Motion Tracking in Undergraduate Physics Laboratories with the Wii Remote
我们报告的Wiimote，光跟踪遥控设备，纳入两个本科水平的实验。我们提供了Wiimote的基本功能的概述和其运动跟踪能力的系统分析。本文介绍了Wiimote在空气台上测量线动量守恒和角动量守恒以及用经典的卡文迪什扭摆测量引力常量的应用。我们的研究结果表明，Wiimote是一种简单而实惠的方式来简化数据采集过程，并产生的结果，一般优于那些与传统技术。
2012-01-31 physics.ed-ph
Lab notebooks as scientific communication: investigating development from undergraduate courses to graduate research
在实验物理学中，实验笔记本在研究过程中起着至关重要的作用。尽管实验室笔记本无处不在，但很少有人正式关注什么是科学文献的“最佳实践”，以及研究人员如何在实验物理学中学习这些实践。使用与实践研究人员，即物理研究生的访谈，我们探讨了不同的经验，研究人员在学习如何有效地使用笔记本电脑的科学文件。我们发现，很少有受访者认为，他们的本科实验课成功地教他们保持一个实验室笔记本的好处。大多数描述的实验室笔记本使用的培训要么是无效的，要么是在他们的本科实验室课程经验中完全缺失的。此外，绝大多数受访者解释说，他们在研究生院的经历中没有接受过任何关于维护实验室笔记本的正式培训，并且很少或根本没有从他们的顾问那里得到关于这些记录的反馈。许多受访者描述说，只有在经过一段时间的试错并已经开始在研究生课程中进行研究之后，他们才了解了此类实验室记录的目的和如何维护。尽管科学文献在研究企业中发挥着核心作用，但这些物理学研究生并没有通过正式的指导获得文献技能，而是通过非正式的实践。
2016-08-11 physics.ed-ph
Designing Experiments: Student Learning Experience and Behaviour in Undergraduate Physics Laboratories
我们调查了物理学生的学习经验和行为在一个第二年的实验室通过分析转录录音的实验室会议。一组学生被要求分析和解释他们的结果。另一组只提供问题，并要求设计和执行实验，解释数据，并得出结论。这两种方法涉及不同层次的学生探究，他们被描述为引导和开放的探究。后者为学生提供了更多的机会来实践“设计性实验”，这是美国物理教师协会（AAPT）对本科物理实验室课程建议中的六大学习成果之一。定性分析进行的音频转录，以确定新兴的主题，它是通过定量分析，以更丰富的理解学生的经验。一个重要的发现是，可以显着改善影响学生的学习经验和行为的本科实验室，通过增加在实验室实验中的调查水平。这最容易通过要求学生设计自己的实验程序来实现。
2020-06-11 physics.ed-ph
Studying the effect of Polarisation in Compton scattering in the undergraduate laboratory
本文介绍了一个在本科生实验室中进行的直接观察光子偏振对康普顿散射影响的实验。最初未偏振的光子束通过康普顿散射偏振，并通过随后的散射进行分析。该实验的目的是使用通常在本科物理实验室提供的设备。实验结果进行了比较与Geant4模拟和几何效应进行了讨论。
2018-01-23 physics.ed-ph physics.ins-det
Exploring viscous damping in undergraduate Physics laboratory using electromagnetically coupled oscillators
我们设计了一个低成本，电磁耦合，简谐振荡器和演示自由，阻尼和强迫振荡在本科生（UG）物理实验室。它由一个弹簧磁铁系统组成，可以在一个圆柱体内振荡，圆柱体周围缠绕着铜线圈。这样的演示可以补充传统的波浪和振荡课程的教学方式，并为学生提供更丰富的教学经验。我们还表明，以最小的修改，它可以用来探测液体中的粘性阻尼力的大小，通过分析浸没的磁铁的振荡。最后，我们提出了一些学生的活动，探索非线性阻尼效应和他们的特点，使用该设备。
2013-11-29 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
Implementation and goals of quantum optics experiments in undergraduate instructional labs
随着量子信息科学和技术（QIST）变得越来越普遍，不仅在研究实验室，而且在工业中，许多教育工作者正在考虑如何最好地将量子力学的学习纳入各级教育。虽然大部分的重点是在非实验室课程的量子概念，目前的工作在QIST有一个实质性的实验组成部分。许多本科实验室课程的教师希望为学生提供量子实验的机会。一种常见的方法是通过一系列量子光学实验，通常被称为“单光子实验”。这些实验用研究实验室常用的设备展示了基本的量子现象;然而，它们是资源密集型的，不是所有机构都能负担得起。因此，必须知道这些实验提供给学生什么独特的启示。作为一个起点，我们调查和采访教师谁使用单光子实验在本科课程，询问他们如何以及为什么使用的实验。我们描述了最常用的实验在量子和超越第一年的实验室课程，学生执行的行动的流行，和学习目标，从概念知识到实验室技能，学生的影响。最后，我们提出了一些策略，从这些数据展示教师如何解决的共同挑战，准备学生的工作与概念和技术上复杂的实验和平衡的实践技术技能与完成的实验。
2023-03-10 physics.ed-ph
Development, validation and in-class evaluation of a sequence of clicker questions on Larmor precession of spin in quantum mechanics
让学生参与设计良好的点击器问题是物理课程中常用的研究性教学策略之一，部分原因是它的实施门槛相对较低。此外，经过验证的强有力的序列的点击问题可能会提供更好的脚手架支持和指导，以帮助学生建立一个良好的知识结构的物理比一个单独的点击问题在一个特定的主题。在这里，我们讨论的开发，验证和课堂上实施的点击器问题序列（CQS），以帮助高年级本科生了解旋转的拉莫尔旋进，它利用了学习目标和基于探究的指导学习序列，在以前验证的量子互动学习模式（QuILT）。通过比较传统的以讲座为基础的教学和参与CQS后的高水平本科生的表现，讨论了使用同伴教学的CQS的课堂评价。
2020-06-07 physics.ed-ph
Assessing Physics Students' Scientific Argumentation using Natural Language Processing
针对大班授课中科学论证能力评估难的问题，本研究结合NLP与ML（主题建模）分析物理导论课四学期学生论证演变，发现结构化支架可推动学生从程序表面论证转向物理原理论证，验证了NLP/ML的评估潜力。
2025-11-13 physics.ed-ph
An undergraduate laboratory study of the polarisation of annihilation photons using Compton scattering
本文介绍了一个为高等本科生实验室设计的实验，该实验允许学生研究康普顿散射中光子偏振的影响，并探索量子纠缠。量子纠缠光子是通过电子正电子湮没产生的$S$ -状态，并使用康普顿散射截面依赖于光子偏振分析它们的偏振。这个实验所需的设备可以在典型的本科物理实验室获得。有限的几何形状的影响进行了讨论和研究与使用的Geant 4为基础的模拟。
2018-03-22 physics.ed-ph physics.ins-det
Examining and contrasting the cognitive activities engaged in undergraduate research experiences and lab courses
虽然本科生研究经验（URES）的积极成果已被广泛分类，这些成果的机制是不太了解。通过结构简单的焦点小组访谈，我们提取了学生在URES期间确定参与的认知任务。我们还使用他们的课程，特别是实验室课程的许多比较声明，以评估他们的实验物理相关的认知任务在这些环境中。我们发现，在大多数实验研究中，物理URES中始终会遇到一些认知任务。这些在实验室或讲座课程中很少遇到，有一些明显的例外。有时间进行反思、修正或修订，以及有自主感，这两个因素都被反复提到是URES带来好处的关键因素。我们还确定了在实际实验研究中遇到的任务，这些任务在URES中没有遇到。我们利用这些发现来确定更好地整合URES和实验室课程中的认知任务的机会，以及讨论存在的障碍。这项工作响应了科学教育的广泛呼吁，以更好地培养学生的科学技能和实践，以及呼吁让更多的学生接触科学研究。
2016-07-05 physics.ed-ph
Development and validation of a sequence of clicker questions for helping students learn addition of angular momentum in quantum mechanics
让学生参与精心设计的点击器问题是物理课程中常用的研究型教学策略之一，部分原因是它的实施障碍相对较低[1]。此外，经过验证的强有力的序列的点击问题可能会提供更好的脚手架支持和指导，以帮助学生建立一个良好的知识结构的物理比一个单独的点击问题在一个特定的主题。在这里，我们讨论的开发，验证和课堂上实施的点击器问题序列（CQS），以帮助高年级本科生学习角动量的添加，它利用了学习目标和基于探究的指导学习序列在以前验证的量子交互式学习模式（QuILT）。在课堂上使用同伴教学的CQS评价进行了讨论，通过比较高层次的本科生的表现后，从事与CQS与以前公布的数据，从QuILT有关这些概念。
2020-06-09 physics.ed-ph
Measurements and analysis of current-voltage characteristic of a pn diode for an undergraduate physics laboratory
我们表明，在一个简单的实验，在本科水平，适合于在科学和工程专业的学生进行课堂上，它是可以准确地测试，在一个流行的1 N4148 p-n二极管，结电流的范围可以被认为是令人满意的肖克利方程模型。该实验得益于LabVIEW环境中驱动的温度控制和数据采集系统。使用这些工具，可以在实验室会话的时间框架中记录大量数据。在低电流和高电流下，观察到实验I-V相对于由Shockley方程预测的理想行为曲线的显著偏差。一个更好的协议，在整个范围内获得引入，作为惯例，一个四参数模型，包括一个并联和串联电阻。本文提出了一种新的迭代拟合方法，它将不同区域的I-V数据处理在同一水平上，并允许同时确定每个选定温度的四个参数。此外，饱和电流的温度依赖性的知识被用来估计硅的能隙。从教育的角度来看，宏观测量与微观量的联系是这个实验的另一个有价值的特点。
2016-08-18 physics.ed-ph
A low-cost confocal microscope for the undergraduate lab
本研究设计了一种由市售产品搭配3D打印柔性载物台搭建的低成本共聚焦显微镜，通过厚度与表面形貌实验验证其性能，可用于本科物理教学以展示共聚焦显微镜的核心原理。
2023-01-19 physics.ed-ph physics.optics
Development of a global landscape of undergraduate physics laboratory courses
为解决全球本科物理实验课程差异大、PER研究结果难比较的问题，研究者设计了覆盖41国的课程调查，采用定量定性结合的方法分析课程异同，为PER研究对比和教师课程改进提供支持。
2024-07-12 physics.ed-ph
A Flexible Positron Spectrometer for the Undergraduate Laboratory
正电子物理学涉及从材料科学到医学成像到高能物理的广泛领域。在本文中，我们提出了一个灵活的正电子湮没谱仪适合本科生实验室的发展。四个NaI伽马射线（$γ$ -射线）探测器连接到基于示波器的数据采集系统。再加上我们开发的软件，这些探测器允许学生探索各种正电子和$γ$射线现象。这些包括$γ$ -射线能谱、康普顿散射、PET扫描基本原理、用$γ$ -射线测量光速、历史上重要的湮灭辐射偏振测量、3- $γ$湮灭辐射观测和材料的正电子寿命谱。我们提出了开发的设备和实验的例子，它可以在这里执行。
2017-10-03 physics.ed-ph physics.ins-det
Known Structure, Unknown Function: An Inquiry-based Undergraduate Biochemistry Laboratory Course
本科生生物化学实验室课程往往不为学生提供一个真实的研究经验，特别是当实验室的明确目的是纯粹的教学。然而，一个教学实验室课程，是调查和研究为基础，可以同时传授科学知识，培养学生的研究专长和信心。我们已经开发了一个为期一年的本科生生物化学实验室课程，学生通过实验和计算确定已知三维结构的蛋白质的功能。课程的前半部分是基于探究和模块化设计;学生学习一般的生物化学技术，同时为第二学期的研究实验做准备。在第一学期学习了标准的生物化学方法后，学生在第二学期独立地追求自己的（原始）研究项目。这一新的课程已经产生了学生的表现和信心的各种指标评估的改善。为了向学生和教师传播教学资源，可在http://biochemlab.org上免费访问生物化学实验室教育资源。
2015-07-08 physics.ed-ph q-bio.MN
Assessing Students' Understanding of Uncertainty in Undergraduate Physics Laboratory Courses at a Major Canadian University
本研究使用CDPA测试评估McGill大学本科生物理实验中对不确定度的概念理解，发现其理解随课程推进呈上升趋势，但学生在数据分析与曲线拟合上仍存困难。
2025-04-29 physics.ed-ph
Atomic Clocks and Coherent Population Trapping: Experiments for Undergraduate Laboratories
我们演示了如何构建和操作一个简单的和负担得起的实验装置，适合本科生设置，以产生和研究原子蒸气中的相干效应，并调查其应用计量学。该装置由一个垂直腔面发射二极管激光器（VCSEL）直接电流调制使用可调谐微波振荡器产生多个光场所需的相干布居捕获（CPT）的观察。这种效应允许非常精确地测量两个基态超精细子能级之间的跃迁频率（“时钟跃迁”），其可用于构建基于CPT的原子钟。
2009-10-20 physics.atom-ph physics.ed-ph
Examining the Location of the Magnetopause in an Undergraduate Lab
将当前的研究领域整合到本科物理实验室可能是一项艰巨的任务。磁层顶的位置是一个不需要事先接触空间物理学就可以研究的问题。磁层顶的位置可以看作是太阳风的动压和磁层的磁压之间的压力平衡。在这个实验中，二年级和三年级的学生使用在NASA社区协调建模中心运行的BATS-R-US全球MHD代码的模拟结果来检查磁层顶的位置。学生们还分析了几个航天器的数据，以找到磁层顶交叉。学生们从这个实验室以及接触到空间物理学的工具和技术中获得了他们的结果和模型预测之间的合理一致性。
2015-09-18 physics.ed-ph physics.space-ph
Robotic Telescope Labs for Survey-Level Undergraduates
在过去的十几年里，北卡罗来纳大学教堂山分校一直在开发一个独特的调查级天文学课程，主要针对本科生，目标是在全国范围内显著提高STEM入学率，并提高学生的技术和研究技能。名为“我们在太空中的位置！“，或OPIS！，本课程利用“天网”-一个全球网络的~2打，全自动，或机器人，专业级望远镜，我们已经部署在一些世界上最好的观测站点。该课程现已被20多个机构采用，我们刚刚从NSF的IUSE计划中获得185万美元，用于在全国范围内推广该课程，并为参与的教师提供资金。在线课程和在线课程一样有效。
2021-03-17 astro-ph.IM physics.ed-ph
Simulated Gravitational Lensing in the Undergraduate Lab
McMaster University（麦克马斯特大学）
通过制造丙烯酸透镜模拟强、弱和微引力透镜效应，并定量测量模拟透镜质量，验证了与理论预测的一致性。
2026-06-24 astro-ph.IM physics.ed-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
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
Phase-Sensitive Detection in the undergraduate lab using a low-cost microcontroller
相敏检测（PSD）是一种重要的实验技术，可以从噪声数据中提取信号。PSD还用于调制光谱学，并用于光源的稳定。使用PSD的商业锁定放大器通常价格昂贵，并且拥有一系列令人困惑的控制，可能会恐吓新手用户。像Arduino系列器件这样的低成本微控制器似乎是学习PSD的好搭档;然而，制作一个独立的器件（参考信号，电压输入，混合，滤波和显示）是困难的，但最终该项目教会了学生将Arduino变成真正的科学仪器的“技巧”。
2015-01-24 physics.ed-ph physics.ins-det
Don't answer the question! How on-line Moodle-based 'Data Retrieval Tests' encourage good record-keeping and a divergent experimental mindset for undergraduate physics students
使用数据检索测试（DRTs），作为替代物理实验室笔记本标记，进行了讨论。一个基于Moodle的，在线DRT的一年级物理学生的实施进行了说明。使用这种方法的优点是突出和学生的意见显示。本文还介绍了学生如何改变他们的行为，作为一个模块DRT通过'引导'结束的结果，无论是单独和在同龄人群体。
2019-05-30 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
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
Design and Initial Evaluation of a Photovoltaics-focused Course-based Undergraduate Research Experience in Physics
University of Colorado Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）；JILA, National Institute of Standards and Technology and the University of Colorado（JILA，美国国家标准与技术研究院与科罗拉多大学）
本文介绍科罗拉多大学博尔德分校物理实验课中光伏主题的CURE设计，通过反思分析发现学生体验涵盖五个CURE成分，强调协作、相关性与科学实践，为物理CURE实施提供模型。
2026-09-22 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
Generative AI in Higher Education Laboratory Learning: A Qualitative Case Study of Epistemic Scaffolding and Assessment Boundaries
University of Cagliari（卡利亚里大学）；INFN sezione di Cagliari（意大利国家核物理研究所卡利亚里分部）；INAF – IASF Palermo（意大利国家天体物理研究所巴勒莫分院）
该研究以高级天体物理实验室为背景，探讨生成式人工智能在其中的应用。通过对AstroTutor的案例研究，运用多种分析方法，确定GenAI的五个主要功能，为其在教育中的应用提供设计边界等建议，扩展了相关研究。
2026-07-14 astro-ph.IM physics.comp-ph 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
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
Prequestioning Enhances Undergraduate Students Learning in an Environmental Chemistry Course
本研究在本科环境化学课程中开展10次课堂预提问干预，发现预提问概念的测验表现显著优于未预提问概念，效应量较大，验证了其真实教学价值。
2024-03-05 physics.ed-ph
Young TIM: A wave-optics simulator with slightly special powers
本文介绍Young TIM这款交互式波动光学模拟器，它兼具研究、教学功能，可生成光束3D立体图，并提出了适合本科教学的数值实验方案。
2025-06-18 physics.ed-ph physics.optics
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
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
Toward a Longitudinal Multifaceted View of Remote Undergraduate Research Experiences During the COVID-19 Pandemic: The perspectives of doing research online
2020年夏季，由于COVID-19限制了亲身研究的机会，并为许多学生创造了额外的障碍，各院校取消或远程托管了本科生研究体验（REU）项目。本纵向定性现象学研究旨在探讨一些工具，社区，规范和分工，使远程研究计划和一些可能的限制，挑战，这种远程经验的结果。在本科研究计划的背景下，本文对远程和亲自研究经验的结果进行了比较。总体而言，94个访谈进行了配对的参与者;学员（N=10）和导师（N=8）从六个不同的REU程序。通过借鉴文化历史活动理论作为一个框架，我们的研究已经解释了远程格式并没有打开从REU计划的学员的研究和学术目标之间的差距，他们最终得到了什么。所有学员都报告说，这一经验非常有益。远程REU的结果与亲自URES的公布结果之间的比较显示了本科研究的许多类似好处。我们的研究表明，即使在COVID-19限制取消后，远程研究项目也可以被视为扩大部分学生获得研究经验的一种手段。
2022-07-06 physics.ed-ph
Dynamics and Statistical Mechanics of Closed Composite Multi-Level University and Scientific Hierarchical Systems Pertaining to the Undergraduate and Graduate Student Phenomena
内容：对“本科生”和“研究生”效应的观察结果进行定性和特设描述。本科生和研究生系统的经典模型之间的比较分别导致的结论是，一个量化的模型是不可避免地需要解释某些影响，如"幽灵般的行动在研讨会"和FTR（食品旅行比）在其他选择观察到的现象。两个制度的动态系统进行了探讨，以及复合系统的相互作用。试图完善本科/研究生统计理论，以解释被称为“实验室”的共同平衡系统。最后，这项工作将开始讨论神秘的超远程“顾问”的互动，这似乎是矛盾的理论，本科生/研究生的互动，以及具体的研究生/研究生的互动，研究生/研究互动的不稳定的方式。
2021-03-31 physics.ed-ph physics.pop-ph
Improvement or selection? A longitudinal analysis of students' views about experimental physics in their lab courses
实验室课程代表了本科物理课程的一个独特的和潜在的重要组成部分，它可以被设计为让学生真正参与实验物理的过程。在其他可能的好处，在整个本科物理课程参与这些课程提供了一个机会，培养学生的理解的性质和重要性的实验物理学科作为一个整体。在这里，我们提出并比较了一个纵向和伪纵向分析的学生的反应，以研究为基础的评估，针对学生对实验物理学的看法-科罗拉多学习态度关于科学调查实验物理学（E类）-在多个，要求实验室课程在一个单一的机构。我们发现，虽然伪纵向平均值显示学生的E-CLASS分数在每个连续的课程增加，纵向数据的分析表明，这种增长并不是由实验室教学的累积影响。相反，这种增长是由选择效应驱动的，在这种效应中，坚持学习高水平实验室课程的学生在开始学习低水平课程时，已经比同龄人拥有更多专家般的信念、态度和期望。
2017-06-12 physics.ed-ph
Laser Laboratory Beam Alignment Skills: Course Package
本文提出一套完整的激光实验室光束对准课程包，包含教程、评估和教师指南，旨在通过分步指导帮助无经验学生掌握基础与高级光学对准技能。
2024-04-24 physics.ed-ph physics.optics
Open-ended versus guided laboratory activities: Impact on students' beliefs about experimental physics
提高学生对实验物理本质的理解通常是本科实验物理课程的一个明确或隐含的目标。然而，传统实验室课程中的实验室活动通常具有高度结构化的指导性实验室，通常不要求或鼓励学生真正参与实验物理过程。另外，开放式实验室活动可以提供一个更真实的学习环境，例如，让学生在研究什么和如何研究物理现象方面行使更大的自主权。参与真实的实践可能是提高学生对实验物理本质的信念的关键部分。在这里，我们调查的影响，开放式活动在本科实验室课程对学生的认识论和期望的性质实验物理，以及他们的信心和影响，测量科罗拉多州的学习态度科学调查实验物理（E类）。使用国家数据集的学生反应的E类，我们发现，包括一些开放式的实验室活动在实验室课程相关的更像专家的post-instruction响应相对于课程，只包括传统的指导实验室活动。这一发现时，检查postinstruction E-CLASS分数，同时控制与preinstruction分数，课程水平，学生专业和学生性别的方差。
2016-08-04 physics.ed-ph
A Hands-On Molecular Communication Testbed for Undergraduate Education
Technische Universität Braunschweig（不伦瑞克工业大学）；Technical University Munich（慕尼黑工业大学）
本文提出了一种低成本分子通信测试平台，用于本科生通信工程实验室课程，通过流体装置实现直观的分子通信教学，学生可在单次实验中完成通信链路复现并实现稳定的数据传输。
2025-12-02 cs.IT math.IT physics.ed-ph
Microscope Project for Undergraduate Laboratories
光学是物理学的一个重要子领域，用于仪器设计，并用于各种其他学科，包括材料科学，物理学和生命科学，如发育生物学和细胞生物学。重要的是要教育学生从各种学科和背景的光学基础知识，以训练下一代跨学科的研究人员和仪器谁将推动发现的界限。在本文中，我们提出了一个实验系统开发，教学生在几何光学的基础知识，包括射线和波动光学。学生通过设计，建造和测试由零部件制成的自制光学显微镜来学习这些概念。我们描述了实验设备和基本测量学生可以执行学习的原则，技术，精度和测量的分辨率。学生找到放大倍率并测试他们构建的显微镜系统的分辨率。该系统是开放的，多功能的，允许先进的建筑项目，如落射荧光，全内反射荧光和光学捕获。我们已经在光学课程、高级实验室课程和研究生培训模块中使用了该设备。
2016-06-08 physics.bio-ph physics.ed-ph physics.ins-det
USEQIP: Outcomes and experiences from 17 years of undergraduate summer schools in experimental quantum information science
Quantacet Investments（Quantacet投资公司）；KUK Electronics（KUK电子公司）
USEQIP通过两年暑期课程和实习计划，培养量子信息科学人才，分享课程结构、影响及未来展望，展示校友职业发展成就。
2026-04-28 physics.ed-ph quant-ph
On parameter estimation in the physics lab based on inverting a slope regression coefficient
测量不确定度是大多数本科物理课程实验部分的一个重要方面。对统计工具的应用感到困惑，需要制定准则，消除不一致之处。线性回归是一年级物理实验室经常使用的基本统计工具之一。在下文中，我们提出了一个论点，导致明确选择（一个）变量（一个或多个）用作预测因子（一个或多个）和变量进行预测。
2012-11-17 physics.ed-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
Can ChatGPT pass a physics degree? Making a case for reformation of assessment of undergraduate degrees
本研究通过英国物理学本科学位全内容测试 ChatGPT（GPT-4），发现其在排除实验和口试项目后能以二等一成绩通过，编码等任务表现佳但多步问题等较弱，故建议改革学科评估实践。
2024-12-02 physics.ed-ph
Development and results from a survey on students views of experiments in lab classes and research
科罗拉多州的学习态度科学调查实验物理（E-CLASS）的开发作为一个广泛适用的评估工具，本科物理实验室课程。在学期开始和结束时，E-CLASS评估学生在实验室课堂上做实验时对他们的策略，思维习惯和态度的看法。学生们还反思了专业研究人员如何实践这些相同的策略，思维习惯和态度。最后，在学期结束时，学生们反思他们自己的课程如何在获得好成绩方面重视这些实践。为了响应经常呼吁改变实验室课程，使其与专业研究所需的技能和能力更紧密地结合起来，E-CLASS是一种评估学生对课堂实验室教学和专业研究之间差距的看法的工具。E-CLASS已在所有级别的本科物理课程中得到验证和管理。为了帮助它作为形成性评估工具的使用，E-CLASS为所有参与的教师提供详细的反馈报告。报告中的示例图和分析展示了E-CLASS的功能。E-CLASS通过在线界面积极管理，所有感兴趣的教师都被邀请管理E-CLASS自己的课程，并将在学期结束时提供结果摘要。
2013-07-22 physics.ed-ph
Coherent Phonons in Antimony: an Undergraduate Physical Chemistry Solid-State Ultrafast Laser Spectroscopy Experiment
本文针对本科物理化学实验缺乏超快光谱实例的问题，开发了基于钛宝石激光器的锑单晶相干声子泵浦-探测实验，线下远程均适用，评估显示达成了学习目标。
2023-07-23 cond-mat.other physics.ed-ph
Evaluation of the effectiveness of an introductory mechanics Lab with Arduino and smartphone
本文评估了在入门力学实验中引入Arduino和智能手机的改革效果，通过E-CLASS等问卷发现团队合作与性别公平方面的问题，为改进实验课程设计提供依据。
2023-11-01 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
Two simple experiments using FFT with digital devices in the introductory physics laboratory
本文提出两个适合高中与大学物理实验室的FFT实验，利用廉价数字仪器准确区分周期信号，展示FFT作为数学和图形工具的实用价值。
2023-05-09 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
