Rubric-based holistic review: a promising route to equitable graduate admissions in physics
由于高等教育和社会的系统性不平等已经被带到了最前沿，研究生课程有兴趣增加申请人和入学者的多样性。然而，现有的评估申请人的结构可能不支持这些目标。支持这些目标的一个潜在解决方案是基于规则的整体审查。从2018年开始，我们的物理系为我们研究生课程的所有申请人实施了基于规则的整体审查流程。该规则对申请人进行了18项指标的评估，包括他们的成绩，考试成绩，研究经验，非认知能力以及与该计划的契合度。然后，我们比较了教师的录取状态，性别和本科课程的申请人在三年内的评级。我们发现，分数显示录取和未录取的学生之间的统计学显着差异的希望和统计学显着差异的性别或本科课程与GRE成绩和服务工作的期望已知的差距对齐。然后，我们的研究结果表明，以分数为基础的整体审查作为一种可能的途径，使研究生入学物理学更公平。
2021-10-08 physics.ed-ph
Labor-based grading practices in the physics classroom
本文介绍基于劳动的合同评分（LBCG）框架，通过以学生劳动投入和合同式项目设计为核心，在高年级物理课程中促进公平评估与学生参与。
2024-02-24 physics.ed-ph
Role of inclusiveness of learning environment in predicting students' outcomes in courses in which women are not underrepresented
本研究基于501名生物科学专业学生的调查数据，发现学习环境中的感知认可和归属感分别对学生的物理身份认同和自我效能感具有重要预测作用，为创建包容性物理课堂提供了依据。
2024-10-22 physics.ed-ph
How the learning environment predicts male and female students' motivational beliefs in algebra-based introductory physics courses
关于谁属于物理学以及谁能在物理学方面出类拔萃的社会刻板印象和偏见会影响动机信念，例如，在物理课程中，妇女和少数种族和民族学生的比例很高。本研究探讨学习环境如何预测男女学生的动机信念，包括物理自我效能感，兴趣和身份在年底为期一年（跨越两个学期）的代数为基础的物理入门课程。这些课程是在美国一所大型大学，主要由生物科学专业的学生参加，其中许多人对卫生专业感兴趣。虽然妇女在这些物理课程中的代表性并不不足，但女学生一生中内化的社会陈规定型观念和偏见仍然会影响她们对物理学的动机信念。我们的研究结果表明，性别差异的动机信念有利于男性。这些发现可以提供支持，创造一个公平和包容的学习环境，帮助所有学生在这些课程中脱颖而出。
2020-08-05 physics.ed-ph
Systemic inequities in introductory physics courses: the impacts of learning assistants
在学生中创造公平的表现结果是许多教师和研究人员的重点。这项工作的一个重点是研究物理学生的表现在性别上的差异，这是一个公认的问题。另一个不太常见的重点是种族和族裔群体之间的差距，由于代表率低，难以确定其业绩差距，这一点可能没有得到太多关注。在这项调查中，我们研究了学习助理（LA）支持的课程和提高学生成绩的公平性之间的关联。我们建立了学生成绩的分层线性模型，以研究性别和种族/民族的表现如何不同，以及LAs如何调节这些差异。用于分析的数据来自通过学习STEM学生成果（LASSO）平台收集的入门力学课程的前后期概念量表。我们的模型显示，性别和种族/民族之间的表现差距大小相似，并且从教学前到教学后有所增加。LA支持是有意义的，可靠的学生整体表现的改善，但不与课程内的性能差距的变化。
2017-11-15 physics.ed-ph
Investigating Student Communities with Network Analysis of Interactions in a Physics Learning Center
在学生中培养社区意识是佛罗里达国际大学整体改革努力的三大支柱之一，以增加物理学和更广泛的科学参与。一个研究和学习社区的出现，嵌入在课程改革的努力，有助于增加招聘和保留物理专业。Finn和Rock [1]将学生的学术和社会融合与保留率的提高联系起来。我们利用社交网络分析来量化佛罗里达国际大学物理学习中心（PLC）的互动，以支持学术和社会融合的发展。社交网络分析工具使我们能够可视化和量化学生互动，并描述学生在社交网络中的角色。在简要介绍了社会网络分析之后，我们使用序贯多元回归模型来评估有助于参与学习社区的因素。序贯多元回归的结果表明，PLC学习社区是一个公平的环境，因为我们发现，性别和种族参与PLC没有显着的预测。我们发现，为学生提供合作的空间提供了一个重要的元素，在支持性学习社区的形成。
2012-07-18 physics.ed-ph
Epistemic stances toward group work in learning physics: Interactions between epistemology and social dynamics in a collaborative problem solving context
作为教育工作者，我们经常要求我们的物理学生在小组中工作-在教程中，在课堂讨论中，在家庭作业，项目或考试中。研究人员已经记录了小组工作对学生掌握概念和解决问题技能的好处，并通过根据表现水平或性别分配角色和组成小组来优化小组工作的生产力。然而，这是不太常见的，我们作为一个物理教育研究社区，参加社会动态和学生之间的互动，在一个合作的设置，或解决学生的意见，小组工作。在本文中，我们定义了\textit{epistemic stances toward group work}：立场对它意味着什么，以产生和应用知识的一组。通过对四名物理系学生的合作问题解决过程的案例分析，我们探讨了对小组工作的认知立场与社会动力学的相互作用。我们发现，学生之间的立场错位可以通知，并被告知，群体成员的社会定位。理解这些细粒度的互动是开始理解如何支持学生参与富有成效和公平的小组工作的一种方式。
2020-05-05 physics.ed-ph
Data-Driven by Design: Building a Reflective Physics Graduate Program
School of Physics and Astronomy, Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院物理与天文学院）
针对物理研究生教育中阻碍公平参与的长期问题，本研究通过定性数据分析，与项目领导合作，在新物理和已有天体物理研究生项目中培养数据驱动的自我反思文化，提出改进措施。
2026-06-26 physics.ed-ph
Categorization of Quantum Mechanics Problems by Professors and Students
讨论了物理学教授和本科生对两门量子力学荣誉课程中20个量子力学问题的分类。教授和学生被要求根据解决方案的相似性对问题进行分类。我们还与教授们进行了个别讨论，他们对问题进行了分类。教师的分类整体评分高于学生的三名教师谁评估所有的分类。教师们创建的类别比他们为一组介绍力学问题创建的类别更加多样化。一些教师指出，入门物理问题的分类通常涉及识别与问题相关的基本原理，而在高水平的本科量子力学问题中，它主要涉及识别解决问题所需的概念和程序。此外，评估其他人分类的物理教师表示，这项任务非常具有挑战性，他们有时会发现另一个人的分类比自己的更好。他们还对“氢原子“或“简谐振荡器”等具体类别的评分高于“无限方阱”或“自由粒子”等具体类别。
2016-02-20 physics.ed-ph
Modeling when and how physics PhD students search for a research group: the role of interests and prior research experiences in timely group integration
本研究通过访谈40名物理学博士生，构建模型揭示其寻找研究课题组的路径，发现早期研究经验有助于提前锁定兴趣，并识别出两类高风险流失学生，为完善支持机制提供依据。
2024-08-20 physics.ed-ph
Gender inequities throughout STEM: Women with higher grades drop STEM majors while men persist
采用循证方法促进公平和包容的努力对于纠正长期存在的社会不平等至关重要，这些不平等使妇女处于不利地位，并阻碍她们继续学习，例如，在许多STEM学科中。我们使用一所大型公立大学10年的机构数据来调查男性和女性申报的专业趋势，申报后下降，并获得学位以及下降或获得学位的学生的GPA。我们发现，学生人数最少的专业也有最高的流失率。此外，我们发现令人担忧的GPA趋势，例如，平均而言，放弃专业的女性比放弃这些专业的男性获得更高的成绩，在一些STEM专业中，放弃专业的女性获得的成绩与坚持这些专业的男性相当。这些定量研究结果要求更好地了解学生放弃专业的原因，并使学习环境公平和包容。
2020-04-01 physics.ed-ph
Assessing Expertise in Quantum Mechanics using Categorization Task
我们讨论了两门量子力学荣誉课程的6位物理学教授和22位本科生对20个量子力学问题的分类。教授和学生被要求根据解决方案的相似性对问题进行分类。我们还与教授们进行了个别讨论，他们对问题进行了分类。教师的分类整体评分优于学生的三名教师谁评估所有的分类。但是，与被要求对入门力学问题进行分类时所创建的类别的一致性相比，教师创建的类别更加多样化。
2016-02-20 physics.ed-ph
A radioactive decay simulation (For Education)
这篇文章是为物理教育工作者和学生在学校和本科水平。它在我们的部门用来向学生介绍模拟，并提供在物理学中使用统计的指导。利用Matlab编写了仿真代码，并通过Labview模块给出了友好的界面。
2005-12-31 physics.ed-ph
Virtual Scanner Games: expanding access to Magnetic Resonance (MR) education through interactive web tutorials
本文开发了开源网络应用Virtual Scanner Games，通过四个交互模块帮助无成像背景的学生学习MRI基础知识，以促进资源匮乏地区的磁共振教育公平与可持续发展。
2023-04-12 physics.ed-ph
Basic thermodynamics to save lives
学生对热力学有几个误解。然而，对物理学这一分支中基本概念的理解仍然是解释热现象的基础。本活动的目的是扩展学生对热、温度、能量以及热绝缘体和热导体的概念理解。七年级的两组学生制作了保温箱，使羊的器官尽可能长时间地处于低温状态。该活动结合了现实生活，自主权和科学调查的联系，以激励学生。数据表明，该活动对学生来说具有足够的挑战性，他们能够应用他们对相应概念以及科学和工程实践的理解。
2022-08-10 physics.ed-ph
Guided and Unguided Student Reflections
自我反思是重要的元认知技能，使学生能够在学习中建立连贯性，并将内容嵌入更广泛的背景中。虽然存在各种教学技术来鼓励学生反思，但很少有研究探讨正式指导，部分指导和无指导反思之间的差异。本研究的重点是学生对第一学期非物理类学生的在线引导式反思表格（GRF）的反应，以及分别为物理专业学生提供的一个走廊级振动\&波课程，并将这些引导式反思与STEM充实暑期课程的部分引导和无引导期刊进行比较。先前开发的编码方案用于引导反射和{ \bf LIWC}计算语言学工具，用于确认类别的不同性质。为无指导期刊创建并验证了新的编码方案。我们发现，引导和非引导的反思引起元认知和反思的做法，虽然可测量不同的频率和种类。
2017-10-15 physics.ed-ph
Undergraduate physics students' experiences: Exploring the impact of underrepresented identities and intersectionality
本研究通过深度访谈，发现多重代表性不足身份交叉的本科物理学生面临更多障碍，提出需公平教学与人性化指导以支持其发展。
2024-02-06 physics.ed-ph
Drawing Science: an interdisciplinary, playful, and inclusive proposal
本文提出并定性地讨论了教学棋盘游戏在高中学生科学教育中的应用。该游戏以跨学科的方式考虑物理学，生物学，化学和天文学领域，并基于通过绘制课堂上讨论的概念的行为来发展学生的认知结构，还旨在通过团队合作和听力障碍学生的融入来实现社会化。该游戏是在物理教师教育课程中创建的，旨在促进对教学实践的反思，并为学生寻找有吸引力的教学方法。
2021-09-22 physics.ed-ph
Applying Cognitive Diagnostic Models to Mechanics Concept Inventories
本研究为开发力学认知诊断评估，基于教师学习目标构建四种技能的学生模型，并用DINA模型在19,889名学生数据上验证，结果表明模型拟合良好，为后续题库建设奠定基础。
2025-01-25 physics.ed-ph
Introducing students to the culture of physics: Explicating elements of the hidden curriculum
当我们向未来的科学家和工程师教授物理学时，我们教授的不仅仅是物理学的“事实”，甚至不仅仅是物理学的方法和概念。我们正在向他们介绍一种复杂的文化--一种思维模式和一个实践科学家社区的文化行为准则。这种文化的组成部分往往是我们隐藏课程的一部分：认识论-我们如何决定我们知道的东西;本体论-我们如何将可观察到的世界解析为类别，对象和概念;话语-我们如何进行对话以产生新的知识和理解。这一切的基础是直觉--一种文化创造的意义感。为了明确地识别我们的隐性课程，我们必须关注学生对物理的直觉和感知，而不仅仅是他们的推理。
2010-08-03 physics.ed-ph
Simulating Interference and Diffraction in Instructional Laboratories
研究表明，标准的讲座和教学实验室实验是没有有效的教学干涉和衍射。作为回应，作者创建了一个交互式计算机程序，使用时域有限差分法模拟干涉和衍射效应。该软件允许学生轻松控制，可视化和定量测量效果。学生们从模拟中收集数据，作为他们实验室练习的一部分，他们在随后的测验中表现良好-显示了这种方法的前景。
2012-09-30 physics.ed-ph
The effectiveness of 'pencasts' in physics courses
Pencast是由问题解决者讲述的解决问题的视频。在教学上，学生可以创建pencast来说明他们自己的问题解决教师或他们的同龄人。Pencast对从小学到大学课程的多个层次的教学都有影响。在这篇文章中，我们描述了使用pencast在大学水平的高年级电磁场课程通常采取的初级和高级物理专业。对于每一个家庭作业，学生们在问题集到期前几天创建并提交了普通问题的pencast。我们比较学生在课堂上的表现（不包括最后提交的分数）与最后提交率。提交更多pencast的学生往往在课程中做得更好。最后，我们提出了一些实用的建议，在其他课程实施pencast。
2017-03-27 physics.ed-ph
61 ways to measure the height of a building: an introduction to experimental practices
我们为本科生创建了一个介绍性的物理活动，包括用不同的方法测量相同的物理量。它允许学生面对不确定性，精度和模型与理论的问题。其目的是仅使用智能手机和日常低成本设备来测量建筑物的高度。我们设计了61种方法，并测试了其中的大多数。这些方法可以在各种教学场景中实施，让学生参与到实验室之外的具体任务中，几乎以零成本轻松设置。
2021-07-19 physics.ed-ph
Reforming Physics Exams Using Openly Accessible Large Isomorphic Problem Banks created with the assistance of Generative AI: an Explorative Study
本文提出利用GPT-3等生成式AI辅助创建大型同构物理题库，考前向学生公开题库，实验表明此举对考试成绩影响较小，但能有效应对考试安全问题，具有改革传统考试的潜力。
2023-10-23 cs.CY physics.ed-ph
Breaking Barriers: Investigating Gender Dynamics in Introductory Physics Lab Classes
本文通过三所院校的问卷与定性反馈考察物理入门实验课中的性别差异，发现系统性参与障碍证据有限但局部存在，并揭示女性在男性主导小组中的互动困境。
2025-06-06 physics.ed-ph
Education for expanding the quantum workforce: Student perceptions of the quantum industry in an upper-division physics capstone course
针对量子技术商业化背景下的人才需求，科罗拉多大学博尔德分校开设“Quantum Forge”高年级物理顶点课程，通过跟踪首届学生调研其对量子产业的认知，为优化量子产业相关课程设计、培养量子领域人才提供参考。
2024-06-26 physics.ed-ph
Best Practices for Administering Attitude and Beliefs Surveys
物理教师关心他们的学生学习物理内容。此外，他们通常希望他们的学生将学习一些更深层次的课程，关于批判性和科学性的思考。他们希望，作为采取物理课的结果，学生会来欣赏物理作为一个连贯的和逻辑的方法来理解世界，并认识到他们可以使用的原因和实验来弄清楚世界的东西。物理教育的研究人员已经做了几项调查，以评估像物理学家一样思考的一个重要方面：学生们认为学习物理是为了什么。在这篇文章中，我们介绍了态度和信念调查;并就如何选择，管理和在课堂上评分给出建议。本文是管理概念量表的最佳实践（物理教师，2017年）的伴侣，介绍并回答围绕概念量表的常见问题，这是基于研究的物理内容主题评估。
2019-02-07 physics.ed-ph
Investigating how students collaborate to generate physics problems through structured tasks
传统的物理教育研究关注的是学生解决结构良好的学习活动，由于其封闭性，学生之间的合作和产生想法的空间受到限制。为了鼓励组成员之间的信息社会化，我们利用了现实世界的问题，学生被要求产生一个结构良好的物理任务，并调查了学生团体如何合作，以创建物理问题的年轻学生在介绍物理课程在智利北部的一所大学。数据收集包括录音小组讨论，而他们正在合作开发他们的物理问题，以及他们创建的解决方案，他们的问题。通过访谈，我们了解了学生对任务及其挑战的看法。结果表明，产生的问题是一个机会，让学生提出想法，并作出决定的问题，概念和程序，上下文的细节和幅度和单位的目标，介绍在他们产生的问题。此外，我们发现有证据表明，小组通过参与经常观察到的基于代数的物理问题的策略来测试他们的创作的有效性，例如数学程序和嵌入问题中的物理学的定性描述，然而，与更多的定性描述相比，小组在基于代数的策略上投入了更多的时间。学生们重视任务的开放性，并认识到它在利用物理思想到上下文中的好处，这反过来又使合作的方式没有经验与传统的基于代数的问题。这些发现支持使用生成活动作为学生参与现实世界的物理问题，允许一系列和各种集体过程和想法的途径。
2020-03-30 physics.ed-ph
Physics in Films: An Assessment
电影中的物理学是中佛罗里达大学为非科学专业学生提供的物理科学课程的替代版本。该课程利用好莱坞电影的受欢迎程度来产生对科学的兴趣，并吸引传统上拒绝参加科学课程的学生。在电影中确定导致可教科学时刻的场景，然后在课堂上将抽象的物理概念具体化。随着各种各样的电影，不同的“口味”的课程，每一个专门在某一类型的电影，已经创建。这创造了一个对教学工具有高度兴趣的学生观众，并有助于增强他们的学习体验。除了电影，课程还使用电子学生反应系统来提高课堂参与度。虽然该课程是在2002-2003学年首次开发的，但我们仍在继续开发和评估它。在简要概述了开发该课程的动机之后，我们将讨论该课程的不同版本和所使用的教学技术，包括学生反应系统的使用，并提供学生在课程中的表现数据。此外，我们还将通过与参与学生的视频访谈提供有关课程的反馈。
2006-09-18 physics.ed-ph
An economical in-class sticker microfluidic activity develops student expertise in microscale physics and device manufacturing
由于微型物体的非直观行为和复杂的组装方法，学习微型化科学仍然具有挑战性。创建微系统的传统方法需要昂贵的设备、设施和训练有素的人员。为了改善和民主化微设备教育，我们创建了一个新的教育活动，使学生能够利用由双面干膜粘合剂层组成的贴纸微流体来构建和测试先进的微流体。随着T型混合器和气泡发生器，我们的活动是第一次让学生建立一个阀门和F型混合器在教室设置。这有助于强调设备制造中不太直观的方面，例如创建具有层和层对齐的复杂三维形状。此外，本文提供了第一次报告的定量数据显着改善学生的知识和信心，从建设和测试几个常见的设备。所有11名学生在活动后的概念掌握和信心有实质性的改善。学生对指导性反思的反应突出了活动如何支持各种学习需求和偏好。考虑到对学生学习的影响，我们的低成本活动有助于减少微型化科学教育的全球障碍。
2022-08-22 physics.app-ph physics.ed-ph
Computational Physics and Reality: Looking for Some Overlap at the Blacksmith Shop
本文介绍了两个一般性的问题，在计算作业中遇到的入门级。首先，初学者经常把计算机代码当作魔法咒语，就像许多领域的新手一样，很难创造新的算法或程序来解决新的问题。其次，计算研究的性质通常意味着产生的结果是通过理论上设计的数量来解释的，与实验测量相比，这可能不符合学生的内部标准。然后，本文提供了一个实验室/编程任务，用于微积分为基础的物理课程，这是为了解决这些问题。在作业中，学生们建立了一个计算模型的热流涉及加热铁棒在铁匠的锻造。在创建模拟之后，学生们参加了一个锻造研讨会，并有机会与铁一起工作，并在焦炭燃料的锻造中获取其加热数据。回到校园后，学生们根据实验数据修改了他们的计算模型。
2009-08-01 physics.ed-ph physics.gen-ph physics.pop-ph
Effective & Ethical Mentorship in Physics and Astronomy through Grassroots Organizations
本文介绍Spectrum组织通过正式指导培训提升物理学和天文学领域对历史上少数群体的有效与道德指导，以增强保留率并培养DEIA倡导者。
2024-05-23 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
