Measurement of Gravitational Time Dilation: An Undergraduate Research Project
广义相对论预言，在大质量物体附近，时钟走得更慢。这种影响很小-海平面上的钟只比海拔1000米的钟慢9.4纳秒/天。在这里，我们证明了这种效果的测量可以由本科生完成。我们的论文描述了科罗拉多学院和美国空军学院的本科研究人员进行的一项实验，以测量引力时间膨胀。测量是通过比较全球定位系统频率标准（海平面时间）和Cs波束频率标准在海平面以上七个不同高度产生的信号来完成的。我们发现我们的测量结果与广义相对论的预测是一致的。
2017-07-12 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
Lessons Learned from Virtual Transitions of Undergraduate Student Support Programs due to the COVID-19 Pandemic
2019冠状病毒病全球大流行促使大学和研究项目的运作方式发生了突然和巨大的变化，往往带来负面后果，对少数族裔、妇女和低收入人群造成了不成比例的影响。这些后果加剧了这些群体在大流行之前所面临的困难|特别是，边缘化学生在追求STEM职业道路时遇到的障碍增加。国家天文学联盟（NAC）的成立是为了通过提供研究机会和长期指导来支持代表性不足的物理学和天文学学生。为了应对疫情和全国范围的停工，NAC将其夏季研究计划和秋季年会都改为完全远程的形式。在这里，我们讨论了NAC为实现成功的虚拟过渡所做的改变，并为寻求为边缘化的本科生和研究生研究人员提供支持的计划提供临时和长期的建议。
2021-05-10 physics.ed-ph
Academic performance & student engagement in level 1 physics undergraduates
在2007-08学年开始时，格拉斯哥大学物理与天文学系的工作人员开始对1级物理本科班的管理进行一些实质性的改革。主要目的是改善学习成绩和升学统计。考虑到这一点，引入了一个全面的学习支持系统，主要任务是为一级所有学生提供更好的个人联系和学术监测和支持战略。已经观察到，强制性连续评估部分的低参与度对处于成绩曲线中间的学生产生了重大影响。对2007-08届学生数据的分析表明，即使是一些名义上成绩很好的学生，由于参与度低，成绩也会下降。尽管如此，2007- 2008年期间采取的学术和其他支助措施发挥了作用，使一级物理班的通过率提高了约8%，升学率提高了约10%。
2009-11-13 physics.ed-ph
A critical review of pre-post surveys designed to measure student epistemology in undergraduate science courses
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
How can we improve problem-solving in undergraduate biology? Applying lessons from 30 years of physics education research
如果学生要成功地解决真实的，复杂的生物学问题，作为科学家和公民，他们需要在本科期间练习解决这些问题。物理教育研究者在过去的三十年里一直在研究学生的问题解决能力。虽然物理学和生物学问题在结构和内容上有所不同，但教学目的密切相关：解释自然世界中的模式和过程，并对物理和生物系统进行预测。在本文中，我们讨论了如何研究支持的方法开发的物理教育研究人员可以通过生物学家，以提高学生解决问题的能力。首先，我们将生物学学生通常被要求解决的问题与真实的复杂问题进行比较。然后，我们描述了研究验证的物理课程，强调解决问题的过程技能的发展。我们表明，解决真实的，复杂的生物学问题需要许多相同的技能，实践物理学家和生物学家在代表问题，寻求关系，作出预测，并验证或检查解决方案。我们断言，获得这些技能可以帮助生物学生成为有能力的问题解决者。最后，我们建议生物学者如何将物理教育的经验应用于他们的课堂，并启发生物教育研究的新研究。(To出现在细胞生物学教育-生命科学教育）
2013-02-25 physics.ed-ph q-bio.OT
Importance of accounting for student identities and intersectionality for creating equitable and inclusive physics learning environments
本研究通过访谈七名物理系本科女性，运用立场理论和协同框架分析身份与交叉性对物理学习环境的影响，提出支持边缘化学生的建议。
2024-07-16 physics.ed-ph
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
Introducing interdisciplinary science to second year undergraduates in a Current Topics in Biophysics course
我们为二年级学生提供机会，在由物理学家和生物学家共同教授的课程中探索生物物理学的当前主题。跨学科课程允许大学生从事整合物理学和生物学的分析思维。学生要么是生物物理学专业（50%），要么来自各种科学专业（约30%生命科学）。所有人都将参加生物、物理和数学的第一年课程。该课程分为：1）使用案例研究将物理方法应用于生物问题（树能长多高？和生物泵是两个例子）; 2）介绍物理概念，探索潜在的应用（生物光子学及其在荧光显微镜和光动力疗法中的应用是一个例子）;和3）介绍工业和大学研究人员谁描述职业生涯，研究和生物物理学的临床应用。在六年的课程已经提供，学生已经实现了B平均独立申报的专业。在课程评价中，学生对课程整体表示高度满意（91%是积极的）。然而，学生们对作业和试题的开放性持保留态度，这些作业和试题使用基于物理学的分析框架来处理生物问题-这是实施开放性问题解决方法的真正挑战。
2015-04-24 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
Impact of virtual REU experiences on students' psychosocial gains during the COVID-19 pandemic
于二零二零年夏季，由于COVID-19，院校取消或远程托管其本科生研究体验（REU）计划。我们进行了一项为期16周的纵向研究，研究这些完全远程的研究经验对学员心理社会收益的影响（例如，身份）。我们从学员（$N$ =10）和他们的导师（$N$ =8）的角度研究了远程研究经验的现象，他们分别接受了7次和3次采访（共94次采访）。所有学员都报告说，这种经历通过不同的因素非常有益，尽管远程工作，他们还是培养了归属感、自我效能感和认同感。然后，我们综合这些结果与以前的文献，并开发一个框架，显示不同的经验和结构如何影响物理和研究人员身份的发展。获得更多的了解有关因素导致心理社会收益的增长可能有助于REU协调员和REU导师重新设计他们的本科研究计划，并提供他们的学员需要有一个积极的本科研究经验的支持。
2021-08-17 physics.ed-ph
Eliminating self-selection: Using data science for authentic undergraduate research in a first-year introductory course
研究经验和指导已被确定为一种有效的干预措施，以增加学生参与和保留在干领域，具有很高的影响，学生从不应得的人口。然而，一对一的指导受到可用教师数量的限制，在某些情况下还受到助学金资金的限制。一对一的辅导还受到学生选择和自我选择的限制。由于研究职位往往是竞争激烈的，他们往往是由表现最好的学生。更重要的是，许多学生谁不认为自己是班上的尖子生，或不认为自己是研究人员可能不会申请，自我选择可以有最大的影响，非传统的学生。为了解决可扩展性，选择和自我选择的障碍，我们为本科生设计了一个数据科学研究体验，作为计算机科学入门课程的一部分。通过干预，学生早在第一学期就接触到真实的研究。干预措施是包容性的，因为所有注册课程的学生都参加了研究，没有选择或自我选择的过程。研究重点是大型文本数据库的分析。使用发现使软件工具，学生们分析了国会演讲语料库，并确定民主党演讲和共和党演讲之间的差异模式，支持和反对某些法案的演讲之间的差异，以及关于通过和未通过法案的演讲之间的差异。在研究经验的开始，所有学生遵循相同的协议，使用相同的数据，然后每组学生对自己的研究项目的工作，作为他们的课程的最终项目的一部分。
2020-03-17 physics.ed-ph
Using the Life Grid Interview Technique in Science Education Research
背景资料：定性访谈是科学、技术、工程和数学（STEM）教育研究人员用来探索和描述学生、教育工作者或其他教育利益相关者的经验的常用工具。一些访谈技巧使用人工制品的共同创造，例如个人时间轴，作为一种独特的方式来从受访者那里引出详细的叙述。这篇评论的目的是描述一种叫做生活网格的面试神器。首先在医学社会学中使用并验证了生命历程研究，我们将生命网格用于本科STEM教育研究。我们将生活网格面试技术应用于两种情况：1）高级学位课程的学生反映了他们作为生物学专业的整个本科生涯，2）本科物理课程的学生反映了一个为期多周的实验室项目。结果如下：我们发现，生活网格支持采访的四个重要属性：促进受访者的代理，建立采访者和受访者之间的融洽关系，增强受访者的叙述的深度，以及构建更准确的事件描述。我们将这些属性与我们的经验进行比较，并将它们与文献中详细描述的经验进行比较。结论：我们得出结论，为未来使用的生活网格技术在本科STEM教育研究的建议。总的来说，我们发现生活网格是一个有价值的工具，可以用来进行采访时的现象与时间顺序的组成部分。
2019-07-18 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
The Progress of Astronomy Program in the Rizal Technological University Philippines
Rizal Technological University为本科和研究生提供正式的天文学学位课程。此外，该大学拥有该国最先进的光学望远镜，以及天文研究中心天文研究与发展中心。通过科学和技术部的努力，它为奖学金和研究经费提供支助。该大学的天文学课程旨在培养学生成为未来的研究人员和科学家，特别是与示踪剂研究有关，毕业生配备为研究人员，并拥有工作的计算和数学能力。入学人数的增加表明了上述陈述的说服力，因为它吸引了学生在天文学领域学习。其他努力在本文中详细讨论。
2019-11-02 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
Beyond epistemological deficits: Incorporating flexible epistemological views into fine-grained cognitive dynamics
研究人员反对基于缺陷的解释学生在数学意义构建方面的困难，而是指出认识论等因素：学生对知识和学习本质的信念会阻碍他们激活和整合他们拥有的生产性知识。但这样的解释冒着用认识论缺陷取代概念/技能缺陷的风险。我们的分析本科工程专业避免这种“赤字陷阱”，将多个，上下文相关的认识论立场到他的认知动态。
2010-03-01 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
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
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
Incorporating Current Research into Formal Higher Education Settings using Astrobites
许多本科和研究生阶段的物理科学课程的主要目标是让学生做好从事科学研究的准备，或者让学生为利用与研究科学家使用的技能类似的技能的职业做好准备。即使对于那些可能不打算从事具有这些特征的职业的学生来说，接触现代研究应用的背景也可以成为教学和学习的宝贵工具。然而，学生参与研究的一个持续障碍是熟悉学术研究人员用来相互交流研究方法和发现的技术语言，格式和背景：该领域的文献。Astrobites是一个由研究生撰写的在线网络资源，自2010年成立以来，已经发布了1,300多篇天体物理学文献的简短和可访问的摘要。本文提出了三种方法，介绍在正规高等教育设置的方法和结果，从现代研究的各个层次的学生。对于每种方法，我们提供了一个样本课程计划，整合了Astrobites的内容和原则，包括教师的分步说明，建议将课程调整到本科和研究生范围内的不同班级水平，样本学生讲义和评分规则。
2017-06-04 astro-ph.IM physics.ed-ph
Observational Astrophysics Research through Cross Institutional Research Partnerships
本文介绍Dead Stars Society项目，展示社区学院与四年制学院在观测天文学领域开展跨机构本科生科研合作的成功模式，涵盖Rubin天文台恒星科学与Chandra、NICER、NuSTAR的X射线天文学研究。
2025-09-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
