Profiling MOOCs from viewing perspective
我们从观看行为的角度概述了MOOC的三个方面，这是MOOC学习中最突出和最常见的。它们是学习者分类、课程吸引力、教序和学序。基于观察行为数据，提出了一种非参数的学习者分类算法，缩小了发现潜在多面手的范围;提出了一种教序与学序相关性的度量方法，有助于教学内容的分配。利用信息熵，提出了一种综合课程观看时间和课程视频观看次数的课程吸引力指标。该指数描述了重复观看的边际效用递减和观看新视频的信息增加。它有可能成为评估课程成绩的辅助方法。
2018-04-13 physics.ed-ph physics.soc-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
A critical review of pre-post surveys designed to measure student epistemology in undergraduate science courses
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文综述了本科理科课程认识论测量的在线前后测调查的框架、设计与应用，重点介绍MBEX工具，为STEM师生及研究者评估课程认识论影响提供参考。
2025-11-19 physics.ed-ph
Abstract Applets: a Method for Integrating Numerical Problem-Solving into the Undergraduate Physics Curriculum
在高年级的本科物理课程中，最好将解决数值问题的练习自然地融入每周的问题集。我将介绍一种使用Java编程语言的内置类结构来实现此目的的方法。我还提供了一个Java类库，可以帮助教师编写这种类型的程序。
2003-04-21 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
Integrated approaches in physics education: A graduate level course in physics, pedagogy, and education research
我们描述了一个课程，旨在帮助未来的教育工作者建立一个综合的理解不同元素的物理教育研究（PER），包括：研究到学生的学习，内容知识的角度来看，它是如何学习的，并以改革为基础的课程，连同证据证明其有效性。课程内容包括通过经过验证的课程学习物理学的同等部分，以及在PER文献背景下讨论研究结果。我们提供了课程内容和结构的例子，以及学生在课堂上学习的代表性例子。
2006-08-24 physics.ed-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
Integrating Evolutionary Biology into Physics Classroom: Scaling, Dimension, Form and Function
本文探讨如何将表面积与体积比等物理定律与达尔文进化联系起来，并通过卡通投票器问题帮助物理入门课程学生理解物理与生物学的跨学科联系。
2024-08-07 physics.bio-ph physics.ed-ph physics.pop-ph
Integrating Machine Learning with HPC-driven Simulations for Enhanced Student Learning
我们探讨了将机器学习（ML）与高性能计算（HPC）驱动的模拟相结合的想法，以解决使用模拟来教授计算科学和工程课程的挑战。我们证明了一个ML代理，使用人工神经网络设计，产生预测与显式模拟非常一致，但在更少的时间和计算成本。我们在nanoHUB上开发了一个Web应用程序，该应用程序支持HPC驱动的模拟和ML代理方法来生成模拟输出。该工具用于课堂教学和解决与两门课程相关的家庭作业问题，这两门课程涵盖了计算材料科学、建模与仿真以及HPC启用仿真的工程应用等广泛领域的主题。通过在课堂上的学生反馈和调查的工具的评价表明，ML增强的工具提供了一个动态的和响应式的模拟环境，提高学生的学习。在实时参与和随时访问方面与仿真框架的交互性的改进使学生能够通过快速可视化输出量随输入变化的变化来发展对物理系统行为的直觉。
2020-08-24 cs.CY physics.ed-ph
Splitting the second: Designing a physics course with an emphasis on timescales of ultrafast phenomena
本文基于比一秒小24个数量级的超快现象时间尺度，提出了一份以时间尺度为基础的学期制本科物理课程教学大纲，从非常规视角介绍现代物理与技术。
2024-07-24 physics.ed-ph
Development of quantum perspectives in modern physics
经典物理学的入门本科课程强调一个可以被描述为现实主义的观点;从这个角度来看，经典系统的所有物理性质可以同时指定，从而在未来的所有时间确定。这样的观点对于量子物理学入门学生来说可能是有问题的，他们必须发展新的观点，以便正确解释拥有量子系统知识意味着什么。我们记录了学生思维的这种演变，部分是通过使用科罗拉多州科学学习态度调查的教学前和教学后评估。我们进一步表征学生的认识和本体论的承诺，通过检查两个论文问题的反应，再加上补充量子态度声明的反应。我们发现，在现代物理教学后，许多学生仍然表现出现实主义的观点，在需要量子力学的角度来看。我们进一步发现，这种效果可以显着影响教学，我们观察到不同的学习目标的课程的变化。我们还注意到，学生们通常不会以一致的方式使用实在论或量子观点。
2012-09-03 physics.ed-ph
Code in Motion: Integrating Computational Thinking with Kinematics Exploration
Instituto de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de la República（乌拉圭共和国大学理学院物理研究所）；Consejo de Formación en Educación（教育委员会）
针对计算未充分融入物理教育的问题，本文为K9学生设计了一套教学序列，将计算思维（CT）与运动学探索相融合，以巩固基础运动学概念并培养学生应用CT技能的能力，适用于入门级运动学课程。
2025-11-05 physics.ed-ph
Interpretation in Quantum Physics as Hidden Curriculum
先前的研究已经证明了经典物理学学生的现实主义观点如何在学习现代物理学入门课程时转化为对量子现象的具体信念。学生对量子力学解释的信念往往因上下文而异，并且通常与教师明确促进特定观点的主题领域的教学目标保持一致。此外，学生更有可能保持现实主义的观点，在主题领域，教师在解决解释性主题不太明确，从而使这些问题的一部分，一个隐藏的课程。我们讨论了在现代物理课程中解决学生观点和解释主题的各种方法，并探讨了对学生思维的相关影响。
2011-08-26 physics.ed-ph quant-ph
A course on Climate Change and Sustainable Building Design
本研究介绍一门中级可持续物理课程，以气候变化和建筑设计为双主题融合讲授与实践，通过小组项目让学生用文献、建模或实验探索气候减缓与适应相关自选问题。
2023-06-27 physics.ed-ph
Perspectives in Quantum Physics: Epistemological, Ontological and Pedagogical. An investigation into student and expert perspectives on the physical interpretation of quantum mechanics, with implications for modern physics instruction
现代物理学教师的一个共同学习目标是让学生认识到经典物理学的实验不确定性和量子力学的基本不确定性之间的差异。我们的研究表明，这个众所周知的困难任务可能会受到入门学生的直观现实主义观点的阻碍，以及他们对光和物质的概念缺乏本体论的灵活性。我们已经开发了一个框架，用于理解和表征学生对量子力学物理解释的观点，并展示了教师在入门课程中处理解释性主题的无数方式对学生思维的差异影响。和专业物理学家一样，学生们对量子现象的解释也各不相同，而这些解释在很大程度上受到他们对所谓测量问题的核心问题的总体立场的影响：波函数是物理真实的，还是仅仅是一种数学工具？波函数的坍缩是一个特殊的规则，还是一个没有任何方程描述的物理跃迁？作为物质的一种形式，电子是否始终作为定域粒子存在？这些问题，这是个人和学术兴趣，我们的学生，在很大程度上只是在我们的入门课程肤浅地解决，往往是担心打开潘多拉的盒子学生的问题，没有一个简单的答案。我们展示了如何改造现代物理课程（最近在科罗拉多大学实施）可能会积极影响学生的不确定性和波粒二象性的观点，使经典和量子现实的问题，我们的课程的中心主题，但也使我们的学生的信念，而不仅仅是那些科学家，一个明确的讨论话题。
2011-09-06 physics.ed-ph quant-ph
Network maps of student work with physics, other sciences, and math in an integrated science course
2004年，丹麦引入了一门必修的综合科学课程，这是最受欢迎的高中学习计划。全国范围内的课程目标之一是让学生“了解一些核心科学问题及其社会，伦理和历史观点”。这是通过学科之间的合作来完成的，通常涉及物理学和另一门科学。官方教学计划进一步指出，数学必须用于分析数据。我们使用网络分析来研究六种不同的实施过程中的不同类型的教学/学习活动的结构。通过创建每节课的网络地图，我们表明，在课程中的教学/学习活动很少倾向于解决科学如何共同解决问题，而是将每个自然科学作为一个独特的和独立的活动，具有独特的身份。
2017-08-04 physics.ed-ph
Teaching Computation in Introductory Physics using Complex Problems
计算是现代科学和工程工作的一个核心方面，然而，计算教学尚未完全渗透到大学STEM课程。在物理学中，我们已经开始以各种方式将计算融入我们的课程。在这里，我们讨论了一种方法，将计算集成到基于微积分的力学中，其中课程的讲座和实验室是解耦的。在密歇根州立大学，我们开发了一门“讲座”课程，名为“物理学项目与实践”，科学和工程专业的学生四人一组，使用分析和计算技术解决复杂问题。在本文中，我们提供了有关计算指令，活动和评估的详细信息，用于教这些入门级学生如何使用VPython建模运动。
2017-09-16 physics.ed-ph
The difficulties associated with integrating computation into undergraduate physics
从一个部门正在抵制变化的学生不买到新的计算活动，所面临的挑战与整合到物理本科课程的计算是多种多样的。计算整合到本科物理（PICUP）的合作伙伴关系旨在扩大计算在本科物理课程中的作用。本文中提出的研究是一个更大的项目的一部分，研究的作用，PICUP研讨会在促进计算到教室的整合和开发一个支持性的社区，以支持这种整合。为集成提供必要支持的一个重要部分是理解和分类这个社区的成员面临的问题时，集成计算在他们的课程。通过个人和小组访谈，我们讨论了PICUP的新的和有经验的社区成员在过去经历过或感知可能存在于未来的整合的障碍。
2018-07-10 physics.ed-ph
Industry Perspectives on Projected Quantum Workforce Needs
本研究通过采访量子行业管理者，分析得出行业对不同教育层次多学科人才及跨领域应用量子信息科学人才的需求，为物理教育课程与项目开发提供参考。
2025-08-20 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
Teaching and understanding of quantum interpretations in modern physics courses
正如物理专家对量子力学的解释有不同的个人立场一样，在现代物理学入门课程中，教师们对是否以及如何教授量子现象的解释也各不相同。在本文中，我们记录了最近在科罗拉多大学教授的两门类似的现代物理课程中关于解释的教学方法的变化，并研究了量子物理对学生观点的相关影响。我们发现学生更倾向于量子力学系统的现实主义的解释时，教师在解决学生本体不太明确。我们还观察到学生对量子系统的信念的上下文变化，这表明选择解决量子力学中的本体论问题的教师应该在一系列主题中明确地这样做。
2012-08-28 physics.ed-ph quant-ph
Integrating Numerical Computation into the Modeling Instruction Curriculum
我们描述了一种方法来介绍物理高中学生没有编程的背景，计算解决问题的经验。我们的方法建立在建模教学改革课程所取得的巨大进步。这种方法强调NRC K-12科学标准框架所强调的“开发和使用模型”和“计算思维”的实践。我们教9年级的学生在建模指令为基础的物理课程使用VPython编程环境构建计算模型。建模教学课程中的数值计算提供了课程中不同的力和运动模型之间的一致性，将课程采用的各种表示联系起来，并将课程扩展到包括纯分析方法无法访问的现实世界问题。
2013-11-17 physics.ed-ph
Course Deficit Model and the CLASP curriculum: Examining equity and graduation rates at two institutions
本文比较了CLASP改革物理课程在两所院校的实施效果，发现该课程能降低退课和不及格率、保证后续学业表现，并提高被边缘化学生的STEM毕业率，从而论证高等教育具备提升公平性与学生成功的工具。
2024-11-22 physics.ed-ph
Refined Characterization of Student Perspectives on Quantum Physics
经典物理学入门学生的观点往往会对这些学生后来在现代物理学入门课程中解释量子现象的方式产生负面影响。需要详细探索学生对量子物理学解释的观点，以表征学生对物理概念的理解，并告知我们如何教授传统内容。我们之前对学生对量子物理学的看法的调查表明，它们可能是非常微妙的，并且可能在上下文内和上下文之间都有所不同。为了更好地理解学生在解释问题上的背景和往往看似矛盾的立场，我们采访了科罗拉多大学四门现代物理学入门课程的19名学生。我们发现，学生的态度和意见，往往平行的立场，专家物理学家争论时，他们的青睐的解释量子力学，允许学生的观点在三个关键的解释主题方面的更细致入微的表征。我们提出了一个框架表征学生的观点量子力学，并证明其效用在解释有时矛盾的性质，学生的反应，以前的调查。我们进一步发现，学生最经常摇摆不定，在他们的反应时，什么使他们的直觉意义是不符合他们认为是一个正确的反应，强调需要区分个人和公众的角度介绍现代物理学的学生。
2011-08-30 physics.ed-ph quant-ph
"The Physics of Life," an undergraduate general education biophysics course
提高非科学家的科学素养是一个重要的目标，这既是因为科学和技术对我们生活的影响日益增加，也是因为理解科学丰富了我们对自然世界的体验。提高科学素养的一个途径是通过普通教育本科课程-即为非理科或工科学生开设的课程-在许多情况下，这是这些学生最后一次正式接触科学。我在这里描述的过程中，非科学专业的本科生生物物理学最近在俄勒冈大学（尤金，OR，美国）开发。我认为，生物物理学是一种特别有用的工具，可以用来培养科学素养。它涉及重要和一般的科学概念，展示了基础科学与健康和疾病相关的有形，熟悉的现象之间的联系，并说明了科学见解通过以创造性的方式应用不同领域的工具和观点而发展。此外，生物物理学突出了物理学研究的深远影响。我描述了这门课程的总体设计，它涵盖了宏观和微观的主题，以及它的一些模块的具体内容。我还描述了在教学过程中采用的循证教学方法，以及其招生和评估方面。
2014-10-01 physics.bio-ph physics.ed-ph
Analysis of quantum-related courses and textbooks for potential integration of quantum sensing
University of Oslo（奥斯陆大学）；Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
分析六本常用教材和8000多门课程，发现量子传感内容覆盖不足，提出整合机会。
2026-06-23 physics.ed-ph
Interpretive Themes in Quantum Physics: Curriculum Development and Outcomes
现代物理学教师的一个共同学习目标是让学生认识到经典物理学的实验不确定性和量子力学的基本不确定性之间的差异。我们之前的工作表明，学生对量子力学的物理解释的观点可以被表征，并受到教师在入门课程中处理解释性主题的无数方式的不同影响。我们报告如何改造现代物理课程（最近在科罗拉多大学实施）积极影响学生对量子物理学的观点，使经典和量子现实的问题成为课程的中心主题，但也使学生的信念（而不仅仅是科学家的信念）成为明确的讨论主题。
2011-08-26 physics.ed-ph quant-ph
Teaching a plasma physics and engineering class at a liberal arts college using Course-Based Undergraduate Research Experiences (CUREs)
Sewanee: The University of the South（南方大学）
本课程在文理学院通过CUREs模式，让学生研究磁场对纳米颗粒悬浮时间的影响，发现电子密度降低导致电荷减少，从而减弱悬浮力，并培养了学生的研究能力。
2026-10-02 physics.ed-ph physics.plasm-ph
Physics in the Public Square: University Extension as a Strategy for Integrating Physics Education and Science Communication
Centro de Ciências Exatas, Naturais e Tecnológicas - CCENT, Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão (UEMASUL)（马托格罗索北部地区州立大学）
本文研究了通过在公共场所开展物理教育活动，整合物理教学与科学传播，旨在提升公众对科学的兴趣并培养未来的科学教师。
2026-05-18 cond-mat.stat-mech physics.ed-ph physics.pop-ph
