances student learning
反馈对学习有很大的影响，但提供反馈的成本也很高。在大班中，教师甚至不可能提供个性化的反馈。最近，同伴评估作为一种提供个性化反馈的方式受到了关注，这种反馈可以扩展到大班。除了这些明显的好处之外，一些研究人员还指出，学生通过同伴评估来学习，尽管没有研究最终证明这种效果。通过在统计学入门课上进行随机对照试验，我们提供了证据表明同侪评估会显着提高学生成绩。我们的结论的强度关键取决于实验的精心设计，这是通过我们开发的基于网络的平台实现的。因此，我们的研究也证明了使用在线工具可以进行高质量实验的概念。
2014-10-14 physics.ed-ph stat.AP
What topics of peer interactions correlate with student performance in physics courses?
本研究通过社会网络分析六门物理入门课程，发现讲授课中概念讨论与成绩相关性最强，而实验课中仅小组合作显著相关，揭示了课程结构对学生互动与成绩关系的影响。
2023-10-23 physics.ed-ph
Attributing equity gaps to course structure in introductory physics
研究通过调整两门入门物理课的教学与考试结构，在不改变内容的情况下消除了种族/族裔和性别成绩差距，证明差距源于课程结构而非学生准备。
2023-07-14 physics.ed-ph physics.soc-ph
Multi-institutional assessment of Peer Instruction implementation and impacts using the Framework for Interactive Learning in Lectures
Drexel University（德雷塞尔大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Cornell University（康奈尔大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
研究通过多机构数据评估Peer Instruction实施差异及其对学生学习的影响，采用FILL+框架分析互动策略与学习增益的关系。
2025-08-11 physics.ed-ph
Role of inclusiveness of learning environment in predicting students' outcomes in courses in which women are not underrepresented
本研究基于501名生物科学专业学生的调查数据，发现学习环境中的感知认可和归属感分别对学生的物理身份认同和自我效能感具有重要预测作用，为创建包容性物理课堂提供了依据。
2024-10-22 physics.ed-ph
Using Peer-Customers to Scalably Pair Student Teams with Customers for Hands-on Curriculum Final Projects
本研究提出同伴客户机制，让学生互为客户配对完成实践课程期末项目，以锻炼学生的客户对接能力，并通过两届共64名学生的课程实践给出应用指南。
2024-09-07 cs.CY physics.ed-ph
How often does unguided peer interaction lead to correct response consensus? An example from Conceptual Survey of Electricity and Magnetism
University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
本研究通过电磁学概念调查，发现无教师指导的同伴互动能显著提升研究生成绩，主要源于知识建构，并建议课堂内外多开展小组互动。
2025-10-15 physics.ed-ph
Progression in self-efficacy, interest, identity, sense of belonging, perceived recognition and effectiveness of peer interaction of physics majors and comparison with non-majors and Ph.D. students
基于五年调查数据，比较物理专业学生、非物理专业学生和博士生的科学信念发展，发现物理专业学生的信念水平整体稳定且优于非专业学生，感知认同是物理身份认同的最佳预测因子。
2023-04-12 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
Understanding the development of interest and self-efficacy in active-learning undergraduate physics courses
建模教学（MI）是一种主动学习的物理入门课程，已被证明可以提高学生的学业成就。在多元智能课堂中，同伴间的互动起着重要的作用。他们对学生的兴趣和自我效能感的影响-各种职业理论的杰出结构-尚未得到彻底的探讨。我们的三个本科MI课程（N=221）的检查显示，学生的物理自我效能感，物理兴趣，一般科学的兴趣下降。物理兴趣与自我效能感之间存在正相关关系，科学兴趣与自我效能感之间存在负相关关系。我们测试了结构方程模型，证实学生互动对自我效能感有积极的贡献。本研究框架内更广泛的职业生涯理论框架，并提出了细致入微的考虑，在本科主动学习科学课程的背景下，关于兴趣和自我效能感的结构学生的课堂互动。
2022-10-25 physics.ed-ph
Socratic Dialogs and Clicker use in an Upper-Division Mechanics Course
在非入门物理课程中有效使用互动参与的一般问题仍然是开放的。我们提出了一个为期三年的研究，比较不同的方法来讲课在中级力学课程在科罗拉多州矿业学院。在第一年，讲座是相当传统的。在第二年的讲座进行了修改，包括教师和学生之间的苏格拉底对话。在第三年，教师使用个人反应系统和类似同伴教学的教学法。所有其他的课程材料几乎与传统的讲座课程相同。我们目前的结果，从一个新的概念调查，考试和课程评估。我们观察到学生的考试成绩变化不大，因为演讲技巧的变化，虽然学生一致认为点击器是“课程中最好的部分”，他们“学到的最多”。“事实上，当在这门课程中使用点击器时，学生比使用相同方法的CSM入门课程的学生更有可能参与进来。
2015-05-19 physics.ed-ph
Evaluating recognition and recall formats of social network surveys in physics education research
Drexel University（德雷塞尔大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
研究评估了社交网络调查中识别与回忆格式可能存在的系统误差，发现识别格式可能报告更多同伴互动，但名次效应不显著，为未来网络研究提供设计参考。
2025-08-11 physics.ed-ph
Student perceptions of the value of out-of-class interactions: Attitudes vs. Practice
从工业到政府再到学术界，吸引和留住科学、技术、工程和数学专业的学生被认为是21 $^{\text{st}}$世纪知识经济的关键因素。留住学生的能力似乎与理解他们融入一个机构的学术和社会体系密切相关。例如，有人指出，与同龄人互动不足可能导致对大学的承诺不高，并最终影响一个人是否辍学的决定。由于近一半的新生在大一结束时离开大学，再也没有回到大学，因此了解入门课程的经验作为提高学生持久性的手段的重要性尤为突出。我们调查学生的经验，在介绍物理课程，专注于他们的自我报告的看法的价值观的课外合作。我们发现，即使学生认为课外合作是成功的重要，它需要一个相对较长的时间，他们开始练习合作学习。
2021-03-10 physics.ed-ph
Relative benefits of different active learning methods to conceptual physics learning
Drexel University（德雷塞尔大学）；Michigan State University（密歇根州立大学）；Bryn Mawr College（布林莫尔学院）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本文比较了四种主动学习方法对概念学习的影响，发现SCALE-UP方法在提升学生概念理解方面效果显著优于ISLE和Peer Instruction，而Tutorials方法与其它方法无显著差异，同时课堂活动类型影响学习效果。
2026-06-09 physics.ed-ph
Introduction of interactive learning into French university physics classrooms
我们报告一个项目，介绍互动学习策略（ILS）的物理课在皮埃尔和玛丽居里大学（UPMC），在法国领先的科学大学之一。在2012年春季，在两个大的入门类，第一年，第二学期的机械，和第二年的介绍E&M，分别招收约500名和250名学生的教师，介绍ILS到每个类的一些部分。具体的ILS使用的是思想配对分享问题和同伴教学在主要的讲座教室，和UW补习物理学导论在复习部分。教学前和教学后的评估（分别为FCI和CSEM），以及一系列的人口统计学问题。我们能够比较FCI和CSEM的结果之间的互动和非互动类同时教授相同的课程。我们还分析了期末考试结果，以及学生和教师的态度调查结果之间的类。在我们的分析中，我们认为多元线性回归建模优于其他常见的分析工具，包括归一化增益。我们的研究结果表明，ILS是有效的，在提高学生的学习所使用的所有措施：研究验证的概念量表和期末考试成绩，在概念和传统的问题解决问题。多元线性回归分析表明，在课堂上的互动是一个显着的预测学生的学习，显示出类似或更强的关系，学生的学习比这样归因的特点，如父母的教育，并取得的特点，如GPA和每周学习的时间。对学生和教师态度的分析表明，两组人都认为ILS改善了学生在物理课堂上的学习，提高了学生的参与度和动机。
2013-11-14 physics.ed-ph
Astronomy Identity Framework for Undergraduate Students and Researchers
本研究通过质性现象学方法，基于社会认知职业理论和物理学身份认同框架，构建了包含兴趣、认可、同伴社会化、能力、归属感和职业期望六要素的天文学身份认同框架，并据此提出提升大学天文学可及性和包容性的建议。
2024-10-01 physics.ed-ph
Student created video content for assessment, experiential learning, and service
本研究探讨用学生创作数字媒体项目替代物理期中评估的可行性，验证了同行评审、学生生成媒体及自评在学习、评估和服务上的价值，还搭建了适配OpenStax教材的基础物理视频库，证实该非传统模式适配数字化异步教学趋势。
2020-10-27 physics.ed-ph
Talking by the numbers: Networks identify productive forum discussions
讨论论坛为学生提供了一个渠道，让他们在课外与同龄人和课程材料接触，甚至通勤者和非传统人群也可以使用。因此，论坛可以建立课堂社区，并帮助学习，但学生并不总是采取这些工具。我们使用网络分析比较三个学期的论坛日志从微积分为基础的物理课程的介绍。网络显示密集的合作结构，显着不同学期，即使总体参与统计数据保持稳定。在表征每个学期的网络结构后，我们将中心性与最终课程成绩相关联。最后，我们使用主干提取过程来清除网络中的“噪声”，并澄清中心性/等级相关性。我们发现，网络中心性与课程的成功，在两个学期与密集的论坛网络，是一个更可靠的指标比非网络措施，如后计数。主干提取破坏了这些相关性，这表明“噪音”实际上是信号，需要对讨论记录进行进一步分析。
2018-02-23 physics.ed-ph
Click, Watch, Learn: The Impact of Student Self-Study Materials on Physics E&M Course Outcomes
本研究探讨得克萨斯农工大学开发的自学材料（200多个在线视频资源和过往考试题库）对电磁学入门课程成绩的影响，发现旧考试利用是第二大预测因素，可缩小第一代学生的成绩差距。
2025-08-16 physics.ed-ph
Positive attitudinal shifts and a narrowing gender gap: Do expertlike attitudes correlate to higher learning gains for women in the physics classroom?
大量的研究表明，在物理入门课堂上使用互动参与教学法一贯导致学生的学习收益显着;然而，除了少数例外，这些学习收益往往不会伴随着更专业的态度和信念的物理和学习物理。事实上，在传统教学和主动学习的课堂环境中，经过一个学期的教学，学生的态度和信念往往变得更像新手。此外，在授课之前，男性在概念量表（如原力概念量表（FCI））上的得分通常高于女性，在态度调查（如科罗拉多州科学学习态度调查（CLASS））上的得分更像专家，这些性别差距通常在授课后持续存在。在本文中，我们分析了弗吉尼亚理工大学物理专业三年的FCI和CLASS职前匹配数据。这些课程采用了同伴教学、小组解决问题和直接指导的混合教学模式，同时明确强调了概念理解和成长心态的重要性。我们发现，FCI的性别差距缩小了，男性和女性在CLASS上都表现出了积极的、专家般的变化。也许最令人惊讶的是，我们发现了一个有意义的相关性之间的学生的课后成绩和正常化的FCI增益的妇女，但不为男性。
2021-01-13 physics.ed-ph
Reinventing College Physics for Biologists: Explicating an epistemological curriculum
马里兰大学物理教育研究小组（Umd-PERG）进行了一项为期五年的研究项目，以重新思考，观察和改革介绍代数为基础的（大学）物理。这门课是马里兰物理系的大型服务课程之一，主要为生命科学专业服务。在与生物学家协商后，我们重新将课程的重点放在帮助学生学习科学思考上--建立连贯性，从机制的角度思考，并遵循假设的含义。我们设计的课程，以挖掘学生的生产性概念和认识论资源，从学习研究的理论框架的基础上。改革后的班级在时间和教学人员方面保留了传统的结构，但我们修改了现有的最佳实践课程材料，包括同伴教学，互动讲座演示和Tuesday。我们为学生的协作提供了班级控制的空间，这使我们能够直接观察和记录学生的学习。我们还扫描了所有的书面作业和考试，我们管理的前后概念和认识论的调查。改革后的类增强了强大的收益前后的概念测试产生的最佳实践材料，同时获得前所未有的前后收益的认识论调查，而不是传统的损失。
2008-07-28 physics.ed-ph
Blending physical knowledge with mathematical form in physics problem solving
方程不仅仅是计算物理量或构建形式模型;它们还涉及理解。物理学家用来思考自然的概念系统是由许多不同的资源组成的，正式的和非正式的，它们一起工作，密不可分。通过混合数学形式和物理直觉，物理学家为他们使用的方程注入了意义。相比之下，在物理课上，新手学生往往只把数学当作一种计算工具，把它与他们丰富的物理知识隔离开来。我们感兴趣的情况下，学生通过阅读，操作，并建立有意义的方程，而不是纯粹的形式打破这一模式。为了找到这方面的例子，并探索学生结合正式和直观的资源的方式的多样性，我们进行了解决问题的采访，与学生在生命科学类的物理学入门。在访谈过程中，我们为学生使用的策略搭建了脚手架，这些策略需要正式和直观的推理，例如“检查极端情况”。我们使用认知游戏的分析框架来模拟学生如何使用的策略，以及他们如何访问解决问题的资源，我们提出的证据表明，新手学生使用这些策略访问更多的专家一样的概念系统比那些通常描述的解决问题的文献。他们将物理直觉与数学符号模板相结合，重新概念化方程的性质，并区分类似的函数形式。一旦介绍了一种策略，学生将其应用到新的场景中，并发现它的新用途，承认它是一种有用的，通用的解决问题的技术。我们的数据表明，这些策略可以潜在地帮助新手学生学习更有效地发展和应用他们的物理直觉。
2018-04-05 physics.ed-ph
Role of face-to-face lecturing in large enrollment physics classes
在大学一级的物理教育中引入主动学习可能对提高学习成果至关重要。在UNIST（蔚山国立科学技术研究所），物理学入门课程已经重新设计，以减少单向讲座的时间，同时增加课堂活动的时间，促进学生和教师之间的互动，以及增加学生之间的互动。我们测量了学生的成绩和学生的满意度，以评估新的学习方法对学生学习成果的影响。在第一学期，我们对一个N_I = 176人的班级进行了重新设计，减少了课时，用课前自学和课堂问题解决代替了课时，并与传统的N_II = 161人的课堂教学进行了比较。我们发现，尽管两个班级的期中成绩相似，但重新设计的班级的最终平均成绩比传统班级高出10分。在第二学期，我们将我们的策略应用于三个班级，但系统地控制面对面讲座占整个班级会议时间的比例，N1 = 160名学生的“1班”为1/3，N2 = 176名学生的“2班”为1/2，N3 = 177名学生的“3班”为2/3。（节录）
2016-02-26 physics.ed-ph
Beyond performance metrics: Examining a decrease in students' physics self-efficacy through a social network lens
介绍物理学的建模教学（MI）方法表明，学生对物理学的概念理解和态度显着增加。根据这些发现，我们调查了学生自我效能感的变化，同时考虑到结构的贡献，职业决策过程。在佛罗里达国际大学的2014年秋季和2015年MI课程的学生表现出自我效能感和整体自我效能感（N = 147）的每一个来源减少，如测量的科学课程的自我效能感的来源-物理（SOSESC-P）调查。无论学生的性别或种族如何，这一点都是正确的。鉴于MI课程的高度互动性和SOSESC-P上观察到的下降，我们选择进一步探讨学生自我效能的变化，作为三个中心性指标的函数（即，课堂社交网络中的关系位置）：inDegree、outDegree和PageRank。我们通过定期要求学生列出与他们有意义互动的同龄人的名字来收集社交网络数据。虽然控制的前SOSESC-P分数，自举线性回归显示后自我效能分数预测的PageRank中心。当分解的自我效能的来源，PageRank中心性被证明是直接相关的学生的掌握经验的感觉。InDegree与口头说服经验相关，而OutDegree与口头说服和替代学习经验相关。我们认为，在积极学习课堂上的社交网络的分析有助于揭示自我效能发展的细微差别。
2018-09-05 physics.ed-ph
