Extending and Evaluating and Novel Course Reform of introductory Mechanics
本论文的研究动机是为了改进物理导论课程。物理导论课程通常是学生学习创建模型以解决复杂问题的第一门课程。然而，许多学生采取介绍物理课程未能获得这些课程中提出的概念，方法和工具的命令。本文提出的改革重点是改变入门课程的内容，而不是像大多数改革那样改变内容交付方式。本论文探讨如何表现广泛使用的测试概念理解力学比较学生之间的课程与更新和修改的内容和学生采取传统的课程。传统学生的更好表现被发现源于他们对测试中出现的项目类型的额外练习。这项工作的结果带来了问题的作用，介绍物理课程的非专业。这一新角色的一个方面是教授新方法，如计算（使用计算机解决数值，模拟和可视化物理问题）。本文探讨了将计算作为物理课程的一部分对学生的潜在好处。在学生完成一系列计算作业问题后，许多人能够模拟一个他们没有经验的新物理情况。一些学生未能模拟这种新的情况可能源于他们对学习计算的不利态度。在这篇论文中，我们提出了一个新的工具来描述学生的态度。初步的测量结果表明，成功和不成功的学生之间的显着差异。
2011-12-21 physics.ed-ph
Enhancing Introductory Student Motivation with a Major-Managed Course Blog: A Pilot Study
提高动机和学习态度的物理入门课程是一个重要的，但困难的任务，可以通过类博客来实现。我们在入门课程中加入了一个由高年级物理学生开设的博客。使用科罗拉多州的学习态度科学调查（CLASS），定期在课堂上的调查，分析学生的博客评论，和教学后的采访，我们评估如何结合课堂教学的博客为学生提供了更好的相关性和信心感，并概述了未来使用这种策略的建议。
2011-08-08 physics.ed-ph
The Development of an Inquiry-based Curriculum Specifically for the Introductory Algebra-based Physics Course
我们讨论了一个探究式的课程，已专门为介绍代数为基础的物理课程，考虑到学生的需求，背景，学习风格和职业目标，在该类开发。该课程旨在以实验室为基础的环境中教授，但部分材料可以在其他环境中使用。作为教师，我们发现自己借鉴了为微积分课程和其他人群开发的材料（例如，为职前教师开发的材料），其中部分是合适的，但不是我们想教的完整课程，专门为学生开发的介绍代数为基础的物理课程。因此，我们修改和改编了现有材料的一部分，并将其与我们自己的新单元和我们自己的格式相结合，创建了一门专门针对这些学生的课程。
2007-02-28 physics.ed-ph
Patterns of Gendered Performance Difference in Introductory STEM Courses
成绩为学生提供了主要的表现反馈：影响学业选择的信号。不同课程的评分方法不同，对选修这些课程的学生会有分数惩罚（和奖金）。这些等级惩罚有时是性别化的。利用密歇根大学的大量数据，我们报告了116门大型课程的成绩惩罚和性别表现差异的模式。我们发现，显着的性别表现差异是无处不在的大型入门STEM讲座课程。他们在STEM实验室和其他学科的讲座课程中基本上都缺席。探索这些课程的特点，我们假设，在STEM讲座课程中使用的评估方法与刻板印象的威胁，创造这些性别的性能差异。
2016-08-26 physics.ed-ph
Online Tutoring in Introductory Physics Courses: a Lockdown Experience
新型冠状病毒疫情导致的社交距离对全球教育产生了深远影响，因为学校和大学必须迅速在线组织课程。教师和学生之间以及学生之间的传统互动必须改变，取而代之的是在线联系。在这方面，实验室工作和辅导在同伴教学模式中具有重要作用，需要重新设计。在这里，我们讨论了在都灵理工大学的物理导论课程采用的在线辅导模式，并通过分析学生在学期和夏季和秋季考试的表现来评估其有效性。
2020-11-26 physics.ed-ph
Community structure in introductory physics course networks
学生与学生的互动是许多主动学习环境的基础，但最常使用定性方法进行研究。网络分析工具提供了一个定量的补充，这张照片，使研究人员能够描述整个教室的社会互动系统。从介绍物理课程的过去的结果表明，在大型讲座部分和小型工作室教室环境之间的社会结构的形成急剧分化。扩展这些结果，本研究的重点是在一个大型公立大学的微积分为基础的入门物理课程，大量通勤和非传统的学生群体。社区检测网络的方法被用来表征前和后的课程合作结构在几个部分，并考虑小和大班之间的差异。这些结果进行了比较，从早期的研究结果的预期，并评论的影响，指导和进一步的研究。
2015-07-16 physics.ed-ph
Comment on "How perception of learning environment predicts male and female students' grades and motivational outcomes in algebra-based introductory physics courses"
最近的一篇论文使用结构方程模型来推断性别依赖的学生态度对入门物理课程的几个结果的影响。所使用的模型是精确的马尔可夫相当于一个同样合理的近似值，其中一个关键的性别依赖系数在确定态度是从零无法区分。我还认为，定性框架可能归因于学生的动机，实际上属于他们的老师。
2023-02-17 physics.ed-ph
Vision and change in introductory physics for the life sciences
自2010年以来，耶鲁大学物理系为生命科学（IPLS）序列提供了一种新的基于微积分的物理学入门，重新设想了IPLS教学大纲，包括选择生物学和医学相关的主题，这对生物科学和医学预科生的观众非常有意义。特别是第一学期，与传统的第一学期入门物理学有很大的不同。在这里，我们突出了耶鲁大学第一学期课程的新颖之处，并描述了学生对课程的反馈，包括学生如何评价课程和他们如何评价课程与传统教学大纲之间的比较，以及学生对物理学与生物学和医学相关性的看法如何受到影响。
2016-02-15 physics.ed-ph
Taking introductory physics in studio, lecture, or online format: what difference does it make in subsequent courses, and for whom?
该研究比较在线、传统讲座和工作室三种入门物理教学形式，发现课程形式不影响后续课程成绩，但工作室形式提升学生的准备感，且女生对物理的兴趣显著低于男生。
2023-05-24 physics.ed-ph
The introductory astronomy course at the University of Cape Town: probing student perspectives
我们的报告进行了研究，以提高教学和学生参与天文学入门课程在开普敦大学。这门课程是由各种各样的学生，包括许多来自教育弱势背景。我们描述了一种仪器的发展，介绍天文学问卷（IAQ），我们管理的前和后测试的学生参加了课程。该工具包括少量的问题，探讨了三个感兴趣的领域：学生的动机和期望，天文学内容和世界观。在我们的研究结果中，学习成果在几个概念领域取得，学生们似乎对天文学的本质有了更细致入微的认识。有证据表明，该课程对学生的世界观，特别是对他们对科学的态度产生了积极影响。我们还确定了一个有前途的预测当然成功，可以在未来用于确定学生需要特殊的教学干预。
2014-09-08 physics.ed-ph
Supporting students with ADHD in introductory physics courses: Four steps for instructors
本文针对高等物理入门课程中ADHD学生支持不足的问题，基于一名ADHD学生的亲身视角，为教师提供可帮助其成功的四类教学策略。
2021-05-13 physics.ed-ph
Peer Evaluation of Video Lab Reports in a Blended Introductory Physics Course
佐治亚理工学院混合介绍微积分为基础的力学课程强调科学交流作为其学习目标之一，为此，我们给了我们的学生一系列的四个同行评估任务，旨在发展他们的能力，提出和评估科学论证。在这些作业中，我们还通过将学生的评价与一组专家的评价进行比较来评估学生的评价能力。我们总结了我们的发展努力，并描述了我们观察到的学生评价行为的变化。
2014-10-14 physics.ed-ph
Transforming a large introductory lab course: impacts on views about experimental physics
实验室课程是大多数本科物理课程的关键组成部分。实验室课程通常旨在实现以下学习成果：培养学生的实验技能，让学生参与真实的科学实践，强化概念，激发学生对物理的兴趣和参与。其中一些结果可以通过科罗拉多州实验物理科学学习态度调查（E-CLASS）来衡量，这是一项基于研究的评估，旨在衡量学生对实验物理的看法。我们在科罗拉多大学博尔德分校使用E-CLASS来衡量课程转型过程中的学习成果，在这个过程中，实验物理学的观点反映在学习目标中。我们收集了600多名学生的反应，每学期从大型介绍实验室课程，无论是之前和之后实施的课程转型。虽然我们没有观察到统计学上的显着差异，在整体教学后的E-CLASS成绩的转换之前和之后，在转换的过程中，学生的反应，三个E-CLASS项目，相关的目标的转换比原来的课程更有利。
2018-07-11 physics.ed-ph
Peer Influence on Physics Self-Efficacy and Grades: A comparative study of students in an introductory calculus-based course who typically worked alone or in groups before and during the pandemic
Department of Physics and Astronomy, University of Pittsburgh（匹兹堡大学物理与天文学系）
本研究比较了疫情前后微积分基础物理课程中独自学习与同伴合作学生的特征，发现同伴合作对物理自我效能感和成绩有积极影响，并对比了代数基础课程的结果。
2025-10-17 physics.ed-ph
Student reasoning about measurement uncertainty in an introductory lab course
计算，报告和理解测量不确定性的熟练程度是本科物理实验室课程的国家认可的学习成果。物理测量问卷（PMQ）是一种基于研究的评估工具，用于测量这种理解。PMQ旨在将学生推理描述为点或集合范式，其中集合范式与专家推理更一致。我们分析了在科罗拉多大学博尔德分校传统的入门实验室课程开始和结束时收集的500多名学生的开放式回答。我们通过分析学生在数据收集、数据分析和数据比较方面的反应的前后变化来讨论学生在一个学期内的理解变化。
2017-07-06 physics.ed-ph
Categorization of Mechanics Problems by Students in Large Introductory Physics Courses: A Comparison with the Chi, Feltovich, and Glaser Study
受Chi，Feltovich和Glaser [1]经典研究的启发，我们要求三个入门物理课的入门物理学生根据解决方案的相似性对力学问题进行分类。为了评估问题情境对学生分类能力的影响，本研究设计了两组分类问题。学生们被要求分类的一组问题中的一些问题包括Chi等人先前研究中的问题。我们的研究结果与Chi等人的研究结果相反，这表明在入门学生中专业知识的分布要广泛得多。
2016-02-28 physics.ed-ph
How different incentives affect homework completion in introductory physics courses
本文以美国空军学院的物理导论课程为例，定量分析了不同激励措施对学生家庭作业完成率的影响。我们的数据表明，不超过10-15%的总课程点需要分配给家庭作业，以最大限度地完成家庭作业，通过成绩奖励。此外，我们发现，学生对家庭作业的好处的看法和家庭作业完成率之间有很强的关系。当学生对家庭作业的平均感知在4分制的李克特量表上增加0.5分时，他们完成的家庭作业增加了近20%。最后，我们发现，给学生在课堂上的测验直接从家庭作业导致15%以上的家庭作业完成比给他们在课堂上的测验，只是概念上与家庭作业。我们相信，这些定量的研究结果，其中许多同意常识概念的物理教育工作者，将显着帮助设计师的介绍物理课程，使家庭作业的最有效的学习工具，它可以为各自的课程。
2013-09-02 physics.ed-ph
Could an Artificial-Intelligence agent pass an introductory physics course?
本研究评估了语言模型 ChatGPT 在基于微积分的基础物理课程中的表现，发现其能勉强通过课程，但表现出初学者的常见错误。
2023-02-01 physics.ed-ph
Cause-effect relationships in Maxwell's equations and their implications in the teaching of electromagnetism in introductory physics courses
针对基础物理教学中易将麦克斯韦方程组项间误判为因果的问题，论证了电荷与电流密度是场的根源，结合课堂实例说明场独立会引发矛盾，为电磁学教学提供参考。
2025-01-13 physics.ed-ph
Cheat sites and artificial intelligence usage in online introductory physics courses: what is the extent and what effect does it have on assessments?
本研究调查在线物理入门课程中作弊网站和人工智能的使用程度及对评估的影响，发现学生主要依赖传统资源，其使用显著影响低风险测验，但对有监督评估无显著影响。
2023-12-23 physics.ed-ph
Student Use of a Single Lecture Video in a Flipped Introductory Mechanics Course
在2013年秋季，佐治亚理工学院提供了一个“翻转”的微积分为基础的介绍力学类作为替代传统的大招生讲座类。这门课通过预先录制的讲座视频在课堂外引入新材料来翻转教学。视频讲座是学生对课程材料的初步介绍。我们分析学生如何通过“点击流”数据参与在线讲座视频，包括时间戳的互动（播放，暂停，寻找等）。在线视频播放器对这些事件的分析表明，学生可能会关注视频中有助于“正确”解决方案的元素。
2014-09-22 physics.ed-ph
Attending to experimental physics practices and lifelong learning skills in an introductory laboratory course
我们设计了一个介绍性的实验室课程，让一年级的本科生参与两种互补的迭代类型：（1）通过建模系统，设计实验，分析数据，改进模型和设计的循环来迭代改进实验;（2）通过反思进步，征求反馈，改变学习习惯和思维习惯的循环来迭代改进自我。该课程包括三项主要活动：热膨胀活动，时间跨度为上半学期;期末研究项目，时间跨度为下半学期;指导学生反思，时间跨度为整个课程期间。我们描述了我们的课程设计和报告的学生工作，展示了学生在多种情况下的迭代改进的例子。
2017-01-26 physics.ed-ph
Introductory Quantum Physics Courses using a LabVIEW multimedia module
我们提出了一个LabVIEW多媒体模块的开发介绍量子物理课程和我们的经验，在使用这个应用程序作为学习方法的教育工具。该程序解决了任意电位的时间依赖薛定谔方程。我们描述的数值方法用于解决这个方程，以及一些数学工具，以减少计算时间，并获得更准确的结果。作为一个例子，我们提出了一个波包的三个不同的潜力：排斥势垒势，排斥阶跃势，谐振子的演变。该应用程序已成功地集成到西班牙瓦伦西亚理工大学工程量子物理课程的学习策略中。
2007-02-07 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
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
How learning environment predicts male and female students' physics motivational beliefs in introductory physics courses
本研究采用先验同一性框架，通过控制微积分基础物理入门课程学习初期学生的自我效能感和兴趣，探讨学习环境（包括认知、同伴互动和归属感）对学生物理自我效能感、兴趣和同一性的影响。我们调查了1203名学生，其中35%是女性。研究发现，在课程开始时，女生的物理自我效能感和兴趣低于男生，到课程结束时，这些动机结构的性别差异变得更大。分析发现，学生物理自我效能感和兴趣的降低是通过学习环境的中介作用，并最终影响学生的物理同一性。本研究的模型表明，知觉认知在解释学生物理认同感中起主要作用，而学生物理归属感在解释学生物理自我效能感的变化中起重要作用。
2020-07-15 physics.ed-ph
Implementing and assessing computational modeling in introductory mechanics
学习物理学入门课程的学生很少接触计算建模。在佐治亚理工学院的一个学期的大型讲座介绍基于微积分的力学课程中，学生们学会了使用VPython编程环境解决物理问题。在本学期，1357名学生在这门课程解决了一套十四个计算建模家庭作业的问题，使用在线商业课程管理系统。他们的熟练程度与计算建模进行了评估，在监考环境中使用一种新的中心力问题。大部分学生（60.4%）成功完成了评估。对学生提交的错误程序的分析表明，一小部分学生的错误解释了为什么大多数程序失败。我们讨论了计算建模作业和评估的设计和实施，从评估的结果和在STEM入门课程的计算建模教学的影响。
2012-07-03 physics.ed-ph
Student gender modulates the intersection of calculus proficiency and calculus self-efficacy in an introductory electricity and magnetism course
本研究评估了电磁学入门课程中微积分能力与自我效能感的变化，发现学生性别调节了微积分能力与自我评价之间的相关性，揭示了物理自我效能感中性别差异的潜在成因。
2024-01-04 physics.ed-ph
Measuring the impact of an instructional laboratory on the learning of introductory physics
我们分析了两门大型物理导论课程中参加相关实验课对期末考试成绩的影响。完成每门课程的学生中，大约有三分之一还参加了附带的教学实验室课程。实验室课程是相当传统的，虽然他们专注于支持相关课程中所涵盖的入门物理主题的子集的掌握。使用与实验课程概念相关的相关课程的期末考试问题，比较了参加实验课程和未参加实验课程的学生之间的表现。在每种情况下，参加实验室课程的学生人数与那些没有参加实验室课程的学生在背景和专业方面有所不同。这些差异是通过将他们在实验室相关问题上的表现与不涉及实验室内容的考试问题上的分数标准化来考虑的。当以这种方式进行标准化时，在两门课程中，参加实验室的学生在实验室相关问题上的平均得分在未参加实验室的学生的1%以内，不确定性为2%。这一结果提出了关于实验室在支持掌握物理内容方面的有效性的问题。
2015-08-20 physics.ed-ph
The Initial State of Students Taking an Introductory Physics MOOC
作为大规模开放在线课程（MOOC）更大研究项目的一部分，我们调查了学生背景以及学生参与带有实验室部分的物理MOOC的情况。学生们在课程开始时完成了人口统计调查和力和运动概念评估。虽然该课程仍在积极运行，我们已经跟踪了学生参与了11周课程的前五周。
2013-09-13 physics.ed-ph
Positive Impacts on Student Self-Efficacy from an Introductory Physics for Life Science Course Using the Team-Based Learning Pedagogy
我们提出了对学生自我效能感的影响，介绍物理学的生命科学的学生当然教使用团队为基础的学习教学法。我们测量自我效能感的科学课程-物理，SOSESC-P，调查开发的Fencl和Scheel的验证的定量来源。在学期开始和结束时收集数据，以评估个人自我效能感变化的影响。在描述了教学法的主要特点后，我们发现，在马萨诸塞州阿默斯特大学的团队为基础的学习系统，结果显着改善她识别个人从班杜拉确定的四个来源的自我效能感，以及在三个四个调查属性的课程。我们还研究了自我效能感对个别学生的表现，使用对数回归的预测能力。对于我们的课程来说，在预测个人作业至少获得B时，学期开始和结束之间自我效能的转变比学生的代词更重要。
2021-08-02 physics.ed-ph
A scaffolded curriculum to foster experimental skills acquisition in an introductory physics lab course
本文介绍了一种 introductory physics lab course 的全面重新设计，通过设定明确学习目标、定制活动与评估、实施 course scaffolding 以及转变 instructors 角色来促进学生主动参与和科学实验技能发展，为教育工作者提供实用见解。
2024-09-24 physics.ed-ph
Transforming the content, pedagogy and structure of an introductory physics course for life sciences majors
在本文中，我们描述了我们如何将我们的大招生介绍性物理序列的生命科学的学生讲座/工作室的格式，并与真实的生物应用物理概念对齐。我们已经改革了教学法，包括研究验证的互动参与的做法，并实现了我们的目标，提高学习收益，可持续性和我们的课程改革的适应性。与传统教学相比，讲座/工作室形式的核心积极参与导致可比或增强的学习收益（通过验证的概念调查衡量）。如果再加上适当的教员准备，这种形式是可持续的，不需要比传统的教授这种课程的模式更多的财政或人力资源。我们已经开发了一套完整的积极参与的教学材料，并提供给我们机构以外的物理教育社区采用。
2017-09-15 physics.ed-ph
The impact of introductory physics for the life sciences in a senior biology capstone course
生命科学物理学导论（IPLS）课程的一个目标是培养学生在生物和医学环境中有效地使用物理模型和定量推理。为了评估这一目标是否得到满足，我们进行了一项纵向研究的影响IPLS对学生的工作，在以后的生物和化学课程。我们在这里报告的一部分，该研究，比较书面的反应，由不同的物理背景的学生在高年级生物学顶点课程管理的扩散任务。我们观察到学生推理的差异，与先前或同时在IPLS注册。特别是，我们发现，IPLS的学生比非IPLS的学生更有可能定量和机械地推理扩散现象，并成功地协调扩散过程的多个表示之间，甚至长达两年的IPLS课程后。最后，我们描述了在这两个任务和我们的纵向研究中使用的其他任务中遇到的方法上的挑战。
2021-07-16 physics.ed-ph
Hierarchical Linear Modeling Approach to Measuring the Effects of Class Size and Other Classroom Characteristics on Student Learning in an Active-Learning Based Introductory Physics Course
班级规模对学生学习的影响具有许多政策含义，几十年来一直是对话和研究的主要主题。尽管如此，在大学环境或物理课程的背景下，对班级规模的研究很少。在讨论了分层线性模型（HLM）背后的一些推理以及如何解释HLM分析的结果，同时将本研究应用于课程成绩的测量理论，本文继续使用一系列分层线性模型来研究基于主动学习的入门物理课程中班级规模的影响。结果发现，在研究的范围内，班级规模并没有显着的影响，学生成绩被用作代理学生理解的基础材料。然而，各种各样的问题和限制意味着这肯定不是故事的结尾，当涉及到这些课程以及影响学生成绩的各种因素时，无论是理论上还是经验上，都还有很多工作要做和讨论。
2018-09-01 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
Students' network integration as a predictor of persistence in introductory physics courses
提高学生的保留率（成功完成特定课程）和持久性（继续通过一系列课程或主要研究领域）目前是大学面临的一项重大挑战。虽然学生的学术和社会融入一个机构似乎是至关重要的学生保留，研究人际交往的影响是罕见的。我们使用网络分析作为一种方法来调查学生在课堂上的学术和社会经验。特别是，中心性措施确定的互动模式，有助于融入大学。使用这些措施，我们分析了如何在一个社会网络中的位置建模指令（MI）课程-一个介绍性的物理课程，强调互动学习-预测他们的持久性在随后的物理课程。在MI的第一学期结束时具有较高中心性的学生更有可能参加MI的第二学期。此外，我们发现，成功预测个别学生的持久性的基础上的中心性措施的机会是相当高的-高达$75\%$，使中心性的持久性的一个很好的预测。这些研究结果表明，增加学生的社会融合可能有助于提高科学，技术，工程和数学领域的持久性。
2017-05-25 physics.ed-ph
Impact of evidence-based flipped or active-engagement non-flipped courses on student performance in introductory physics
本研究比较了基于证据的主动参与（EBAE）策略与基于讲授（LB）教学对大学物理入门课程学生表现的影响，发现在教学前预测无显著差异的情况下，EBAE课程学生在概念测试上平均表现更优。
2025-04-03 physics.ed-ph
An equitable and effective approach to introductory mechanics
介绍力学（“物理1”）是学生渴望追求STEM职业生涯的关键网关课程。这门课的一个主要挑战是学生的物理准备有很大的差异，这种准备水平对学生的表现有很强的预测性。入学准备的水平在很大程度上也取决于学生的教育特权，因此这门课程可能会放大K-12教育中的不平等，并为边缘化群体的学生提供STEM职业生涯的障碍。在这里，我们提出了一个新的介绍性课程设计，以解决物理学中的这种公平挑战1。我们设计的课程基于刻意练习的概念，让学生有针对性的，脚手架，并重复的机会，从事研究确定的做法和有效解决问题所需的决定。我们使用现实世界的问题，因为它们与高中物理问题的相似性较小，因此即使是最好的高中物理教学的学生也没有解决这些问题的经验或技能。学生们学到了他们在未来课程中所需要的物理内容知识，特别是在工程方面，他们解决问题的能力大大提高。此外，课程的成功与即将到来的物理准备无关，与传统物理1课程的结果形成鲜明对比。这些发现表明，我们通过在现实世界解决问题的背景下采用刻意练习的方法，使物理1更加公平。
2021-11-24 physics.ed-ph
Variation of Instructor-Student Interactions in an Introductory Interactive Physics Course
加州大学戴维斯分校生命科学专业的物理教学是在一个长期改革的大招生物理课程中进行的，其中讨论/实验室讲师（主要是研究生助教）实施了课程的互动参与（IE）元素。因为有这么多不同的教师参与传播IE课程元素，我们发现教师的专业发展至关重要的观察和记录课堂内的学生与教师的互动。出于这一努力，我们已经开发了一个计算机化的实时教师观察工具（RIOT），以学生与教师的互动数据。我们使用RIOT观察29个不同的教师，每个教师在一个季度的课程中持续5个小时，总共约150小时的上课时间，发现教师行为的范围比以前假设的更极端。在本文中，我们介绍了RIOT，并描述了如何在29个不同的教师之间的变化，可以为学生在同一门课程中提供显着不同的课程体验。
2012-12-06 physics.ed-ph
Integrating Python data analysis in an existing introductory laboratory course
本文介绍了在一年级实验室课程中通过 Jupyter Notebooks 整合 Python 数据分析的方法，在不改变课程结构的前提下帮助学生掌握数据分析编程，并通过问卷和小组作业评估了其教学有效性。
2023-09-12 physics.ed-ph
Introductory physics students' recognition of strong peers: Gender and racial/ethnic bias differ by course level and context
本文通过分析三门远程物理入门课程中的同伴提名数据，探究性别与种族/民族偏见在同伴认可中的表现，发现课程层次与教学情境（讲授或实验）对偏见模式有重要影响，为理解远程教学环境中的同伴认知形成提供了关键证据。
2022-12-01 physics.ed-ph
Entropy and spontaneity in an introductory physics course for life science students
在利用真实生物学实例的生命科学物理学导论（IPLS）课程中，学生关于熵作为“无序”或“混沌”的想法与他们关于有组织生物结构自发形成的想法相联系。这是可能的，以调和“自然倾向的无序”与有组织的集群的大分子，但这样做的方式，将是有意义的学生需要我们认真对待的熵和自发性的想法，学生带来的IPLS课程从他们以前的经验，在生物学和化学。我们利用案例研究访谈来论证，强调能量和熵在确定自发性方面的相互作用（涉及自由能的核心作用）的方法是以特别有效的方式利用学生的生物学和化学资源的方法。我们看到熵参数的定位与充满活力的参数在自发性的确定，使我们的生命科学学生的生物学，化学和物理学的经验更加连贯的重要一步。
2013-08-25 physics.ed-ph
Effective Note-taking and its Impact on Learning Undergraduate Introductory Physics Courses
Fayetteville State University（费耶特维尔州立大学）
研究通过对比实验发现，有效笔记记录策略能提高学生物理课程成绩并降低不及格率。
2025-11-17 physics.ed-ph
Peer Evaluation of Video Lab Reports in an Introductory Physics MOOC
当课程注册人数变得非常大（约10^4名学生）时，评估学生的表现变得具有挑战性。作为佐治亚理工学院2013年提供的物理学入门大规模开放在线课程（MOOC）的一部分，学生们提交了力学实验室的视频报告。这些报告的同行评价提供了评价学生实验室工作的主要方法。本文介绍了开发和使用的方法，以指导学生评价对方的视频实验报告。我们还讨论了学生的同伴评价行为是如何随着课程中提供的不同干预措施而改变的。
2014-10-15 physics.ed-ph
Do evidence-based active-engagement courses reduce the gender gap in introductory physics?
本研究比较了EBAE与LB教学法在入门物理课程中对男女学生表现及性别差距的影响，发现EBAE策略能提升整体成绩，但未能消除性别差距。
2025-04-03 physics.ed-ph
The Physics Inventory of Quantitative Literacy: A tool for assessing mathematical reasoning in introductory physics
物理导论教学的一个理想结果是学生将发展对物理现象进行定量推理的能力。很少有研究已经做了关于学生如何发展的代数概念和技能的推理有关的物理量，这是不同的物理概念的理解或解决问题的能力。我们介绍了定量素养的物理库存（PIQL）作为测量定量素养的工具，数学推理的基础，在介绍物理学的背景下。我们提出了PIQL的发展和证据，其有效性，用于微积分为基础的物理入门课程。与概念量表不同，PIQL是一种推理量表，可用于评估学生在入门物理教学过程中的推理能力。虽然与PIQL相关的数学推理在以前的数学课程中教授，但前/后测试分数显示，这种推理并不容易被大多数物理学生使用，也不作为物理教学的一部分发展-即使在使用高质量，基于研究的课程材料的课程中。与物理教育中的许多库存一样，我们希望使用PIQL来支持教学策略和材料的开发-在这种情况下，旨在满足所有学生在入门物理学中定量识字的课程目标。
2021-06-09 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
Shaping Attitudes Toward Science in an Introductory Astronomy Class
在许多大学，天文学是非科学专业学生满足通识教育要求的一种流行方式。因为通识天文学可能是这些学生唯一的大学水平的科学课程，这是塑造这些未来的记者，教师，政治家和选民的科学态度的最后机会。我报告试图衡量和诱导科学的态度在我的通识教育天文学课程的变化。我描述了建设的态度调查，课堂活动，旨在影响态度，并给出数值结果表明显着的改善。与此相反，关于物理入门课程态度的文献通常报告停滞或下降。我简要地评论一下对这种差异的一些合理解释。
2010-06-09 physics.ed-ph
Measuring the Impact of Introductory Physics Labs on Learning
我们最近的研究表明，两个实验室课程，其目标是专门加强在讲座课程中开发的材料，并没有在1%的水平上对考试成绩产生任何影响。在这项研究中，我们用这些实验室课程之一的修改版本复制了这种分析，其目标还包括建模，设计实验以及分析和可视化数据。这个修改后的课程使用与以前版本相同的仪器，但改变了实验前和实验室内的活动，专注于开发和测试数据模型。该研究评估了这些额外目标和活动的影响。我们发现它们并没有影响学生在期末考试中的表现。
2015-07-01 physics.ed-ph
A longitudinal analysis of students' motivational characteristics in introductory physics courses: Gender differences
在过去的十年里，STEM课程中缺乏多样性和代表性不足的学生表现不佳一直是研究人员关注的焦点。特别是，人们对妇女在物理学领域代表性不足和表现不佳的原因提出了许多假设。在这里，我们提出了一个框架，帮助所有学生学习科学课程，考虑到四个因素：1）教学和学习工具的特点，2）教学和学习工具的实施，3）学生的特点，和4）学生的环境。虽然对因素1（教学和学习工具的特点）的研究很多，但对因素2（学生的特点，特别是动机因素）的关注较少。在这里，我们专注于从调查数据中获得的入门物理学生的基线动机特征，以告知框架的因素2。本研究以两个学期的物理导论课程为研究对象，通过对学生的自我效能感、毅力、对物理的迷恋、与物理相关的价值、智力心态和物理认识论进行前后调查，对学生的动机特征进行了纵向分析。与男生相比，女生的自我效能感、魅力感和价值感较低，对物理知识的理解更为“固定”。毅力是女生在整个物理入门课程中报告的平均值等于或高于男生的唯一因素。这些性别差异至少可以部分归因于社会的陈规定型观念和偏见，谁属于物理学，可以在它excelinit.The研究结果通知框架，并有影响的发展和实施有效的教学和学习工具，以帮助所有学生学习。
2021-02-15 physics.ed-ph
Gendered Performance Differences in Introductory Physics: A Study from a Large Land-Grant University
研究介绍物理学中的性别差异的研究表明，当涉及到概念评估的性别差距时，人们达成了共识;然而，当涉及到考试中性别表现的差异时，情况就不那么清楚了。本研究探讨是否存在性别差异的期中和期末考试在物理导论课程，如果这种差异与性别差异在最后的课程成绩。这项研究的人群包括2007年春季至2019年春季期间参加代数和微积分入门物理课程的1万多名学生。我们发现了一个小的，但统计上显着的差异，与弱效应大小，在最后的字母成绩只有一个四门课程：代数为基础的力学。通过查看期中考试成绩，四门课程中有三门的一些考试在统计学上存在显著差异，但基于代数的电学和磁学是例外。在所有具有统计学显著性的情况下，效应量很小或很弱，表明考试和期末成绩的表现并不强烈依赖于性别。作为一个额外的维度检查性别差异，我们调查了是否存在差异时，占教师性别。此外，在2019年秋季，在两个介绍性序列中向1，600多名学生进行了问卷调查，以探讨学生对表现，课堂贡献和包容的看法。我们观察到，当按性别分组时，学生对自己的表现和贡献的看法存在一些差异，但对包容的看法没有差异。
2020-12-27 physics.ed-ph
Hidden walls: STEM course barriers identified by students with disabilities
从历史上看，非残疾人将残疾视为一种个人缺陷，需要对残疾人进行改变。然而，残疾活动家和残疾知识分子已经提出了一些模式，强调残疾社会结构在防止或阻碍能力连续体的平等获得方面的作用。我们使用了社会关系命题，它将残疾置于障碍和特定社会结构的相互作用中，以确定STEM入门课程中的残疾结构。我们对9名学生进行了采访，他们在STEM入门课程中发现了一系列障碍。我们组建了一个多元化的研究团队，并通过现象学分析来分析访谈。与会者报告了妨碍有效参与课程内容的课程障碍。这些障碍导致了时间管理的挑战以及压力和焦虑的感觉。我们讨论了支持学生更有效地参与入门STEM课程的建议。
2019-09-06 physics.ed-ph
Consideration of learning orientations as an application of achievement goals in evaluating life science majors in introductory physics
在考虑为自己的机构进行生命科学导论物理课程转型时，生命科学专业的成就目标是确保教学转型有效的必要考虑因素。然而，成就目标很少是物理教育研究课题，如元认知明确考虑。我们调查了一个样本人口的218名学生在第一学期介绍代数为基础的物理课程，从14个实验室部分在6个学期的课程部分，以确定成就目标对生命科学专业的物理态度的影响。学习方向，分别属于掌握目标和绩效目标，除了学习方向，不报告的绩效目标，记录从学生在特定的背景下学习的问题解决框架，在课堂练习。学生的学习取向，定义在学生的自我报告的情况下，在特定的背景下的问题解决相关的研究为基础的课程实施，进行比较，在一个完善的态度调查工具的物理问题解决项目的前后结果，以建立类别的有效性。此外，掌握相关的和性能相关的方向似乎延伸到整体前后态度的转变，但不力和运动的概念或整体课程成绩，在物理学入门课程的范围内。健康科学专业的整体课程表现似乎也存在差异，但在生物学专业的学习方向方面则不然;然而，健康科学专业的学生在研究中的所有测量结果都不如生物学专业的学生，无论学习方向如何。
2018-05-04 physics.ed-ph
