Activity Report of the Second African Conference on Fundamental and Applied Physics, ACP2021
非洲基础物理学和应用学校，又称非洲物理学学校，于2010年启动，是一个为期三周的两年期活动，目的是为至少接受过三年大学教育的非洲学生提供基础物理学和应用物理方面的额外培训。自成立以来，ASP已经发展成为远远超过一所学校。ASP已成为一系列活动和事件，其直接精神是将物理学作为非洲发展的引擎。非洲物理学会的一项此类活动是非洲基础和应用物理会议。ACP第一版于2018年ASP在温得和克纳米比亚大学举行。在本文中，我们报告了2022年3月7日至11日组织的第二版ACP，作为一个虚拟活动。
2022-04-06 physics.ed-ph physics.soc-ph
Teaching Physics within STS Approach: Contributions Between Sciences and Act 10.639/2003
本文件的目的是在物理教学中发展关于科学、技术和社会关系的形成行动，以便将第10.639/2003号法案纳入学校课程，其中包括非洲和非洲裔巴西人的历史和文化。此外，我们还旨在克服教育系统中的挑战，使学生了解非洲社会对科学和技术所作的贡献。方法程序包括一个书面问卷，前和后测试，都与学生。研究结果已被证明与课堂种族关系教学有关。
2021-01-21 physics.ed-ph
Developments in International Masterclasses
国际大师班是为高中生举办的活动，使他们能够通过在科学家的指导下分析粒子物理实验的真实数据来充当“白天的粒子物理学家”。国际大师班非常成功，并随着他们对欧洲核子研究中心大型强子对撞机数据的关注而发展。最近的发展，使大师班以更多的方式给更多的学生已经非常令人兴奋。大师班的数量和开设大师班的国家数量大幅增长。外联工作取得了成功，例如在发展中国家举办大师班讲习班，特别是与非洲基础物理和应用学校合作举办的讲习班，以及新的国际女孩和妇女参与科学日大师班。最近，有新的举措将大师班扩展到LHC之外，特别是进入中微子物理学。
2017-10-02 physics.ed-ph
Long-term impact of a primary school intervention on aspects of Einsteinian physics
支撑现代技术的物理学是以爱因斯坦的相对论和量子力学为基础的。大多数学生在完成他们的科学义务教育时，并没有被教授任何爱因斯坦的概念。只有那些谁采取了专门的物理课程有机会学习现代物理学。在2011年，进行了第一项针对澳大利亚高年级小学（10 {11}岁）班级的现代物理教学干预研究。最初的干预是爱因斯坦第一合作的第一步，旨在挑战目前学校牛顿教学的范式。结果发现，现代物理概念可以教给这些学生。于2020年，我们联络了初步研究的11名参与者（共26名）进行跟进问卷及访谈，以调查任何长期影响。后续行动的结果表明，干预措施给参与者留下了积极的印象。在为期六周的干预中使用的模型和类比非常令人难忘。参与者表示，他们发现干预措施对他们未来的学习有益。即使在干预接近十年后，参与者仍然记得几个关键概念（如弯曲的时空）。长期跟踪表明，爱因斯坦物理学可以在小学高年级教授，并在几年后被召回。
2021-07-09 physics.ed-ph
Fluorescence for high school students
在荷兰高中学生的一系列非强制性课程中，我们讨论了蒽的荧光方面。这些课程的开发，因为Hierarchy（高中项目天体物理学研究与宇宙学）的宇宙射线检测可用于不同的中学。在特殊设计的闪烁体探测站的帮助下，可以探测到含有蒽的宇宙射线。蒽的荧光是这些系列课外课程中讨论的主题之一，这些课程针对的是在Hierarchy项目中从事宇宙辐射工作的优秀学生。
2012-08-06 physics.ed-ph
"Thanks for helping me find my enthusiasm for physics!" The lasting impacts "research in schools" projects can have on students, teachers, and schools
利用6年的评估数据，我们评估了参与基于尖端空间科学，天文学和粒子物理研究的长期大学指导项目计划对各种学生，教师和学校的中长期影响。在完成了为期6个月的项目后，14至18岁的学生报告说，他们对相关科学主题和方法的信心大大增加，并开发了许多技能，这些成果得到了教师的证实。有证据表明，这些项目有助于提高学生对物理的愿望，而科学的愿望（通常很高开始）通常通过他们的参与保持或确认。3年后的纵向评估表明，这些项目对学生来说是持久的经验，他们在随后的大学教育中受益并借鉴。关于学生目的地的数据表明，他们参与研究项目使他们比预期更有可能攻读物理和STEM学位。从PRiSE产生的共同创造的新物理研究的情况下，似乎也有强大的影响，不仅对学生的共同作者，但参与学生从其他学校也。教师也通过参与该方案受到了积极影响，该方案影响了他们自己的知识、技能和教学法，并在他们所在的更广泛的学校产生了有利的影响。这些影响表明，类似的“学校研究”举措可以发挥作用，帮助高等教育增加物理和/或STEM的吸收和多样性，并有意义地加强学校内的STEM环境。
2021-04-09 physics.ed-ph
Physics Masterclasses in Africa and the World
国际大师班（IMC）使高中学生和教师能够与粒子物理学家合作，分析当代实验的真实数据，并体验“物理学家一天”。IMC项目覆盖全球，包括埃及、阿尔及利亚、摩洛哥、圣多美和普林西比以及南非的多所大学和研究机构。随着非洲技术基础设施的改善，越来越多的非洲研究所有机会在其所在地提供IMC。作者将讨论IMC对非洲的优势，机构如何加入，以及克服障碍的方法。
2022-05-24 physics.ed-ph
A multipurpose action for learning-teaching process: The Pigelleto's Summer School of Physics
自2006年以来，40名高中生被选中参加锡耶纳省Amiata山东南侧Pigelleto自然保护区的物理学暑期学校。主题的选择，使学生参与活动很少在高中，方面和与社会的关系进行了强调和讨论。我们的目的是为真正有动力的学生提供一个测试科学方法的机会，在一个刺激的背景下实验室的经验，通过深化一个有趣的和相关的主题，以引导他们走向物理。鼓励学生以小组形式合作，以展示和分享所取得的成果。从学校的第三版开始，学校成为年轻教师的培训机会，参与规划和实现选定的活动。学生的实验室活动通常由一位年轻的专家教师监督，以确定正确的方法。最近，参加物理教育硕士的年轻教师在暑期学校测试了他们课程中设计的一些活动。
2014-01-09 physics.ed-ph
Teaching Einsteinian Physics at Schools: Part 2, Models and Analogies for Quantum Physics
爱因斯坦第一项目通过使用物理模型和类比来教授爱因斯坦物理学。本文提出了一种量子物理教学的方法，首先通过使用玩具弹丸来代表光子，强调光的粒子性质。这允许引入关键概念，包括光子之间的间距和光子动量。这反过来又允许对不确定原理的直观理解。我们在单个光子的背景下呈现光学干涉，使用实际视频显示图像的发展，一次一个。这使得简单的激光干涉实验能够通过光子的统计到达来解释。量子现象的波动方面解释的波的性质的到达概率。
2017-07-27 physics.ed-ph
Using machine learning to understand physics graduate school admissions
在所有攻读博士学位的物理系一年级研究生中，女性和少数民族学生的比例在过去20年中保持不变。目前的研究生课程招生过程可以为实现物理学的多样性目标带来挑战。在本文中，我们将探讨如何一个未来的学生的申请物理博士课程的各个方面影响的可能性，申请人将被录取。录取数据是从一所大型的中西部公立研究型大学收集的，该大学有一个分散的录取过程，包括申请人的本科GPA和机构，研究兴趣和GRE成绩。由于收集的数据规模不同，我们使用监督机器学习算法来创建模型，预测谁被博士学位录取。我们发现，仅使用申请人的本科GPA和物理GRE成绩，我们就能够以75%的准确率预测谁将被录取。
2019-09-30 physics.ed-ph
The Archaeo-Astronomy Project -- Supporting the Outdoor Classroom
实地考察和户外课堂是学校和FE/HE级别许多课程的重要组成部分。他们应用以前获得的技能和知识在该领域和进一步深入学习。然而，最好是在现场教授材料，而不是在课程结束时提供实地考察;从而避免在几个月的时间内提到实地考察，因为在那里一切都会变得更加清晰。此外，国家山顶公园管理局提供了明确的证据，说明中小学如何忽视例如山顶区国家公园的地点。他们引用了与户外教室相关的难以接近和其他常见障碍。考古天文学项目设想开发一个电子学习环境，让FE/HE学生和学生（关键阶段2-4）体验和探索古代景观，例如在峰区国家公园。该项目将支持学生学习科学和环境单元。此外，它将使学校能够克服户外教室的最初问题。这是一个位于诺丁汉特伦特大学的研究项目，涵盖了从中学生到本科生的广泛年龄范围。此外，它是不同部门之间的合作，具有高度跨学科性，包括天文学、物理学、生态学和考古学等方面。高度重视参与者和教师之间的反馈，特别是弥合从高等教育到中学和大学的差距。因此，学生是榜样，支持学校一级的学习和教学经验。
2010-11-01 physics.ed-ph
A cross-age study on secondary school students' views of stars
本文设计并验证了评估中学生对恒星看法的工具，通过对366名学生的跨年龄研究发现，随着年级升高，学生对恒星的科学认知显著提升，并指出了普遍存在的错误观念及教育意义。
2023-06-23 physics.ed-ph
Quantum Computing as a High School Module
量子计算是物理学和计算机科学交叉的一个不断发展的领域。本单元介绍了控制量子计算机工作方式的三个关键原理：叠加、量子测量和纠缠。本单元的目标是弥合科学普及文章和高年级本科生文本之间的差距，使一些更技术性的方面，以积极的高中生。包括各种级别的习题集和基于模拟的实验室，以加强文本中描述的概念。这是为15-18岁的高中生开设的一个为期一周的课程。本课程首先介绍了解量子计算所需的量子力学基本概念。
2020-04-01 physics.ed-ph quant-ph
An inquiry-based laboratory on friction
滑动摩擦通常在高中介绍，但很少通过实验室活动。摩擦的定性介绍，提出探索不同种类的材料，以建议哪些方面可以相关，其中涉及的相互作用。提出了不同的定量实验来研究列奥纳多的摩擦定律。在系里的一次教学旅行中，用两个高中班对学习路径进行了测试。学生们参与了以探究为基础的介绍活动，似乎很小心地意识到了测量。然而，对其报告的分析表明，在学习方面存在一些困难。
2014-05-28 physics.ed-ph
Forma mentis networks reconstruct how Italian high schoolers and international STEM experts perceive teachers, students, scientists, and school
本研究调查学生和研究人员如何塑造他们的知识和教育主题的看法。159名意大利高中生和59名STEM国际研究人员的心态或形式通过形式网络重建，即，由自由联想连接的概念的认知网络，并用情感标签丰富。积极/消极/中性感知概念之间的概念关联的布局是关于人们如何建立自己的心理结构或关于特定主题的信念的信息。研究人员表现出混合的积极/中性的心理表征的“教师”，“学生”和“科学家”。学生的“科学家”的概念协会是非常积极的，在很大程度上非陈规定型观念，虽然关于“疯狂的科学家”的陈规定型观念仍然存在。学生认为“教师”是一个复杂的人物，既有指导/知识传授等积极方面，也有围绕考试和评分的消极方面。“学校”引起了两组之间更大的差异。在学生的心态中，“学校”被负面的情绪氛围或一系列联想所包围，表明对学校环境的焦虑感，混合了学术概念，引发焦虑的词语，数学和物理等STEM学科以及与考试相关的概念。研究人员对“学校”的积极态度包括乐趣、友谊和个人成长。沿着教育研究的角度，上述结果进行了讨论，作为定量证据的测试和干焦虑共同发生的方式，意大利学生认为教育场所和他们的演员。通过形式mentis网络检测学生群体中的这些模式，为未来的数据知情的干预政策和行动研究提供了新的，简单的收集，但详细的知识。
2020-01-06 physics.ed-ph physics.soc-ph
Teaching the apparent motion of Sun and stars across four European countries
本研究在TASTE项目背景下，通过两处理前测后测设计，调查了学校学习模块和天文馆活动对欧洲四国中学生理解太阳与恒星视运动的影响，发现学生难以完全掌握天体视运动。
2024-05-30 physics.ed-ph
Conceptualization of Electromagnetic Induction at various Educational Levels: a Case Study
大量的物理教育科学文献记载了在各级教学中处理电磁感应（EMI）的普遍困难。但是，在我们所知的最好的，有一个研究，比较困难的EMI在不同的教育程度缺乏。我们在这里讨论了一个案例研究意大利高中，研究生和教师的概念化的一些方面的EMI作为一个功能的样本教学水平。我们分析了多项选择的书面问卷的答案，改编自文献，共49名学生。本文还讨论了物理教育专业大学生在讨论中学电磁干扰教学路径的期末设计时遇到的一些困难。我们发现，一些深刻的误解是常见的各级教育，可能来自非常贫穷的联系，通常在教学EMI，法拉第通量定律和洛伦兹力之间。
2019-10-10 physics.ed-ph
Planning Curricular Proposals on Sound and Music with Prospective Secondary-School Teachers
声音是建立波动现象基础的首选背景，波动现象是物理学中最重要的学科参考之一。它也是实现横向性的最佳框架之一，克服学术水平，激活与日常生活以及音乐和感知自然相关的情感方面。以横向视角看待声音和音乐--科学与艺术之间的一种边界线方法，是一项使用元认知作为科学教育策略的教学建议所采用的声明。这项工作分析了音乐声学课程的建议，由未来的中学教师计划在一个形成性干预模块的框架回答的期望，使更有效的教学科学科目，通过提高创造力，以及导致建立逻辑和科学的分类能够自觉纪律音乐学生的艺术活动。为此，特别强调了这些概念-如音乐作品的声音参数和结构元素，这些概念最适合从横向角度加以解决，同时涉及物理学，心理物理学和音乐。
2008-08-27 physics.ed-ph physics.soc-ph
La optica de imagenes en la extension universitaria de Unicamp
物理教学尤其是光学教学一直面临着动力问题，其主要原因是社会实践与学生日常生活脱节。此外，由于缺乏资源或高中的主要目的只是进入大学，实验室实践在高中失去了空间。本研究展示了一个名为“全息展示”的推广活动是如何通过实验、观察和在日常生活中应用物理概念来激发高中生对普通物理的兴趣。光学教育尤其是光学教育的主要动机问题是社会实践和学生生活的脱节。此外，实验室的做法在媒体对学校教育的宣传中有很大的影响，也有可能成为大学入学考试的目标。El objetivo de este trabajo es motivado una actividad de extensión universitaria llamada 'Exposicion de Holografia' intenta motivar a estudiabel de enseñanza media a traves de la experimentacion，observacion y aplicacion de conceptos fisicos en la vida cotidiana，especially sus intereses por la física general.
2012-12-30 physics.ed-ph
The University of Washington Mobile Planetarium Do-it-Yourself Guide
华盛顿大学移动天文馆项目是一个学生驱动的努力，使天文学的高中和西雅图社区。我们设计并构建了一个光学解决方案，通过笔记本电脑和现成的高清投影仪在充气天文馆中投影WorldWide Telescope。在我们的头六个月的运作，在华盛顿大学的本科生给天文馆显示超过1500人和150名高中生创建并提出了自己的天文项目在我们的圆顶，在他们的学校。本文档旨在分享项目背后的技术方面，以便其他人复制或调整我们的模型以满足他们的需求。这个UW移动天文馆之所以成为可能，要归功于哈勃太空望远镜教育/公共推广赠款。
2014-04-12 astro-ph.IM physics.ed-ph physics.pop-ph
Pathways to Quantum Science for High-School and Incoming College Students
Canterbury High School（坎特伯雷高中）；Indiana University Bloomington（印第安纳大学布卢明顿分校）；Indiana University Ft. Wayne（印第安纳大学韦恩堡分校）
本文针对高中和初中推广量子计算与量子信息科学的三大障碍，开发面向高中生和准大学生的双学分课程项目，重点研究量子虚拟实验室与ZX演算在课堂中的应用价值。
2026-08-14 physics.ed-ph quant-ph
An algorithm-based introduction to the evolution of physical systems
我们概述了一个统一的介绍经典和量子系统的演化方程，旨在为高中学生观众。这种尝试包括使用简化形式的数值分析来规避数学知识的缺乏。其目的是让学生接近理论功能以及计算方面的演变方程。特别是，计算和分析的经典，随机和量子力学的动力学定律的近似解的可能性，能够突出概率在不同背景下发挥的独特作用。作为数值分析的计算机支持，我们选择了电子表格。这是一个工作环境，通常在高中，它是一个理想的工具，直观的方法，通过递归算法的数值计算。该提案提交给由物理教学法课程的学生和高中科学教师组成的观众。
2017-05-31 physics.class-ph physics.comp-ph physics.ed-ph
