Bridging the Gap Between Virtual and Physical Laboratories: A Web-Based Interactive Platform for Undergraduate Physics Practicals
St. Xavier’s College（圣泽维尔学院）
本研究开发了一个网页互动平台，通过虚拟实验模拟弥补物理实验室教学的不足，提升学生概念理解与实验信心。
2025-07-14 physics.comp-ph physics.ed-ph
A DC discharge plasma experiment for undergraduate laboratories
National Taiwan University（台湾大学）
本文设计并构建了一个适用于本科生实验室的直流放电等离子体腔体，用于研究等离子体行为及基本物理现象，展示了电子温度、密度分布和磁聚焦等关键实验技术。
2025-12-11 physics.ed-ph physics.plasm-ph
Biophysical Measurements of Cells, Microtubules, and DNA with an Atomic Force Microscope
原子力显微镜（AFM）在研究实验室中无处不在，最近已被定价用于教学实验室。在这里，我们回顾了几个AFM平台（Dimension 3000由Digital Instruments，EasyScan 2由Nanosurf，ezAFM由Nanomagnetics和TKAFM由Thorlabs），并描述了各种生物物理实验，可以在教学实验室使用这些仪器。特别是，我们专注于成像生物材料和量化生物物理参数的实验：1）成像细胞以确定膜张力，2）成像微管以确定其持久长度，3）成像DNA分子的随机行走以确定其轮廓长度，以及4）成像拉伸的DNA分子以测量张力。
2015-12-15 physics.bio-ph physics.ed-ph
An undergraduate study of harmonic and parametric motion of a simple spring-mass system from motion waveforms
在本科物理实验室研究的弹簧质量系统可能会显示出复杂的动力学，由于重力，弹性和扭转力的同时作用，除了空气摩擦。在本文中，我们描述了一个实验室练习，迎合开始的学生，同时让那些有更多的背景有机会探索更复杂的方面的议案。如果不给学生预定的仪器，但允许他们设计实验装置，他们也可以学到一些物理思想和实验程序。使用由此产生的结果，我们描述了各种弹簧质量振荡模式，讨论了物理的显着偏差，从简谐运动。我们观察到的参数振荡行为的报告和调查。这项研究是基于运动波形的分析。
2013-06-03 physics.class-ph physics.ed-ph
Cognitive Load and Situational Interest in Physics Laboratories: A Comparative Study Across Three Instructional Modalities
Purdue University（普渡大学）
本研究比较三种教学模式对物理实验室中认知负荷和情境兴趣的影响，发现基于游戏的学习模式能有效降低认知负荷并提升学生兴趣。
2026-02-05 physics.ed-ph
A DIY Ultrasonic Signal Generator for Sound Experiments
世界各地的许多物理系都有电子和机械车间。这些研讨会的工作是设计和建立实验装置和仪器的研究和本科生的培训。然而，在苏丹等发展中国家，由于缺乏合格的技术人员和设备充足的车间，这些部门无法用自制设备补充其实验室。唯一的其他选择是从专业制造商购买所需的设备和实验装置。后一种选择在发展中国家的教育和研究资金稀缺且非常有限的部门是不可行的，因为这些制造商的设备通常过于昂贵。在过去的几年里，随着Arduino等原型设计工具的进步，微控制器开发板，更友好的编程语言，3D打印机，桌面数控机床和易于使用的CAD/CAM软件，对高素质技术人员和昂贵的车间设备的需求被放松了\cite{nature-flypi}。这种负担得起的，相对容易使用的工具的可用性增加了教师和研究人员愿意开发自己的实验设置\cite{polis-flypi}的数量的影响。在过去的一年中，由于需要为我们的实验室配备新的设备，我们在物理系建立了一个小型研讨会，用于开发我们本科实验室使用的实验设备。我们在这里描述的超声波信号发生器就是这样一种设备。
2016-11-11 physics.ed-ph
Undergraduate setup for measuring the Bell inequalities and performing Quantum State Tomography
本文提出一种低成本、多功能的纠缠光子实验装置，用于本科教学中测量CHSH贝尔不等式和双光子态层析成像，实验实现高保真纠缠态并显著违反贝尔不等式，提升量子概念可及性。
2024-07-16 physics.ed-ph quant-ph
A sterile-neutrino search using data from the MicroBooNE liquid-argon time projection chamber performed in an undergraduate teaching laboratory
本文将基于 MicroBooNE 真实数据的惰性中微子搜索改编为本科教学实验，让学生结合中微子振荡、统计分析和机器学习完成数据分类与搜寻。
2025-09-23 hep-ex physics.ed-ph
3D Printing an External Cavity Diode Laser Housing
控制外腔半导体激光器（ECDL）频率的能力是本科实验室和原子物理学研究的重要组成部分。典型地，用于ECDL的衍射光栅和压电换能器的外壳是商业购买的或由金属加工的。在这里，我们提出了一个替代这些常用的选项，利用3D打印，在许多物理部门可用的工具。我们的ECDL系统使用原子光谱和自外差干涉法的性能进行表征，并表明它是足够的本科光谱实验和一些研究应用中使用的非常窄的激光线宽是不必要的。3D打印设计的性能和可负担性使其成为未来使用的一个有吸引力的选择。
2020-09-18 physics.atom-ph physics.ed-ph
Development and Validation of the Colorado Learning Attitudes about Science Survey for Experimental Physics
作为全面努力改造我们的本科物理实验室，并评估这些努力的影响的一部分，我们已经开发了科罗拉多州的学习态度关于实验物理科学调查（E类）。E-CLASS评估了学生对实验室课程前后各种科学实验室实践的态度变化，并将态度与课程评分要求和实验室实践的看法进行了比较。E-CLASS旨在让研究人员深入了解学生的态度，并为寻求课程反馈的教师提供可操作的证据。我们目前的发展，验证，并初步实施的调查结果在三个本科物理实验室课程。
2012-07-10 physics.ed-ph
The parametric spring-mass system, its connection with non-linear optics, and an approach for undergraduate students
在本科物理实验室研究的弹簧质量系统可能会表现出复杂的动力学，由于重力和弹性力的同时作用，除了空气摩擦。在本文的第一部分中，我们描述了一个实验室实验，针对初学者的学生，这也给了那些有更先进的背景的机会，探索更复杂的方面所涉及的议案。如果学生没有预定义的仪器，而是允许他们自己设计实验装置，他们也可以学习物理学中使用的思维过程和实验程序。在本文的第二部分，我们提出了一个系统的研究，因为教师必须掌握其动态系统的参数行为。在垂直弹簧-质量系统中，垂直振动和摆动振动之间的非线性相互作用取决于两种运动的频率之比和运动的激励。系统的实验研究，再加上相关的模拟，突出了两种模式之间的能量转移的分区所涉及的物理学的许多方面。通过扫描共振曲线和施加小的和强的激励获得不同的运动波形，并进行了分析。不可避免的虚假运动的影响进行了研究。本文讨论了弹簧-质量系统中的参量相互作用与非线性光学晶体中频率转换过程中的参量相互作用之间的类比。
2014-02-21 physics.ed-ph
Qualitative observations in university physics laboratories: an example from classical mechanics
本文提出以定性观察替代传统定量评估的大学物理实验教学策略，通过“水瓶置于球上同时下落”的经典力学实验，培养学生注意现象、独立记录实验笔记和自主调整方法的能力。
2025-03-12 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
Integrating Artificial Neural Networks into Undergraduate Physics Laboratory: A Compound Pendulum Case Study
School of Physical Sciences, National Institute of Science Education and Research（国家科学教育研究中心物理科学学院）；Department of Mathematics, School of Advanced Sciences, Vellore Institute of Technology（维罗尔理工学院高级科学院数学系）
本文通过复摆实验展示如何利用人工神经网络辅助数据分析，学生先用传统方法确定重力加速度，再用ANN模型训练预测，验证了ANN在实验数据处理中的有效性及教育价值。
2026-05-14 physics.ed-ph
Survey of the physics landscape and attempts to improve diversity
来自统计上代表性不足的少数民族（URM）群体和妇女的学生在大多数物理科学，特别是物理学的本科和研究生学位中所占比例较小。这种代表性不足的现象在大多数物理系、大学和国家实验室的教师和高级管理职位中也很普遍。本会议记录总结了一个演示文稿，介绍了参与物理科学的统计数据，并讨论了旨在提高物理研究生课程多样性的桥梁计划等举措的成果。
2017-10-03 physics.ed-ph
Implementing a simple vectorial bridge with a digital oscilloscope
我们将展示如何利用仪器在本科生实验室建立一个简单的矢量桥。特别是，我们利用从数字示波器与个人计算机读取数据的可能性，并描述了一种算法，以获得两个正弦信号之间的相位差的准确评估。使用的桥梁来表征高Q RLC滤波器的组件示出，以大大提高谐振实验中的结果的理解。介质损耗，皮肤电流和分布电容的影响的直接证据。
2014-01-08 physics.ed-ph
Increase Investment in Accessible Physics Labs: A Call to Action for the Physics Education Community
美国物理教师协会（AAPT）实验室委员会组建了一个工作组，负责给物理教育社区写一封公开信，呼吁增加对可访问实验室课程的投资。本文的贡献者包括学生，工作人员和教师与残疾和非残疾人谁表示有兴趣在公开信。在本文件中，我们认识到需要使物理实验室在所有空间（例如，高中课程、研究生课程、研究实验室）。我们专注于残疾学生在本科阶段的物理实验室课程的经验，因为这是写作团队最集体的经验。本文档的目标受众包括物理学本科生、教职员工和教师，特别是那些直接参与实验室课程的人;物理系;以及包括AAPT在内的会员协会。我们首先介绍我们的文件的动机和教育和劳动力的可访问性和多样性的重要性。我们从更广泛的可访问性背景开始，将我们的重点缩小到物理教育和当前的事态和可访问资源的可用性。然后讨论物理实验室课程的具体背景下，无障碍，重点是如何创建和可以降低的障碍。在探索提高可访问性的想法和策略，我们认识到，实验室调查的多种途径的发展创造了机会，扩大学习机会，为更多的学生在物理实验室课程。
2022-02-02 physics.ed-ph
Stable levitation of ring magnets: A low-cost, 3D-printed experiment on the magnetic force-distance law
Facultad de Ciencias, Universidad de la República（共和国大学理学院）
该研究开发了一种低成本3D打印环形磁铁稳定悬浮实验装置，用于探究磁力与间距的定量关系，其结果与等效电流环模型吻合良好，相关设计文件已公开以支持可重复性。
2026-10-08 physics.class-ph physics.ed-ph physics.pop-ph
Rapid Transition to Remote Instruction of Physics Labs During Spring 2020: Instructor Perspectives
实验课是本科物理课程的重要组成部分。在物理实验室，学生可以从事真实的，动手的实验实践，这可以为他们准备研究生院，研究实验室和工业工作。由于2020年春季的COVID-19疫情，世界各地的学院和大学迅速过渡到远程教学实验室。在这项工作中，我们报告的结果，从物理实验室教师的调查，他们如何适应他们的课程在过渡到紧急远程教学。我们发现，回应调查的教师在将课程过渡到远程教学时面临着许多挑战，特别是在为学生提供与现场实验室类似的体验方面。此外，我们确定了教师的反应中的共同主题，包括改变课程的学习目标，使其更加以概念为中心，减少由于公平和技术问题而进行的小组工作，并使用各种模拟工具，以及报告教师希望在回到现场教学后继续进行的因素。
2021-12-22 physics.ed-ph
Virtual physics laboratory courses: An evaluation of students' self-efficacy and intelligence mindset
本研究评估了COVID-19期间远程物理实验室课程对学生自我效能感和智力心态的影响，发现Kahoot!参与本身未显著提升自我效能感，但智力心态与自我效能感存在强相关性。
2023-01-06 physics.ed-ph
