Using Educational Comics in Physics Teaching for Chemistry and Biochemistry Students: Impact on Motivation and Domain-Specific Conceptual Gains
Universidad de La Serena（拉塞雷纳大学）；Universidad Central（中央大学）；Universidad Viña del Mar（瓦尔帕莱索大学）；Universidad Técnica Federico Santa María（弗雷德里科·圣塔玛利亚理工大学）
研究探讨教育漫画作为主动学习策略在化学、药学和生物化学本科生物理研讨会中的影响，发现其能提升学生对物理的兴趣和概念理解。
2026-03-25 physics.ed-ph
Using the Energy and Momentum Conceptual Survey to investigate progression in student understanding from introductory to advanced levels
本文利用EMCS调查追踪学生从入门到高级物理课程的概念理解进展，发现传统讲授式教学对困难概念改善有限，高年级学生仍存在常见替代概念。
2023-11-28 physics.ed-ph
Surveying students' understanding of quantum mechanics in one spatial dimension
我们探讨了高年级本科生和研究生在一维空间单粒子非相对论性量子力学中遇到的困难。为了调查这些困难，我们开发了一项概念调查，并对10所机构的200多名学生进行了调查。调查中针对的问题包括一组可能的波函数，束缚态和散射态，量子测量，期望值，哈密顿量的作用，以及波函数和期望值的时间依赖性。我们发现，本科生和研究生有许多共同的困难，这些概念和研究为基础的教程和同行指导工具，可以显着减少这些困难。研究结果还表明，研究生量子力学课程可能无法有效地帮助学生更好地理解这些主题的概念理解，部分原因是这些课程主要侧重于定量评估。
2016-02-17 physics.ed-ph
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
Validation of a Conceptual Assessment Tool in E&M II
作为一个正在进行的项目的一部分，调查学生学习高年级电动力学（E&M II），PER研究小组在科罗拉多大学博尔德开发了一种工具，以评估学生的概念理解：电流（科罗拉多州高年级Electrodynamics测试）。结果是一个开放式的后测诊断，有6个多部分的问题，一个可选的3个问题的前测，以及一个附带的评分规则。该工具的动机部分是由我们的教师共识的学习目标，并旨在帮助衡量转化教学法的有效性。此外，它提供了深入了解学生的思想和学生的困难，在所涵盖的专题领域。在本文中，我们提出了初步措施的有效性和可靠性的工具和评分规则。这些包括专家验证和学生访谈，评分员间的可靠性措施，和经典的测试统计。
2014-08-08 physics.ed-ph
Improving Students' Conceptual Understanding of Conductors and Insulators
我们研究的困难，介绍物理专业的学生，本科物理专业，物理研究生与相关的概念，导体和绝缘体涵盖在介绍物理给出书面测试和采访的一部分学生。我们发现，即使是研究生也很难理解这些概念。我们开发与这些主题相关的教程，并通过比较接受传统教学的学生与使用教程学习的学生在书面前/后测试和面试中的表现来评估其有效性。
2016-02-24 physics.ed-ph
Analyzing student conceptual understanding of resistor networks using binary, descriptive, and computational questions
本文介绍了一个案例研究，评估和分析学生参与和响应二进制，描述性和计算性的问题，测试基本电阻网络（串联和并联组合）的概念。这项研究的参与者是在巴基斯坦一所大学就读的本科生。大多数学生在回答描述性问题时都很吃力，即使成功地回答了二进制和计算性问题，也未能建立对答案的期望，并且在这个过程中明显缺乏概念理解。收集的数据也被用来分析三个问题作为评估概念理解的手段的相对功效。这三个问题被发现是不相关的，不太可能测试相同的结构。据观察，回答二元或计算问题的能力与对所涉概念的更深入理解脱节。
2017-10-10 physics.ed-ph
Student understanding of Fermi energy, the Fermi-Dirac distribution and total electronic energy of a free electron gas
我们调查了高年级本科生和研究生的量子力学和统计力学的核心课程后，物理学生的费米能量，费米-狄拉克分布和总电子能量的自由电子气体后，他们在各自的课程学习相关概念的困难。这些困难进行了探讨，管理书面概念和定量问题的本科生，并要求一些本科生和研究生回答这些问题，而大声思考在一对一的个人访谈。我们发现，先进的学生有许多共同的困难，这些概念后，传统的讲座为基础的教学。参与一系列点击器问题提高了学生的表现，但在他们对这些具有挑战性的概念的理解方面仍有改进的空间。
2020-06-07 physics.ed-ph
Surveying Students' Understanding of Quantum Mechanics
针对特定物理主题的概念性多项选择题的开发对于设计研究性学习工具以降低难度具有重要意义。探讨了高年级本科生和研究生在一维空间单粒子非相对论性量子力学学习中遇到的困难。我们开发了一个以研究为基础的概念性多项选择调查，针对这些问题，以获得有关共同困难的信息，并将其管理到来自七个不同机构的一百多名学生。调查中针对的问题包括可能的波函数，束缚态和散射态，量子测量，期望值，哈密顿量的作用，波函数的时间依赖性和期望值的时间依赖性。我们发现，高年级本科生和研究生有许多共同的困难，这些概念和研究为基础的教程和同行指导工具，可以显着减少这些困难。该调查可用于评估各种指导性策略的有效性。
2016-02-19 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
Contemplating electromagnetic phenomena in lived experience through somatic meditation
本科物理课程的目标之一是让学生意识到形式物理原理和个人经验之间的联系。然而，研究表明，在本科物理课程的指导下，抽象和经验之间的联系的意识往往会恶化，有时显着。虽然这一现象已被广泛讨论的文献中，很少有教学干预措施已被设计或实施，以解决这一特殊的弱点，在本科物理教学。在这项工作中，我们表明，由躯体冥想和沉思组成的冥想练习加深了学生对正式的物理原理和个人经验之间的联系的认识，故意提请他们注意周围的电磁现象。在这个过程中，学生还注意到电动力学原理与化学和生物系统之间的跨学科联系。我们还发现，反身练习唤醒了理解电磁理论的内在动机，以及对反身练习的身体、情感和认知益处的欣赏。
2022-06-04 physics.ed-ph
Investigating Blended Math-Science Sensemaking with a diverse undergraduate population
本研究验证了数学-科学混合意义建构认知框架适用于多元背景本科生，发现其更多依赖低层级MSS推导公式并更有效利用PhET模拟，为差异化教学提供了依据。
2023-07-05 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
Student difficulties with Boundary Conditions in electrodynamics
边界条件是高等物理专业本科生必须掌握和应用的一个重要课题。我们报告的调查结果，从学生的困难，使用边界条件（BCs）电动力学。我们的数据来源包括学生对传统考试问题的回答，概念调查问题和有声思维访谈。该分析是由一个分析框架，其特点是学生如何激活，构建，执行，并反映边界条件。常见的学生困难包括：在适当的上下文中激活边界条件;构建E&M波的复杂表达式;数学简化复指数并检查反射和透射系数是否是物理的。我们还提出了潜在的教学影响，根据我们的观察。
2015-07-20 physics.ed-ph
Investigating graduate student reasoning on a conceptual entropy questionnaire
学生在高年级热物理学的学习还没有被研究到与电磁学和量子力学等其他课程相同的程度。研究生阶段的推理和学习的研究甚至更有限。在这项研究中，我们进行了有声思维访谈8名研究生涉及的问题围绕着一组熵相关的概念任务，其中两个是类似的任务，在其他研究中提出给本科生。我们讨论学生对每个问题的推理模式，然后讨论出现在问题中的主题。我们确定的概念资源，学生经常使用的原因面试任务，并将它们与以前的工作。我们观察到研究生通常认为熵与许多状态的关系，即使在这种联系并不直接相关的情况下。研究生也经常把熵和温度直接联系起来，尽管这两个量之间没有普遍的、明确的关系。总体而言，研究生在熵的推理方法中表现出了适应性和元认知意识。
2021-05-27 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
Perspectives of Women and Men Students and Faculty on Conceptual and Quantitative Problem-Solving in Physics from Introductory to Graduate Levels
Department of Physics & Astronomy, University of Pittsburgh（匹兹堡大学物理与天文学系）
研究探讨了不同层次物理教学中学生和教师对概念性和定量问题解决的优先级及一致性。
2025-12-10 physics.ed-ph
Core Graduate Courses: A Missed Learning Opportunity?
研究生物理核心课程的一个重要目标是帮助学生发展解决问题的专业知识，提高他们的推理和元认知技能。我们探讨了物理研究生的概念性困难，管理概念性问题，在本科物理课程之前和之后的相关第一年的核心研究生课程的指导。在这里，我们专注于物理研究生的困难表现在他们的表现上的两个定性问题，涉及图形表示的向量场。一些研究生在识别矢量场的图是否有发散和/或旋度方面有很大的困难，但他们在数学上计算矢量场的发散和旋度方面没有困难。我们还与定期教授第一年研究生物理核心课程的各种教师进行了个别讨论，讨论这些课程的目标以及研究生在核心课程相关教学后在概念问题上的表现。
2016-01-20 physics.ed-ph
Development and Validation of a conceptual survey instrument to evaluate introductory physics students' understanding of thermodynamics
我们讨论了一个概念性的多项选择调查工具的开发和验证，称为调查的热力学过程和第一和第二定律（STPFaSL）适用于入门物理课程。调查工具使用这些概念作为资源的共同学生的困难，在多项选择题的不正确答案是由他们指导。在调查工具开发和验证之后，最终版本在六个不同的机构进行管理。它被管理到各种传统的教学微积分为基础的和代数为基础的类在纸笔格式之前和之后的传统讲座为基础的教学相关概念的物理学入门学生。我们还对物理专业高年级本科生和博士生进行了问卷调查。学生的基准标记和内容的有效性，并比较他们的表现与那些介绍学生的调查是为了。我们发现，虽然调查工具侧重于热力学概念涵盖的入门课程，它是具有挑战性的，即使是先进的学生。与基线数据的比较，在这里提出的有效的调查工具，可以帮助教师评估的有效性，旨在帮助学生发展一个坚实的掌握这些概念的创新教学法。
2021-02-15 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
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
Teaching introductory STEM with the Marble Game
最近，有多个呼吁课程改革，以开发新的途径，科学，技术，工程和数学（STEM）学科。大理石游戏通过为所有STEM学科有用的定量科学建模技能提供一个概念框架来回答这些要求。这种方法积极地使学生参与有指导的科学发现过程。在一项“学生学习收获评估”（SALG）调查中，学生们认为这种方法在他们对现实世界问题和科学研究的理解方面产生了“巨大的收获”。使用大理石游戏，学生建立一个概念框架，直接适用于生物学中的随机分子水平的过程，如扩散和界面运输。它也与可逆的一级化学反应同构，为化学动力学提供了概念上的准备。计算和数学框架也可以应用于研究从牛顿力学到RLC电路的定量物理模型的预测。为了测试这种方法，学生们被要求推导出一种新的渗透理论。测试结果证实，他们能够成功地将概念框架应用到期末考试条件下的新情况。因此，大理石游戏提供了一条通往STEM学科的途径，其中包括本科课程中的定量生物学概念-从第一堂课开始。
2012-10-22 physics.ed-ph
Retention of conceptual learning after an interactive introductory physics course
本科物理课程的循环格式取决于学生回忆和利用以前课程中所涵盖的材料的能力，以便在以后的课程中可靠地建立这些知识。然而，有证据表明，人们通常不会记住他们以前学到的所有甚至大部分东西。有多少信息被保留下来似乎取决于个人的学习方法以及教学风格。特别是，有证据表明，积极参与技术在课堂上可以提高学生的保留材料随着时间的推移。在这里，我们报告的纵向调查的结果，学生的保留概念理解的测量力和运动概念评价（FMCE）后的第一学期，微积分为基础的介绍物理课程，其特点是显着的积极参与讲座和背诵。通过在第一学期物理课程结束时以及随后的第二学期物理课程开始时管理FMCE，我们检查了学生在1-15个月的时间段内的知识保持情况。我们发现，这两门课程之间的学生的FMCE分数的变化是积极的，但对应的效果大小很小，这表明学生有效地保留了他们所有的概念学习（FMCE测量）。这一发现在很大程度上仍然存在，即使两个课程之间的差距的长度增加。我们还发现，当分解学生在个别问题上的表现时，大多数学生在个别问题上保持他们的分数。对所有问题进行平均，大约五分之一的学生在任何一个给定的项目上将他们的答案从对到错或从错到对。
2020-02-18 physics.ed-ph
Interactive learning tutorials on quantum mechanics
我们讨论了适合于量子力学本科课程的量子交互学习教程（Quilts）的开发和评价。Quilts基于对学生学习量子物理困难的调查。他们利用基于计算机的可视化工具，并帮助学生建立量子物理学的形式和概念方面之间的联系，而不影响技术内容。它们既可以作为讲座的补充，也可以作为自学工具。
2016-03-10 physics.ed-ph
Liquid crystals: a new topic in physics for undergraduates
介绍了一个液晶的教学模块。由于液晶与学生的日常经历有关，也是当前科学研究的主题，因此它们是引入教育的现代主题的优秀候选者。我们表明，液晶可以提供一个文件rouge通过几个物理领域，如热力学，光学和电磁学。我们讨论了学生应该学习什么关于液晶和什么物理概念，他们应该知道，然后才考虑他们。在由化学和物理实验室的讲座和实验工作组成的教学模块的演示中，我们专注于相变，光的偏振，双折射和颜色的实验。在对自然科学没有特别偏好的职前小学教师中对该单元进行了试点评估。评估表明，该模块是非常有效的知识转移。先前的一项研究表明，非正式获得的液晶的几个不同的研究领域的一年级学生的前知识是可以忽略不计的。由于社会科学专业的学生是对自然科学最不感兴趣的学生，因此可以预期，参加任何学习计划的学生平均而言至少会像参加试点研究的学生一样，对与液晶有关的现象有很好的概念理解。
2012-11-06 cond-mat.soft physics.ed-ph
Graduate Quantum Mechanics Reform
我们解决了四个主要领域，研究生量子力学教育可以改善：课程内容，教材，教学方法和评估工具。我们在科罗拉多矿业学院进行了为期三年的纵向研究，在所有这些领域进行了创新。特别是，我们已经修改了课程的内容，以反映在该领域的进展，在过去的50年，使用教科书，包括这些内容，纳入了各种教学技术的基础上物理教育研究，并使用各种评估工具来研究这些改革的有效性。我们提出了一个新的评估工具，研究生量子力学概念调查，并进一步测试以前开发的评估工具，量子力学概念调查。我们发现，研究生反应良好，以研究为基础的技术，主要是在入门课程进行了测试，他们学习的新内容介绍了在每个版本的课程。我们还发现，学生回答研究生量子力学概念问题的能力与他们解决相同主题的计算问题的能力高度相关。与此相反，我们发现，学生的理解基本的本科量子力学概念在现代物理水平并没有提高教学在研究生水平。
2009-01-23 physics.ed-ph
Using the Conceptual Survey of Electricity and Magnetism to investigate progression in student understanding from introductory to advanced levels
本文利用CSEM调查比较入门与高年级物理学生的表现，发现传统讲授式教学对电磁学概念理解提升有限，高年级学生仍存在常见替代概念，指出需整合概念与定量学习以构建稳健知识结构。
2023-11-28 physics.ed-ph
Teaching control with Basic Maths: Introduction to Process Control course as a novel educational approach for undergraduate engineering programs
本研究提出一种无需高级数学基础的本科控制理论入门教学新方法，配套教学工具与实验设备，经UFSC多年实践验证可提升学生学习动力与后续控制课程通过率。
2023-10-09 cs.SY eess.SY math.OC
Lessons from a Large-Scale Assessment: Results from Free Response Pre- and Post-testing in Electricity and Magnetism
作为一所大型大学的大规模评估项目的一部分，我们在2010年春季至2011年秋季的四个学期中，对我们的入门课程的复习部分进行了每周一次的前测和每两周一次的后测。后测试作为分级测验进行管理，并开发来评估问题解决，实验室，计算和概念技能，一直在实验室，讲座和背诵课程的教学重点。它们并不全面，但给了我们整个学期学生能力的“快照”。它们与其他形式的评估（如概念清单）一起使用，以使我们更广泛地了解本科生课堂、复习课和实验室的状况。要求学生展示他们的作品并解释他们的推理的书面前测试和后测试产生了与概念清单不同的关于学生技能的信息。在几乎所有的问题上，以探究为基础的课程中的学生都比以微积分和代数为基础的课程中的所有其他学生表现得更好。这项研究表明，调查为基础的学生表现更好的自由回答的问题，需要学生展示他们的工作，并解释他们的推理，即使他们的概念库存分数并没有显着不同的学生在大型讲座部分教物理教育研究知情（PER知情）实验室，复习和讲座，在以前的文件中报告。这表明需要不同的和/或更全面的评估工具，以评估可以跨班级和大学进行比较的介绍性材料和教学技术的有效性。
2014-01-13 physics.ed-ph
Investigating students' behavior and performance in online conceptual assessment
从历史上看，基于研究的评估（RBA）的实施一直是物理学教育变革的驱动力，并有助于激励采用互动参与式教学法。直到最近，RBA只在纸上和课堂上给学生;然而，这种方法有重要的缺点，包括分散的数据收集和需要牺牲上课时间。最近，一些区域办事处已转移到在线平台，以解决这些限制。然而，在线RBA提出了新的问题，如学生参与率，考试安全性和学生使用外部资源。在这里，我们报告一项研究，解决这些问题，在高年级和低年级的本科物理课程。我们为五个机构的课程提供了RBA; RBA是在线托管的，并以嵌入式JavaScript代码为特色，这些代码收集了有关学生行为的信息（例如，复制文本、打印）。有了这些数据，我们研究了这些行为的流行程度，以及它们与学生成绩的相关性，以确定在线和纸质的RBA是否具有可比性。我们发现，浏览器的焦点丢失是最常见的在线行为，而复制和打印事件是罕见的。我们发现，这些行为和学生的表现之间的相关性显着不同的入门级和高年级学生群体，特别是关于学生复制文本，以利用互联网资源的影响。然而，虽然大多数学生参与了一个或多个有针对性的在线行为，但我们发现，对于我们的样本，这些行为都没有导致人口平均表现的显著变化，这将威胁到我们解释这种表现或将其与RBA的纸质实现进行比较的能力。
2019-08-16 physics.ed-ph
Development and validation of a conceptual multiple-choice survey instrument to assess student understanding of introductory thermodynamics
本文开发并验证了STPFaSL-Long概念性选择题工具，通过拆分短版题目并去除选项中嵌入的替代概念，在多种教学情境下评估入门热力学学生的概念理解。
2024-08-01 physics.ed-ph
Student Outcomes Across Collaborative Learning Environments
学习助理（LA）模式支持教师在自己的课程中实施基于研究的教学实践。在LA模式中，本科生被雇用来帮助促进基于研究的协作学习活动。使用学习关于STEM学生成果（LASSO）数据库，我们检查了学生从112个第一学期的物理课程，使用基于讲座的教学，没有LA的协作教学，或LA支持的教学学习。我们使用5959名学生对力和运动概念评估（FMCE）或力概念量表（FCI）的反应来测量学生的学习。从分层线性模型（HLM）的结果表明，LA支持的课程有较高的后测成绩比合作课程没有LA和LA支持的课程，使用LAs在实验室和背诵有较高的后测成绩比那些使用LAs在讲座。
2018-08-21 physics.ed-ph
Developing Tutorials for Advanced Physics Students: Processes and Lessons Learned
当教育研究人员描述新开发的课程材料时，他们通常专注于其设计背后的研究基础以及最终产品的功效，但不强调创建实际材料的初始阶段。为了给从事类似项目的教师提供有用的信息，我们在这里描述了我们为高级本科电动力学学生开发的一套课堂教程，并讨论了影响其初始设计和改进的因素。要克服的障碍之一是在我们项目的短时间内调查学生的困难，并为学生设计在50分钟的课堂时间内从事有意义的高级主题活动的方法。我们主张一个过程，利用教师的经验和课堂观察，并提出了几个指导方针，教程的开发和实施在高年级物理教室。
2013-09-03 physics.ed-ph
Predictive Modeling for High Impact Active Learning Classrooms
Cornell University（康奈尔大学）；Drexel University（德雷塞尔大学）
本研究利用超过10000名学生和24所机构的数据，建立预测模型，发现课堂时间分配（讲座、小组工作表、点击器问题和学生提问）能可靠预测学生概念学习，并识别出一类效果显著的课堂模式。
2026-11-09 physics.ed-ph
How physics instruction impacts students' beliefs about learning physics: A meta-analysis of 24 studies
在这个元分析中，我们综合了24项研究的结果，使用科罗拉多州的学习态度关于科学调查（CLASS）和马里兰州的物理期望调查（MPEX）回答几个问题：（1）物理教学如何影响学生的信念？(2)物理学专业的学生什么时候会形成专家般的信念？（3）学生的信念如何影响他们的物理学习？我们报告说，在典型的物理课上，学生的信念恶化或充其量保持不变。有几种类型的干预措施，包括明确关注模型构建和/或发展专家般的信念，导致信念的显着改善。此外，小型课程以及基础教育和非科学专业的课程也会改善信念。然而，由于现有的数据对某些类型的班级进行了过度抽样，因此尚不清楚这些改善实际上是由于干预措施，还是由于班级规模小，或者是最经常使用这些干预措施的班级的学生人数。物理学专业的学生在进入本科教育时，往往比非专业学生有更多专家般的信念，这些信念在他们的本科生涯中保持相对稳定。因此，典型的物理课程似乎是选择已经有坚定信念的学生，而不是支持学生发展坚定的信念。学生对物理学的新观念与他们在概念力学调查中的收获之间有很小的相关性。这表明，具有更像专家的传入信念的学生可能在物理课程中学到更多，但这一发现应该进一步探索和复制。有些问题仍然没有答案。为了回答这些问题，我们建议未来进行几种特定类型的研究。
2015-05-28 physics.ed-ph
P-A.I.R.: A Structured AI-Replication Framework for Active Learning in Introductory Physics
Department of Physics, SUNY Farmingdale State College（州立法明戴尔学院物理系）
研究针对学生使用生成式AI工具引发的教学问题，介绍P-A.I.R.框架，学生借此识别问题、借助AI理解概念等并独立练习。调查显示学生概念理解提升、自信得分高，结果支持框架设计，为AI融入物理学习提供实用方法。
2026-07-22 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
Validation and analysis of the coupled multiple response Colorado upper-division electrostatics (CUE) diagnostic
标准化的概念评估是一个广泛使用的工具，教育研究人员有兴趣在标准的本科物理课程的学生学习。例如，这些评估通常用于衡量学生在教育环境和教学策略中的学习情况。然而，为了支持跨机构测试所需的大规模实施，这些工具必须具有便于评分的问题格式。之前，我们创建了一个现有的，经过验证的，上师静电诊断的多响应版本，目的是增加仪器的大规模实施的潜力。在这里，我们报告的有效性和可靠性，这个新版本作为一个独立的工具。这些研究结果建立了多重响应版本的有效性，测量多个测试统计，包括项目难度，项目歧视，和内部一致性。此外，我们表明，大多数学生的反应，新版本是内部一致的，即使他们是不正确的，并提供了一个例子，如何使用新的格式可以用来深入了解学生的困难与具体内容的静电。
2015-07-14 physics.ed-ph
Upper-division student difficulties with the Dirac delta function
狄拉克δ函数是一个标准的数学工具，在本科物理课程中反复出现在多个主题领域，包括静电学和量子力学。虽然狄拉克δ函数经常被引入以简化数学问题，但学生们仍然很难操纵和解释它们。为了表征学生的困难与三角洲功能在上师水平，我们研究了学生的反应，传统的考试问题和标准化的概念评估，并进行了有声思维访谈。我们的分析是由一个分析框架，重点是学生如何激活，构建，执行和反映在物理问题解决的背景下的狄拉克δ函数。在这里，我们专注于学生的困难，使用三角洲函数来表达电荷分布的背景下，初中水平的静电。共同的挑战包括：自发地调用δ函数，使用δ函数将电荷分布的描述转换成数学表达式，对3D或非笛卡尔δ函数表达式进行积分，以及认识到δ函数可以具有单位。我们还简要讨论了这些困难的教学影响。
2015-01-29 physics.ed-ph
Student Variability in Learning Advanced Physics
高等物理学的学习，需要结合经验，概念和理论的理解。学生使用这些方法的组合来学习新材料。每个学生都有不同的先验知识，并将以不同的速度掌握新材料。然而，传统的课堂教学往往不能适应学生不同的学习节奏。为了研究和解决这个问题，我们开发了一个迭代的在线学习机（iOLM），它根据每个学生的个人学习速度为每个学生提供新的学习内容，并单独跟踪他们的进度。iOLM学习模块是使用服务器端网络软件（php）来实现的，以补充物理专业第二年的电磁波本科课程。这种方法遵循混合在线学习模型。学生必须使用iOLM完成一部分课程，该课程仅在网上提供。从这门课获得的数据显示了广泛的学习速度，范围从0.1到0.5，其中1是iOLM允许的最大速度，0是最低速度。平均值为mu=0.25，标准差为sigma=0.12。虽然前测显示学生的速度和成绩之间存在正相关，但后测显示相关性为零，这表明给较弱的学生更多的时间和内容可以让他们赶上。
2013-07-23 physics.class-ph physics.ed-ph
