Lab Manual of Introductory Physics-I for Virtual Teaching
一组虚拟实验设计用于介绍物理I（分析和一般）类，其中包括运动学，牛顿定律，能量，动量和旋转动力学。虚拟实验是基于视频分析和仿真。只有开放教育资源（OER）用于实验。虚拟实验旨在模拟物理实验室实验。所有计算和数据分析（分析和图形）均使用Microsoft excel完成。在课堂上，学生们得到了精心制作的Excel表格，并使用Excel进行了逐步计算。特别强调学生的学习成果，如理解，应用，分析和评估。学生的学习成果进行了研究，每个实验和学期末书面考试（基于实验）的详细实验报告。实验室课程完全通过网络增强，并使用学习管理系统（LMS）进行管理。记录每堂实验课并添加到LMS中。利用视频会议技术建立虚拟实验室，并采用同步和异步两种远程教学方式对实验室进行了测试。
2020-12-26 physics.ed-ph
Confirming what we know: Understanding questionable research practices in intro physics labs
许多机构正在改变他们的入门物理实验室的重点，从验证物理内容转向教授学生科学的技能和性质。随着教学的变化，学生在实验室的方法和行为也会发生变化。在这项研究中，我们评估了学生的实验笔记，从早期的活动，在实验为重点的实验课程。我们发现，大约30%的学生团体（来自三个机构的107个团体）在他们的实验室笔记中记录了有问题的研究实践，例如对结果的主观解释或操纵设备和数据。这些实践中的绝大多数都与验证性目标有关，我们怀疑这些目标源于学生之前对验证实验室的接触。我们提出了以实验为重点的实验室，以更好地让学生在负责任的研究和真实的科学实践行为的方式。
2018-07-12 physics.ed-ph
Seeing the real world: Comparing learning from verification labs and traditional or enhanced lecture demonstrations
物理入门课程的教师经常使用实验室和演示来强调讲座和教科书中介绍的物理方程描述了现实世界中实际发生的事情。这些实验室和演示的表面特征和教学学习目标可能看起来非常相似（预测-观察-解释）。然而，物理教育研究发现，这些教学方法对学生的物理内容知识的影响非常不同，这些影响主要取决于几个教学特征。在本文中，我们通过比较验证实验室中的学习方法，传统的讲座演示和增强的讲座演示的细节来解开研究。我们讨论了可测量的不同的学习成果的可能机制，根据预测，认知负荷和参与的作用解剖的活动。我们使用这种特性来激励重新思考实验室的实验技能和信念的目标，而不是验证物理内容。
2019-05-31 physics.ed-ph
Assessment of critical thinking in physics labs
尽管本科生在入门物理实验室花费了大量的时间，但对这些实验室的教学目标和公认的诊断评估几乎没有共识。针对这些问题，我们开发了物理实验室批判性思维量表（PLIC），以评估学生在物理实验室环境中的批判性思维能力。具体而言，PLIC旨在评估学生在理解数据，可变性，模型和实验方法方面的技能，并评估实验室课程在发展这些技能方面的有效性。在这里，我们使用2017-2018学年期间从12所机构收集的2681名有效学生的回答来讨论该工具的统计和专家验证。作为我们验证的一部分，我们解决了实验室设计对学生在仪器上的表现的影响。
2018-08-31 physics.ed-ph
Peer Evaluation of Video Lab Reports in an Introductory Physics MOOC
当课程注册人数变得非常大（约10^4名学生）时，评估学生的表现变得具有挑战性。作为佐治亚理工学院2013年提供的物理学入门大规模开放在线课程（MOOC）的一部分，学生们提交了力学实验室的视频报告。这些报告的同行评价提供了评价学生实验室工作的主要方法。本文介绍了开发和使用的方法，以指导学生评价对方的视频实验报告。我们还讨论了学生的同伴评价行为是如何随着课程中提供的不同干预措施而改变的。
2014-10-15 physics.ed-ph
Students' attitudes toward experimental physics in a conceptual inquiry-based introductory physics lab
有一些证据表明，基于概念探究的入门物理实验室课程，如实时物理，可以提高学生对物理概念的理解。因此，这些课程可能是有吸引力的教师谁寻求改造他们的物理实验室，以提高学生的学习。然而，概念探究为基础的实验教学对学生的态度和信念的影响实验物理，测量的E-CLASS调查，尚未完全理解。我们目前的数据从三个课程的方法超过四个学期（$n=701$）。在第一次实施基于概念探究的入门物理实验室时，我们没有看到E-CLASS分数的变化。然而，要求学生反思与实验物理有关的问题的增加与E-CLASS结果相关联，这些结果与其他有效的实验室教学方法相当。
2022-04-01 physics.ed-ph
Patterns of Gendered Performance Difference in Introductory STEM Courses
成绩为学生提供了主要的表现反馈：影响学业选择的信号。不同课程的评分方法不同，对选修这些课程的学生会有分数惩罚（和奖金）。这些等级惩罚有时是性别化的。利用密歇根大学的大量数据，我们报告了116门大型课程的成绩惩罚和性别表现差异的模式。我们发现，显着的性别表现差异是无处不在的大型入门STEM讲座课程。他们在STEM实验室和其他学科的讲座课程中基本上都缺席。探索这些课程的特点，我们假设，在STEM讲座课程中使用的评估方法与刻板印象的威胁，创造这些性别的性能差异。
2016-08-26 physics.ed-ph
Value added or misattributed? A multi-institution study on the educational benefit of labs for reinforcing physics content
教学实验室被广泛认为是一种独特的，尽管昂贵的，教授科学内容的方式。我们测量了三个非常不同的机构的九个不同的实验室课程的介绍性实验室课程在实现这一教育目标的有效性。这些机构和课程涵盖了广泛的学生群体和教学风格。所研究的九门课程有两个关键的共同点：实验室旨在加强讲座中提出的内容，实验室是可选的。通过比较参加实验和没有参加实验的学生的表现（对选择效应进行了仔细的标准化），我们发现，通过课程考试成绩来衡量，参加实验的学习普遍而精确地没有增加价值。这项工作应该激励机构和部门重新审视其实验室课程的目标和行为，因为它们具有资源密集型的性质。我们展示了为什么这些结果在研究和教学实验室参与的学生的比较心理过程中是有意义的，并提供了替代目标和教学方法，使实验室课程更具教育价值。
2017-05-10 physics.ed-ph
Impacts of real-time data collection on introductory algebra-based physics
包括实时数据收集技术是升级物理实验室的常见做法，并且假设这种技术可以提高学生的学习，但很少有人证明技术的效果。具体的活动已被证明是由技术增强，但对类作为一个整体的影响一直未被探索。本文探讨了技术对两个代数为基础的物理导论课的影响。在本文中，我们使用FCI，MPEX，调查和人种学记录的实时数据收集技术被纳入建模物理类的学习的改善。所研究的两个班级的不同之处仅在于是否包含技术。发现的结果是显著的。在高科技班的学生比在没有技术的班级的学生学到了更多的东西。本文探讨了学习的收获，并将其与技术的增加直接联系起来。
2007-09-18 physics.ed-ph
Introductory E & M Lab Manual for Virtual Teaching
介绍电和磁实验室手册的目的是使用虚拟物理II类。实验手册包括静电学、电势和能量、电流和电阻、直流电路、电磁学和交流电路等实验。虚拟实验基于模拟。开放教育资源（OER）用于所有实验。虚拟实验旨在模拟物理实验室实验。特别强调了用Excel进行计算数据分析。每个实验室的Excel表格都发给了学生，并在同步课程中解释了Excel中的分步计算。学习管理系统（LMS）被用来充分网络增强实验课。通过使用实时视频会议技术提供虚拟实验室，并将录制的实验室会话添加到LMS中。实验室类测试了两种虚拟交付方法（同步和异步）。学生的学习成果（理解，应用，分析和评估）进行了研究，详细的实验室报告和学期末的实验室为基础的书面考试，证实了虚拟实验室类是有效的实物实验室类。
2020-12-24 physics.ed-ph
Quantitative comparisons to promote inquiry in the introductory physics lab
在最近的一份报告中，美国物理教师协会制定了一套更新的本科物理实验室课程的建议。1本文件侧重于六大主题：构建知识，建模，设计实验，开发技术和实践实验室技能，分析和可视化数据，以及交流物理。这些主题都结合在一起，作为一套科学测量，分析和实验的实用技能。除了教学生如何使用这些技能外，重要的是让学生知道何时使用它们，以便他们能够自主使用它们。这需要，特别是在分析技能的情况下，高水平的调查行为，以反映数据和测量，学生很少在实验室实验中做。在本文中，我们描述了一个简单的框架，用于构建与实验室工作相关的批判性思维和探究行为，其重点是数据集之间比较的迭代周期。我们描述的框架，并展示了它的使用在介绍物理实验室课程的例子。
2015-06-09 physics.ed-ph
Designing Laboratories for Online Instruction using the iOLab Device
科学实验室是整合到在线教学中最具挑战性的课程组成部分之一。现有技术限制了实验的设计和性质，并且很难复制协作实验室环境，其中频繁和即时的教师反馈是常态。在这里，我们报告的技术和教学方面的新开发的实验室的在线课程使用互动在线实验室（iOLab）设备。我们认为，这项技术，再加上强调团队合作，有针对性的反馈和自我调节技能的在线课程设计，为学生提供了一个强大的框架，让他们在课堂外做可靠的，引人入胜的，基于探究的和动手的实验室。在描述了实施和技术之后，我们解释了我们的实验室目标以及实验室如何整合到两门物理入门课程中。最后，我们以运动学实验为例。
2021-01-06 physics.ed-ph
Hierarchical Linear Modeling Approach to Measuring the Effects of Class Size and Other Classroom Characteristics on Student Learning in an Active-Learning Based Introductory Physics Course
班级规模对学生学习的影响具有许多政策含义，几十年来一直是对话和研究的主要主题。尽管如此，在大学环境或物理课程的背景下，对班级规模的研究很少。在讨论了分层线性模型（HLM）背后的一些推理以及如何解释HLM分析的结果，同时将本研究应用于课程成绩的测量理论，本文继续使用一系列分层线性模型来研究基于主动学习的入门物理课程中班级规模的影响。结果发现，在研究的范围内，班级规模并没有显着的影响，学生成绩被用作代理学生理解的基础材料。然而，各种各样的问题和限制意味着这肯定不是故事的结尾，当涉及到这些课程以及影响学生成绩的各种因素时，无论是理论上还是经验上，都还有很多工作要做和讨论。
2018-09-01 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
CURE-like, not cure-all: Varying broad relevance in experimentation labs produces similar student outcomes
Cornell University（康奈尔大学）；University of Toronto（多伦多大学）
本研究通过并行运行两种实验型实验室（一种类似CURE增加广泛相关性，另一种使用典型设备），发现两者在学生批判性思维技能和态度方面产生相似成果，表明广泛相关性可能并非提升学生成果的关键。
2026-05-30 physics.ed-ph
Measuring the impact of an instructional laboratory on the learning of introductory physics
我们分析了两门大型物理导论课程中参加相关实验课对期末考试成绩的影响。完成每门课程的学生中，大约有三分之一还参加了附带的教学实验室课程。实验室课程是相当传统的，虽然他们专注于支持相关课程中所涵盖的入门物理主题的子集的掌握。使用与实验课程概念相关的相关课程的期末考试问题，比较了参加实验课程和未参加实验课程的学生之间的表现。在每种情况下，参加实验室课程的学生人数与那些没有参加实验室课程的学生在背景和专业方面有所不同。这些差异是通过将他们在实验室相关问题上的表现与不涉及实验室内容的考试问题上的分数标准化来考虑的。当以这种方式进行标准化时，在两门课程中，参加实验室的学生在实验室相关问题上的平均得分在未参加实验室的学生的1%以内，不确定性为2%。这一结果提出了关于实验室在支持掌握物理内容方面的有效性的问题。
2015-08-20 physics.ed-ph
Interactions between teaching assistants and students boost engagement in physics labs
通过在课堂上的观察助教（TA）和学生在实验室部分的一个大型物理入门课程，我们研究TA的行为可以用来预测学生的参与，反过来，这种参与如何与学习。对于助教，我们记录数据，以确定他们如何坚持和提供课程计划，以及他们如何在实验室与学生互动。对于学生，我们使用观察来记录学生的参与程度，并通过实验技能的前测和后测来衡量学习情况。我们发现，助教与学生互动的频率，特别是由助教发起的互动，是学生参与度的一个积极和重要的预测因素。有趣的是，互动的长度与学生的参与度没有显着相关性。此外，我们发现，学生参与是一个更好的预测后测试的表现比前测试成绩。这些结果揭示了学生学习如何进行探究的方式，并表明，通过积极主动地吸引学生，助教可能会对学生的参与产生积极的影响，从而在实验室中学习。
2014-07-18 physics.ed-ph
All aboard! Challenges and successes in professional development for physics lab TAs
本文开发并评估面向物理实验课研究生助教的研究型专业发展项目，从反思、课堂互动和学生态度三方面证明其可改善助教表现并促进学生学习。
2019-11-04 physics.ed-ph
Examining teaching assistant pedagogies in traditional laboratories and recitations
本研究使用RIOT工具观察物理入门课程中助教在传统实验室和复习课的教学互动，发现复习课互动差异大而实验室互动相似，且与传统环境相比，教师观察学生时间是关键区分特征，为教学改革提供参考。
2025-09-11 physics.ed-ph
Operationalizing the AAPT Learning Goals for the Lab
对教学实验室改革的呼吁意味着许多教师和部门正面临着为他们的入门实验室课程确定目标的艰巨任务。幸运的是，美国物理教师协会（AAPT）发布了一系列关于实验室学习目标的建议，以支持实验室重建[1]。在这里，我们概述了我们已经经历的过程，以确定一组学习目标的实验室，操作那些由AAPT提供的。我们还提供了两个新开发的实验室活动的例子，旨在实现这些目标，以证明这种可操作性。我们的目标是为部门和教师提供一些他们可以遵循的程序或一组目标的想法，他们可以用来调整实验室教学与AAPT学习目标。
2018-08-31 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
Dynamics of Productive Confirmation Framing in an Introductory Lab
本文探讨了在入门物理实验中，学生的验证性期望如何通过“故障排除”模式支持生产性学科参与，促进认知能动性和学科实践。
2024-04-22 physics.ed-ph
Smartphone-Based Undergraduate Physics Labs: A Comprehensive Review of Innovation, Accessibility, and Pedagogical Impact
Department of Physics and Astronomy, The University of Georgia（佐治亚大学物理与天文学系）
本文综述了基于智能手机的物理实验室在创新性、可及性和教学影响方面的研究，探讨了其在物理教育中的变革作用。
2025-08-30 physics.ed-ph
Quantifying critical thinking: Development and validation of the Physics Lab Inventory of Critical thinking (PLIC)
介绍物理实验室教学正在经历一场变革，越来越重视发展实验和批判性思维能力。这些变化提出了标准化的评估工具，以确定学生通过教学实验室发展这些技能的程度的需要。在这篇文章中，我们提出了批判性思维的物理实验室清单（PLIC）的开发和验证。我们将批判性思维定义为使用数据和证据来决定信任什么和做什么的能力。PLIC是一个10个问题的封闭式评估，旨在探索学生在物理实验背景下的批判性思维技能。使用访谈和数据，从5584名学生在29所院校，我们证明，通过定性和定量的手段，有效性和可靠性的工具，测量学生的批判性思维能力。这为教学实验室建立了一种有价值的新的评价工具。
2019-01-21 physics.ed-ph
Network analysis of students' drawn representations of an introductory lab
本研究用基于绘画的调查与网络分析考察 N=74 名学生对入门物理实验实践共同体的感知，揭示元素关联及性别、第一代大学生和种族群体间的大效应量差异。
2025-07-25 physics.ed-ph
Developing a reasoning inventory for measuring physics quantitative literacy
为了提高公民在工作场所、政治和其他定量推理发挥重要作用的领域的参与质量，定量素养（QL）已成为数学教育中相当多的研究和开发工作的重点。QL的特点是用初等数学进行复杂的推理。在这个项目中，我们扩展了QL的概念，包括物理领域，并称之为物理定量素养（PQL）。我们报告的早期阶段的发展，从合作，重点是推理库存设计和数据分析方法来衡量整个介绍物理序列的PQL的发展。我们已经试行了一个原型评估，旨在衡量学生的PQL在介绍物理：物理量表的定量素养（PIQL）。这个原型PIQL集中在PQL的两个组成部分：比例推理和负量推理。我们目前的初步结果，从大约1,000名本科生和20名研究生。
2019-01-10 physics.ed-ph
Toward a valid instrument for measuring physics quantitative literacy
我们开发了物理定量素养量表（PIQL），作为在入门物理主题背景下衡量学生定量素养的工具。我们提出了各种定量分析的结果，用于建立个人项目和PIQL作为一个整体的有效性。我们将展示如何检查经典的测试理论分析，因子分析和项目反应曲线的结果，告知有关项目的列入，删除或修改的决定。我们还讨论了如何选择，包括多项选择/多项响应项目通知我们的选择分析和解释他们的结果。我们相信，最新版本的PIQL是一个有效和可靠的工具，用于测量学生的物理定量素养在微积分为基础的物理入门课程在我们的主要研究地点。还需要更多的数据来确定其在其他机构和其他课程中使用的有效性。
2020-07-16 physics.ed-ph
Meeting Laboratory Course Learning Goals Remotely via Custom Home Experiment Kits
在本文中，使用具有成本效益的，定制的家庭实验套件的第一学期介绍物理实验室的远程教学。套件实验的设计旨在匹配现有的现场实验室实验学习目标和远程教学中的一般实验室课程学习目标。此外，还开发和采用了一种经修订的小组项目方法，该方法针对远程使用进行了优化，并利用了这些工具包。在2020年夏季学期结束时的学生调查结果表明，关键的学习目标得到了满足，学生对远程实验室的满意度得到了保持，并通过视频会议分组会议室实现了成功的协作。
2020-07-10 physics.ed-ph
A New Lab for Measuring the Speed of Light
一个典型的电磁学的介绍性治疗高潮与麦克斯韦方程组的调查，显示在许多前几周涵盖的概念之间的美丽的联系。这里描述的实验室是一个实验对应物，提供了一种测量电，磁和光速之间联系的方法。这是使用学生（可能）已经在实验室和课堂上探索过的设备完成的。
2020-05-30 physics.ed-ph
The Physics Inventory of Quantitative Literacy: A tool for assessing mathematical reasoning in introductory physics
物理导论教学的一个理想结果是学生将发展对物理现象进行定量推理的能力。很少有研究已经做了关于学生如何发展的代数概念和技能的推理有关的物理量，这是不同的物理概念的理解或解决问题的能力。我们介绍了定量素养的物理库存（PIQL）作为测量定量素养的工具，数学推理的基础，在介绍物理学的背景下。我们提出了PIQL的发展和证据，其有效性，用于微积分为基础的物理入门课程。与概念量表不同，PIQL是一种推理量表，可用于评估学生在入门物理教学过程中的推理能力。虽然与PIQL相关的数学推理在以前的数学课程中教授，但前/后测试分数显示，这种推理并不容易被大多数物理学生使用，也不作为物理教学的一部分发展-即使在使用高质量，基于研究的课程材料的课程中。与物理教育中的许多库存一样，我们希望使用PIQL来支持教学策略和材料的开发-在这种情况下，旨在满足所有学生在入门物理学中定量识字的课程目标。
2021-06-09 physics.ed-ph
Recitation tasks revamped? Students' perceptions of smartphone-based experimental and programming tasks in introductory mechanics
本研究在入门力学课程中引入基于智能手机的实验任务，并通过调查发现其学习感知和情感反应优于编程任务、接近标准习题课任务，证明其可有效融入教学并改进传统习题课。
2025-05-19 physics.ed-ph
High stakes exams inflate a gender gap and contribute to systematic grading errors in one introductory physics series
本文通过补考与不同风险考试的对比实验，论证物理导论考试中的性别差距源于考试风险而非学生物理能力差异，并建议教师采用低风险评估方式。
2025-09-19 physics.ed-ph
Determination of the coefficient of thermal expansion by measuring frequency of a heated music wire
通过经验观察从事物理和材料特性是本科物理和工程教育的基本组成部分。一些工作已经提出了实验来确定材料的热物理常数，例如找到线膨胀系数。正如Dajbych和Polak等人所表明的，通过测量吉他上拔出的高碳钢丝的频率，可以用实验方法验证物理常数。在我们以前的工作的基础上，我们已经扩展了我们的方法，以验证线性热膨胀系数通过一个可访问的程序在介绍物理教育。
2022-11-19 physics.ed-ph
Factors Contributing to Attitudinal Gains in Introductory Astronomy Courses
大多数学生不会将天文学入门作为他们专业的一部分;对许多人来说，这是他们将学习的最后一门科学课程。因此，它有很大的潜力，以塑造学生的态度，以干领域为他们的余生。因此，我们认为，它是不太重要的，在评估天文学入门课程的有效性，探索传统的课程学习收益比探索的影响，各种课程组成部分对这种态度。我们描述了我们对期末调查的分析结果，这些调查是在2014-2015年共有749名学生返回的，这些学生来自10个机构，这些机构至少使用了我们于2009年在北卡罗来纳大学教堂山分校首次实施的天文学入门讲座和实验室课程的一部分。调查的目的是衡量每个学生的态度，并探讨相关的态度与他们的利用率，并与满意度，各种课程的组成部分，以及其他措施，他们的学术背景和他们的自我评估的表现在课程中。我们发现，学生的态度是显着的正相关，他们希望收到的成绩，以及他们的评级的课程的整体效果。在较小的程度上，我们发现学生的态度与他们的数学背景呈正相关，无论他们打算主修还是从事STEM职业，以及他们对教师有效性的评价。我们发现，学生的态度是负相关的工作量，他们认为这门课程涉及，令人惊讶的是，他们的家庭机构的规模和声誉。我们还发现，对于接触过他们的学生子集，学生的态度与他们对课程讲座部分的帮助性以及利用UNC-CH天网机器人望远镜网络的望远镜实验室的看法呈正相关。
2019-10-25 astro-ph.IM 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
Interview validation of the Physics Lab Inventory of Critical thinking (PLIC)
虽然入门物理实验室的一个重要目标是训练学生的科学推理和批判性思维，但目前还没有标准的物理测试来评估这些技能。我们正在开发和验证物理实验室批判性思维量表（PLIC），这是一项旨在探索学生在物理实验室课程中批判性思维能力的评估。该仪器要求学生评论一组实验方法和数据，并使用它们来评估特定的物理模型（弹簧上的质量周期）。目前，我们正在通过对学生的采访来验证封闭式问卷调查，并在这里展示了12次此类采访的结果。我们描述了从这些访谈中出现的一种趋势，学生的推理分为三种主要的行为模式：选择所有选项，提示关键词和批判性分析。我们已经找到了让学生转向最后一种更可取的行为的方法。我们讨论了这些发现可能与其他概念量表的设计相关的方式。
2018-02-07 physics.ed-ph
Measuring fidelity of implementation of named active learning methods in physics
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）
本研究评估了18位物理教师实施三种主动学习方法的保真度，发现其关键组成部分使用时间与高保真实施相似，但实施风格存在显著差异，且保真度与学生学习增益无明显关联。
2025-12-19 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
Measuring the Learning from Two-Stage Collaborative Group Exams
两阶段协作考试是学生首先单独完成考试，然后立即在协作组中完成相同或类似的考试。为了量化这些两个阶段的考试在介绍物理课程的组成分的学习效果，使用随机交叉设计，其中每个学生都参加了治疗组和对照组。对于两个两阶段的合作小组期中考试中的每一个，问题被设计成与期末诊断问题形成匹配的近迁移对，期末诊断问题被用作学习测试。对于诊断测试问题与第一次期中考试的问题配对，这是在诊断测试前六到七周进行的，使用混合效应逻辑回归分析发现，对照组和治疗组之间的诊断测试表现没有显着差异。对于与诊断测试前一到两周进行的第二次期中考试的问题配对的诊断测试问题，治疗组在诊断测试中的表现显着高于对照组。
2015-01-13 physics.ed-ph
Measuring the Speed of Light with a Time-of-Flight Setup: An Authentic Experiment for High School
Istituto “A. Degasperi”, Provincia Autonoma di Trento, Borgo Valsugana, TN, Italy（德加佩里学院，特伦托自治省）
本研究设计了让学生全程参与的光速测量实验活动，旨在帮助高中生认识实验设计的约束重要性，了解半导体技术与超短时间测量的意义。
2026-10-12 physics.ed-ph
Measuring and modeling physics students' conceptual knowledge structures through term association times
传统的以问题为基础的考试不是评估物理学生概念知识的“结构”或向学生和教师提供诊断性详细反馈的有效工具。我们提出了自由术语条目任务，候选人的评估工具，探索概念之间的联系，在学生的理解一个主题。在这个任务中，学生被给予一个一般的主题区域，并要求在给定的时间内回答尽可能多的主题区域的术语;每个术语输入事件之间的“思考时间”与响应术语一起记录。这项任务是给两个不同的物理导论班的学生做的。反应术语的思考时间被发现与两个概念之间的关联强度相关。此外，从任务的思考时间集显示不同的，有特色的模式，这可能被证明是有价值的学生评估。我们提出了一个定量的动力学模型，称为矩阵行走模型，它是能够匹配的观测数据的许多方面。数据的一个特殊特征--一个明显的“尖峰”叠加在大多数思维时间集的对数正态分布上--并没有被拟合。尖峰，在数据中观察到的其他模式，以及提出的现象学模型都可以从认知理论的基础中受益。
2007-02-14 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
61 ways to measure the height of a building: an introduction to experimental practices
我们为本科生创建了一个介绍性的物理活动，包括用不同的方法测量相同的物理量。它允许学生面对不确定性，精度和模型与理论的问题。其目的是仅使用智能手机和日常低成本设备来测量建筑物的高度。我们设计了61种方法，并测试了其中的大多数。这些方法可以在各种教学场景中实施，让学生参与到实验室之外的具体任务中，几乎以零成本轻松设置。
2021-07-19 physics.ed-ph
Measuring Wigner functions of quantum states of light in the undergraduate laboratory
本文介绍了一项在本科实验室测量光量子态 Wigner 分布函数的教育活动，学生通过预对准实验装置和定制图形界面重建 Wigner 函数，并加入模拟数据分析功能以支持疫情下的量子光学远程学习。
2023-10-26 physics.ed-ph physics.optics quant-ph
