Vector Fields and Paul Klee -- A Summer School Course for gifted High-School Students
艺术家保罗·克利在他的书《Pädagogisches Skizzenbuch》（教学速写本，1925年）中描述和分析了他对符号和颜色的使用。他使用箭头作为插图的手段，也讨论了箭头本身作为他的符号库的一个元素。有趣的是，他对箭头的观点与向量场的图形表示方式相匹配。基于数学和克利的艺术作品的这种联系，我们开发了一个概念，为有天赋的高中生暑期学校课程。它的目的是向参与者介绍更高层次的数学，并让他们创造自己的作品与保罗克利和向量场的艺术。本文阐述了克利艺术与数学之间的联系。它还介绍了暑期课程的细节和对其目标的评估，包括参与学生的作品。
2020-05-07 physics.ed-ph
Pathways to Quantum: Fostering High School Student Interest in Quantum Information Science
本研究通过分析乔治梅森大学量子沉浸项目的15次小组访谈，发现该项目提升了高中生对量子职业的认知与兴趣，专业互动和同伴导师支持是关键因素。
2025-08-05 physics.ed-ph
Brazilian National High School Examination: assessing student's learning in Physics
进入巴西公立大学取决于学生在Enem（巴西国家高中教育评估）中获得的分数。该考试由四个多项选择题（语言，数学，自然和人文科学）组成，由项目反应理论（IRT）评分。这是学生的高风险考试，允许使用该考试的结果，为监测巴西高中学习和教育质量提供条件。我们提出了从2009年到2014年的Enem的物理项目的研究。这些问题根据定性类别进行分类，提供了自然科学考试的概况：学科考试（物理，化学和生物学），主要是定性问题，长而耗时的项目，只有少数需要更复杂的推理和评估一些解决问题的技能。对学生的回答进行分析，运用基本的统计探索和项目反应理论得出物理试题的ICC。对物理试题的定性分析和定量分析进行了比较。对学生表现的研究表明，在高中结束时，物理学习水平很低，正确答案的比例很小;学生在需要学科知识或使用基本数学推理的问题上表现较差。也可以观察到两个小组的结果差异：女生在大多数项目上的表现比男生差，来自联邦和私立高中的学生的表现明显好于来自州立高中的学生（75%的高中学生就读于州立或地区学校）。总之，学生的表现和项目内容的综合分析揭示了巴西学生学习的一些特点，在18岁左右，可以影响物理教育系统。
2017-07-13 physics.ed-ph
What are The Suitable Instructional Strategy and Media for Student Learning Styles in Middle Schools?
本研究的目的是探讨适合中学英语学习风格的教学策略和教学媒体。为此，来自三所中学的307名七至九年级学生被调查。学习风格指数是根据Felder-Silverman学习风格来了解学生的学习风格。学生们还被问到他们最喜欢什么样的教学策略和媒体。结果表明，可以应用于中学的教学策略是：问答法，学生演示，游戏和模拟，讲座，基于问题解决的学习，角色扮演和小组讨论。可以应用的教学媒体有：图片，图形，视频，模拟，在线小组学习，报纸，聊天/信使，幻灯片，电脑动画，书籍/电子书，杂志，录音和电子邮件。然后再与学生学习风格的组合进行核对，得到最适合的一种。
2018-01-12 physics.ed-ph
Perspectives on astronomy: probing Norwegian pre-service teachers and middle school students
我们报告正在进行的工作，以深入了解天文知识和观点的职前教师和中学生在挪威。我们仔细调整和翻译成挪威现有的仪器，天文学问卷（IAQ），我们管理这个适应IAQ（一）职前教师在挪威最大的教师教育机构，和（二）学生来自奥斯陆的八所中学，在这两种情况下之前和之后的天文学教学。其中我们的初步研究结果-基于分析的自由反应写作和多项选择的反应-是，当提示提供假设的学生的反应，职前教师表现出显着下降的教学反应前到教学后，相应的转变更权威的反应。我们还发现了与中学生对宇宙大小和距离的概念有关的潜在严重问题，并沿着性别线进行了显着分层。
2016-01-27 physics.ed-ph
High School Students Group Interaction with the Electric Field Hockey Interactive Simulation
本研究调查了一组高中生在物理教室与计算机模拟，模拟静电相互作用作为一个曲棍球游戏，电场曲棍球。本研究中的活动发生在学生接受正式的电场教学之前。学习目标是让学生探索模拟的静电现象。本研究提出以下研究问题：高中生如何集体探索模拟静电现象，而互动的电场曲棍球计算机模拟在课堂活动？本文通过对课堂录像的仔细分析，对上述群体进行了个案研究。结果表明，高中生在活动中遇到并处理了多种类型的张力，并探索了电场曲棍球模拟的静电现象。当学生遇到不同类型的紧张局势时，他们优先探索不同类型的现象。根据研究结果，我建议：当进行一项活动，一个新的教育工具，教师可以参加，并跳在适当的点，当紧张局势出现，从而引导学生探索模拟的物理现象，在更富有成效的方式。
2017-07-01 physics.ed-ph
High School Students' Understandings and Representations of the Electric Field
本研究旨在探讨未接受高中物理教育的15 - 16岁高中生对电场的表征与理解。物理教育研究文献报道了学生对电场后教学的概念，如学生在教科书式问题上的表现所示。然而，它没有充分捕捉到学生在其他情况下表达的思想，但对教育研究提供了信息。本研究旨在探讨学生在开放式活动中所呈现的电场预教学观念。92名参与学生完成了一份工作表，其中包括绘制关于电荷的漫画作为卡通系列的角色。三个学生谁自发产生的箭头图分别采访了课后。我们确定了九个与电场相关的想法，这三个学生在漫画活动中自发地利用了这些想法。在本文中，我们详细描述了每一个想法和它所处的环境。由于文献中的大多数研究都认为学生具有相对固定的概念，并且大多数都确定了这些概念与规范目标的分歧，因此本研究表明学生的推理在特定时刻更具可变性，并且可变性包括常识资源，这些资源可以用于学习电场。
2017-06-30 physics.ed-ph
Schools on different corners: An investigation into the effects of ethnicity and socioeconomic status on physics offerings in Northern California public high schools
在2018年春天，美国物理教师协会的北加州/内华达州部分被提醒当地一所高中计划在下一学年取消物理。作为支持学校在第二年维持物理学的努力的运动的一部分，该地区周围学校的物理学课程被汇编。看来，在该地区的学生人口的人口统计学发挥了作用，在该地区内提供的不同物理课程的数量，特别是西班牙裔学生的百分比（%西班牙裔）和社会经济上处于不利地位的学生的百分比（%SED）在每所学校。考虑到这种趋势更为普遍，我们对北加州公立高中的物理课程进行了审查，以确定不同物理课程的数量与这些人口之间是否存在相关性。结果发现，%西班牙裔和%SED在加州公立学校有很强的相关性，并与学生人数一起，可以作为学校物理课程的统计学显着预测因素。
2021-06-10 physics.ed-ph
Making Sense of Physics through Stories: High School Students Narratives about Electric Charges and Interactions
教育研究表明，叙事是帮助年轻学生理解科学现象的有用工具。基于以前的研究，我认为，叙事也可以成为工具，高中生的概念，如电场的意义。在本文中，我研究了高中生的视觉和口头叙事，他们描述的电荷之间的相互作用，如果他们是一个卡通系列的字符。该研究调查：在课堂活动中，在接受正式教学之前，要求学生对静电现象进行叙述，（1）学生在叙述中注意到了什么静电概念？(2)学生的叙述在他们对静电学的理解中发挥着什么作用？参与者是一组高中生，他们在接受正式的静电教学之前参加了一个开放式的课堂活动。活动中，小组被要求为电荷画连环画。除了个人的工作，学生分享他们的工作在小组内，以及与整个集团。活动结束后，来自一个小组的六名学生被单独采访了他们的工作。在本文中，我提出了两个案例中，学生产生的叙述，以表达他们的想法，静电在不同的方式。在每一种情况下，我目前的学生工作的漫画活动（视觉叙事），他们的口头描述他们的工作（口头叙事）在采访期间和/或他们的同龄人在课堂上，和他们的想法，通过他们的叙述表达的电动互动。
2017-07-01 physics.ed-ph
Development of soft and hard skills of high-school students via Young Physicists' Tournament
本研究通过问卷对比发现，青年物理学家锦标赛能显著提升高中生的物理、数学、建模等硬技能及沟通、团队合作等软技能，且教师评价比学生更积极，证明其教育投入具有重要价值。
2025-08-21 physics.ed-ph
A measurement of the Earth's radius for high school students
本研究提出一种适合高中生的地球半径近似测量方法，以意大利托斯卡纳群岛的岛屿为观测对象，仅需高中前两年数学知识即可完成计算，且可推广至全球类似地理场景。
2023-12-15 physics.ed-ph
School visits to a physics research laboratory using virtual reality
学校参观研究实验室或设施是一种独特的方式，使学生更接近科学和STEM（科学，技术，工程和数学）职业。然而，这种访问对学生和教师来说在时间和金钱方面都是非常昂贵的。在本文中，我们提出了一种可能的替代现场访问组成的活动，使高中学生利用VR应用程序，使他们进入粒子物理实验。这一建议是保证所有学校，不论其社会出身或地理来源，都能访问研究中心的有效途径。我们描述的测试，我们进行了一个焦点小组的教师和他们的学生，以及所获得的结果。
2023-01-04 physics.ed-ph
Teaching to Learn: iPads as Tools for Transforming Physics Student Roles
担任学习助理（LA）的学生有机会教授他们正在学习的内容，同时也学习有效的教学法，他们在高级内容课程中取得了成绩，并在学习科学的态度上发生了积极的转变[V. Olehman，S. Pollock & N. Finkelstein，Amer J Physics 78，11（2010）]。虽然洛杉矶的经验对高中生也很有价值，但高级高中生的紧凑时间表和学分要求限制了在高中阶段实施传统洛杉矶课程的机会。为了向高中物理学生提供类似LA的体验，iPad被用作学生合成屏幕播放视频教程的工具，供学生访问、审查和评估。在整个学年的课程中，iPad在一对一的平板电脑对学生的环境中使用。本研究调查了一对一的iPad环境和使用iPad创建教与学（TtL）的经验，对学生的机构和学习科学的态度的影响。由NSF资助的项目# DUE 934921。
2014-08-11 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
A Network Science Summer Course for High School Students
我们讨论了一个为期两周的网络科学暑期课程，我们教的高中生。我们提出的概念和课程的内容，评估它们，并提供课程材料。
2020-05-05 cs.SI physics.ed-ph
Surveying Turkish high school and university student attitudes and approaches to physics problem solving
学生解决问题的态度和方法会影响他们学习物理的程度。在美国之前的研究使用验证的态度和解决问题的方法（AAPS）的调查表明，有学生在介绍物理学和天文学课程和物理学专家在他们的态度和方法来解决物理问题方面的重大差异。在这里，我们讨论的验证，管理和分析数据的土耳其版本的AAPS调查高中和大学生在土耳其。在土耳其语版的调查得到验证和实施后，对数据进行了分析，按年级、学校类型和性别对数据进行了分组。虽然调查中各组的平均值之间没有统计学上的显著差异，但总体而言，土耳其的大学生比职业高中生更像专家。在逐项的基础上，在许多项目上，各组的平均值之间存在统计差异。例如，平均而言，大学生表现出较少的专家般的态度，方程和公式的作用，在解决问题，解决难题，并知道当解决方案是不正确的，而他们表现出更多的专家般的态度和方法的项目有关的元认知在物理问题解决。主成分分析的数据产生项目集群，学生对各种调查项目的反应可以分组。土耳其和美国的大学生参加代数为基础的入门物理课程的反应的比较表明，在超过一半的项目，这两组的反应有统计学显着差异，平均与美国学生响应的项目，更像专家的方式。
2016-04-10 physics.ed-ph
Transforming High School Physics with Modeling and Computation
Engage to Excel（PCAST）报告，国家研究委员会的K-12科学教育框架以及下一代科学标准都呼吁将物理课堂转变为教学生真正科学实践的环境。这项工作描述了一个这样的尝试，以改变高中物理课堂的早期阶段。具体而言，一系列的模型构建和计算建模练习试点在九年级物理第一教室。学生使用的计算进行了评估，使用监考编程作业，学生通过高级编程环境（VPython）制作并讨论了运动中的棒球的计算模型。学生对计算及其与力学的联系的看法是通过一篇书面文章和一系列有声思维访谈来评估的。这项初步研究显示了计算的能力，连接科学实践的高中科学课堂。
2013-11-22 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
Development and validation of the Converging Lenses Concept Inventory for middle school physics education
光学是中学物理教育课程中的一个核心领域。在这项研究中，我们提出了一个测试仪器在光学领域的发展和验证，会聚透镜概念量表（CLCI）。它可以作为中学生对会聚透镜成像的概念理解的形成性或总结性评价。CLCI评估：（1）对与会聚透镜相关的基本概念的总体理解，（2）对具体概念的理解，以及（3）学生对该主题的困难倾向。最初的CLCI由16个多项选择题组成;然而，根据各种质量检查，删除了一项。本研究以干扰物分析、经典测验理论、项目反应理论、结构分析、不同测量点学生总成绩分析为定量方法，以学生访谈和专家问卷为定性方法，对CLCI进行了全面验证。定量分析主要是基于一个数据集的N = 318名中学生谁采取了CLCI作为后测。学生访谈进行了七名中学生后，他们被教导的概念会聚透镜。专家调查包括五位专家，他们对单个项目和整个测试进行了评估。分析表明，测试仪器的结果良好到优秀，证实了15项CLCI的有效性及其与上述三个焦点的一致性。
2022-05-19 physics.ed-ph
Absence of a COVID-induced academic drop in high-school physics learning
在2019冠状病毒病疫情开始时，美国的大部分中学教学都过渡到了在线环境。在该国许多地区，在线教育持续了两年以上。许多专家假设，在这段时间的在线教学之后，会出现“学术滑坡”（学生学习的减少）。我们调查了2019年秋季学期到2021年秋季学期之间，斯坦福大学新生在大学物理入门课程中的学生准备变化。我们通过观察斯坦福大学所有打算参加物理课程的学生在参加物理入门课程之前进行的有效物理诊断考试的表现来做到这一点。我们没有发现统计学上或教育上的显着变化的分数。尽管有许多教师的轶事报告，至少对这一人群来说，学生在物理和相关数学方面的准备水平似乎没有变化。
2022-06-06 physics.ed-ph
Cooperative Problem Solving: an experience of high-school teaching updating
我们目前的教学更新分配给意大利高中物理教师的经验的结果，以促进合作解决问题的方法作为一种有用的策略，以提高物理学习在高中水平，促进发展的问题解决能力的应用。除了分析该方法，并讨论如何提出和应用它在高中的情况下，教师体验的方法既作为学习者和学生组学习者的导师。学生和教师评价为积极的经验，主要集中在组内的信息交流和解决方案的应用合作。对学生运用该方法解决一些丰富背景文本的表现进行的事后分析表明，需要提高对所取得结果的批判意识，以充分利用该策略，发展他们的问题解决技能。最后，对学生的性别差异和生源分布进行了分析。
2020-03-17 physics.ed-ph
Activity Report on the Eighth African School of Fundamental Physics and Applications (ASP2024)
本文报告了2024年在摩洛哥举办的第八届非洲物理学校（ASP2024），该活动旨在为非洲学生、教师和教职员工提供基础与应用物理的学术支持及培训。
2024-09-30 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
Collaboration between high schools in Japan and Argentina for cosmic-ray research using CosmicWatches
宇宙射线无处不在，随时可用，使其成为年轻学生粒子和天体物理学的良好教学工具。Tan-Q是一个包容性的外展和教育项目，为日本初中或高中的学生提供参与宇宙射线和粒子物理学的研究机会。在Tan-Q框架中，每个学校的学生在主要是本科生的导师的帮助下进行研究。研究人员还通过定期的Zoom会议和Slack上的持续沟通广泛参与。有些是国际性的，有些是国际性的。本文介绍了日本和阿根廷的高中之间的联合研究Tan-Q活动之一，使用CosmicWatches观测宇宙射线μ子。我们的主要目标是研究由于高度和地磁场强度等环境差异而导致的μ子通量差异。参与其中的人不仅要学习粒子物理学，还要学习统计数据分析方法。
2021-08-04 physics.ed-ph
A pilot experience in physics laboratory for a professional school
意大利的高中改革最近在专业学校的课程中引入了物理学，这在以前是不存在的。许多教师，往往是临时性的，不得不在学校里教物理，因为学校里没有实验室，学生们对物理又不感兴趣，他们觉得物理与他们的个人兴趣相去甚远，也与专业学校所期望的工作准备相去甚远。我们报告一个学习路径，介绍学生简单的物理量的测量，这继续与物质的一些性质（体积，质量，密度）的研究，并与热力学的一些元素结束。为了让学生参与积极的学习，为提高实验室经验和遇到的困难的质量进行了行动的教育材料。最后，我们比较了这些学生的积极参与，在一个非常不同的职业学校进行类似的经验。
2014-05-28 physics.ed-ph
Powers of the Universe: Empowering primary school students with the powers of ten notation
本文通过“宇宙的幂”模块试验，让7-13岁学生早期学习十的幂次记数法以处理极大和极小数字，结果显示学生热情高涨且学习成果积极，并为小学数学教学提出了优化策略。
2023-11-30 physics.ed-ph
Students' understanding of gravity using the rubber sheet analogy: an Italian experience
广义相对论（GR）代表了最新的引力理论，所有现代天体物理学都基于此，包括一些最令人惊讶的物理学研究结果。然而，它的研究仅限于大学课程，而在高中一级被忽视。为了在高中引入GR，可以使用的方法之一是所谓的橡胶片类比，即将时空比作在重量下变形的橡胶片。在本文中，我们分析了在罗马三大学数学和物理系举行的活动，采用橡胶板类比，以解决有关重力的几个主题的有效性。我们提出的问卷调查的结果，我们管理调查的主题处理超过150名意大利高中学生参加了这项活动的理解。
2021-02-08 physics.ed-ph
Effects of Home Resources and School Environment on Eighth-Grade Mathematics Achievement in Taiwan
在过去的几十年里，研究者们对家庭资源、学校环境与学生数学成绩之间的关系进行了大量的研究。他们中的许多人认为，丰富的家庭学习资源与较高的平均学业成绩有关。亦有意见认为家庭背景与学习环境息息相关，因而影响学生的成绩。因此，本研究假设，拥有更多家庭资源的学生将比拥有较少资源的学生表现得更好，并且拥有更多社会经济背景的学生，位于高收入社区，拥有更多教学资源的学校将有更好的数学表现。本研究以台湾地区八年级学生为研究对象，探讨学生数学成就的差异性，并探讨学生与学校层级差异对数学成就的影响。
2017-12-31 cs.CY physics.ed-ph
The relevance of learning quantum physics from the perspective of the secondary school student: A case study
在高中学习量子物理现在是一种标准做法（Stadermann等人，2019年）。但考虑到科学教育的背景，高等教育的招生人数较低，对科学的态度较差，学生们是否认为量子物理学的学习是相关的，这仍然是一个问题。在这项研究中，我们探讨了学生如何看待量子物理和技术的重要性，以及他们的看法是否改变后，干预，即“量子规则！“拜访。我们还旨在了解他们是否总体上认为学习量子是相关的。为了回答这些问题，我们采用了问卷调查和访谈相结合的混合方法。定量分析表明，“量子规则！“干预对学生对量子物理和技术的相关性的看法有积极的影响，特别是关于他们认为量子科学对社会的重要性。然而，定性信息显示，尽管学生可能会发现量子物理和技术对社会很重要，但这并不一定意味着他们认为学习量子物理学是相关的。我们发现，学生认为后者是相关的，只有当他们觉得有趣。因此，我们重新发现常见的表达“重要，但对我来说不重要”，我们进一步提出，这种看法来自学生没有看到学习量子物理学的社会意义。
2020-01-28 physics.ed-ph
Long-term collaboration with strong friendship ties improves academic performance in remote and hybrid teaching modalities in high school physics
学生之间的合作是知识积累和能力发展的基础。然而，学生合作的有效性取决于这些互动发生在有利于承诺，信任和决策的条件下的程度。卫生状况和向紧急远程教学的过渡为合作增加了新的挑战，主要是因为现在，信息和通信技术调解学生的互动。本研究首先探讨了不同的合作关系的有效性，从位于智利南部的农村和城市地区的两所学校的中学生的样本物理。我们使用社会网络分析来绘制学生的学术声望，合作和友谊关系。我们定义一个强关联，如果两个学生相互宣布为朋友。使用多元线性回归模型，我们发现了合作对成绩的积极影响，特别是在与朋友（强关系）合作的学生中。然后，第二项研究对应于一个准实验四个班在分析的城市学校在下一学年。在这里，学生们参加了混合课程，以测试在第一项研究中发现的合作效果是否在两个学期中保持稳定。遵循与探索阶段相同的程序，我们发现，合作对成绩的初步影响对所有合作变量都是负面的，而强大的工作关系在今年晚些时候提供了学术收益。这些结果有助于在物理教育及其有效性的合作文献，考虑到社会关系和所需的时间，在课堂上学生之间发展有益的集体进程。
2022-03-10 physics.ed-ph
Analysis of Brownian Motion by Elementary School Students
为了激发小学生的求知欲，我们举办了一个远程教育研讨会，旨在探索细胞内的微观世界。在这次研讨会上，有兴趣学习更多科学知识的小学生使用开源软件Tracker分析了悬浮在水中的微米级颗粒的布朗运动的电影。然后，这些学生进行了二维（2D）随机行走实验，使用骰子游戏表，以检查布朗运动的物理机制。研讨会结束后，我们进行了一项基于问卷的调查。许多参加者回答说，内容很难，但很有趣，这表明我们的工作坊非常有效地激发了学生的好奇心。
2022-01-12 physics.bio-ph physics.ed-ph
Secondary School Students observe Venus with NASA Infrared Telescope Facility (IRTF)
天文学和天体物理学被认为是对小学和中学学生具有高度激励作用的主题，它们一直是激发对科学的热情的经常性和有效的资源。事实上，在过去几年中，我们目睹了为教师和学生提供小型机器人望远镜的设施的增加，以远程开展他们自己的观测项目。向前迈出了一步，在这里，我们描述的经验，中学生参加专业的金星观测在美国宇航局的红外望远镜设施（IRTF），并在第二次观测运行，进行自己的意见。除了快速掌握SpeX仪器控制软件的基本操作外，学生们还成功地进行了不同类型的数据采集，包括漂移扫描成像。
2023-03-17 astro-ph.IM physics.ed-ph
It's good to be popular in high school: A look at disparities in STEM AP offerings in Northern California public high schools
Foothill College（富尔顿学院）；Amador Valley High School（阿马多尔谷高中）
本研究调查北加州公立高中人口特征对AP STEM课程开设的影响，发现西班牙裔及社会经济弱势学生占比高的学校开设冷门AP STEM课程的概率更低，凸显了课程可及性的群体差异。
2021-06-10 physics.ed-ph physics.soc-ph
Patterns in Illinois Educational School Data
我们检查伊利诺伊州的教育数据，从标准化考试和分析影响公立学校学生成绩的主要因素。我们专注于最简单的模型：通过可视化和单变量回归来表示数据。考试成绩取决于学校类型、地点和贫困集中程度。对于伊利诺斯州的大多数学校来说，学生的考试成绩随着贫困程度的增加而线性下降。但是，芝加哥必须单独对待。芝加哥的选择性学校，以及一些传统和特许学校，偏离了这种基于贫困的模式。对于任何贫困水平，芝加哥学校的表现都比伊利诺伊州其他地区的学校好。与伊利诺伊州其他学校类型相比，天才学生的选择性课程在每个年级都表现出色，最明显的是在高中阶段。芝加哥特许学校的情况更为复杂。在过去的六年里，他们的学生的成绩超过了传统的芝加哥高中的学生。
2015-01-29 cs.CY physics.ed-ph physics.soc-ph
GW Explorer: A Beginner's Guide -- Developing a Computational Gravitational-Wave Outreach Curriculum for High School Students
University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）；Vanderbilt University（范德堡大学）
GW Explorer课程通过交互式Python笔记本向高中生介绍引力波天体物理，填补高中前阶段空白，涵盖引力、时空、探测与数据分析，提升概念理解和编码信心。
2026-09-11 gr-qc physics.ed-ph
An accelerator experiment for junior and senior high school students to improve students' involvement in fundamental physics
在日本，初中和高中学生的研究活动呈上升趋势。但是，在基本粒子和原子领域的研究活动的例子有限。这是由于难以获得加速器或粒子探测器等研究工具。为此，我们于2018年和2019年在东北大学的回旋加速器·放射性同位素中心（CYRIC）举办了“Accel Kitchen”，让初高中生参与正在进行的粒子和原子物理学研究。在每个讲习班上，12名初中和高中学生参加了束流实验，包括通过氧和金的聚变反应产生<$原子（Fr），优化离子束的传输和识别α衰变核，以及用激光捕获Fr两天。参与实验的每个小组都得到了研究人员和大学生的支持，他们担任导师。这是初高中学生第一次有机会了解日本的粒子束实验。
2022-01-03 nucl-ex physics.acc-ph physics.atom-ph
Involving high school students in computational physics university research: Theory calculations of toluene adsorbed on graphene
为了提高公众对理论材料物理的认识，一小群高中生被邀请积极参与查尔姆斯理工大学目前的研究项目。Chalmers研究小组探索了从饮用水中过滤有害和不需要的分子的方法，例如通过活性炭过滤器的吸附。在本课题中，将石墨烯作为活性炭的理想模型，利用原子尺度的计算方法密度泛函理论，推算出甲苯在石墨烯上的吸附能。在这个过程中，学生们对应用量子物理学有了深入的了解，这是一个在这个教育水平上通常不教的话题，并获得了一些材料研究中最先进的计算工具的经验。
2016-03-28 physics.chem-ph physics.ed-ph
Intrinsic motivation, Need for cognition, Grit, Growth Mindset and Academic Achievement in High School Students: Latent Profiles and Its Predictive Effects
最近的努力，以确定非认知预测的学术成就，特别是集中在自我建设，其测量是有关一个特定的领域（例如，数学）。然而，其他重要因素，如性格和动机，受到的关注较少。此外，非认知因素的预测准确性缺乏来自包括英语和科学在内的科目的证据。在本研究中，我们采取以人为本的方法，关注学生的内在动机，认知需求，毅力和成长心态。我们主要关注这些因素如何预测学生的数学，英语和科学成绩之间的9年级和12年级。2，308份样本来自波士顿的高中生（女性= 1，237;年龄从13岁到17岁）。研究结果表明：（1）学生的四种潜在人格特征：高坚毅学生（n = 997，43.2%，坚毅得分较高）;中等学生（n = 905，38.3%，所有分数中等）;高内在动机的学生（n = 252，11.8%，内在动机得分较高）;坚毅学生低（2）性别、种族、母亲受教育程度、社会经济地位对人格特征有预测作用;（3）四个学生侧面对九年级和十二年级的数学、科学和英语成绩都有显著的预测作用。我们讨论了青少年品格教育和高中学习动机的重要性。
2022-10-10 physics.ed-ph q-bio.NC
Teaching quantum information science to high-school and early undergraduate students
我们提出了一个简单的，可访问的，但严格的推广/教育计划集中在量子信息科学和技术的高中和早期的本科生。该计划允许学生使用量子线路和算法进行有意义的动手计算，而不需要高等数学的知识。结合纸笔练习和IBM Q模拟，帮助学生理解量子门和电路的结构，以及叠加、纠缠和量子力学测量的原理。
2020-08-08 physics.ed-ph physics.pop-ph quant-ph
From Computing to Quantum Mechanics: Accessible and Hands-On Quantum Computing Education for High School Students
本文提出一种面向高中生、基于经典计算逐步引入量子力学的量子计算教学方法，结合便携式NMR量子计算机提供动手实践，初步反馈良好，展现了在更广泛高中教育中应用的潜力。
2024-03-26 physics.ed-ph quant-ph
Teaching Quantum Computing to High School Students
本研究介绍了一门面向15-18岁高中生的试点成功的量子计算课程，通过交互式习题、模拟实验等主动学习方式衔接科普与本科高阶内容，且以开源许可免费开放。
2020-04-15 physics.ed-ph quant-ph
The Living Network of Schools Owned by Teachers and Students
本文描述了一个教师和学生的网络，他们在各级教育中形成了一个生活系统，并达到了高标准。网络的核心过程是有效探究学习的过程。物理学在科学中被认为是理解通过探究有效学习意味着什么的最透明的来源。我们建议，教师和其他有兴趣建立网络的人从学习的背景下，通过调查使用专门设计的和经过测试的材料，从物理教育的生产性学习。我们提供了创建网络的过程的大纲。
1998-04-02 physics.ed-ph physics.soc-ph
QCaMP: A 4-Week Summer Camp Introducing High School Students to Quantum Information Science and Technology
介绍QCaMP夏令营，为期4周，面向高中生教授量子概念与职业，涵盖计算、传感和通信，并通过前后评估展示课程与成果。
2025-04-22 physics.ed-ph quant-ph
An Instrument-Free Demonstration of Quantum Key Distribution for High-School Students
对于高中生来说，关于量子力学在药物开发和安全通信等下一代产业发展中的重要性的媒体报道越来越常见，但他们中很少有人在有意义的课堂活动中接触到基本的量子力学概念。为了弥补这一差距，我们设计并测试了一个低成本的20分钟演示贝尔测试，这是在几个基于纠缠的量子密钥分发协议。演示介绍了量子态、量子测量、自旋量子化、密码学和纠缠等概念;所有这些都没有使用智利高中课程9年级以上的概念。该演示可以促进未来采用者和开发者尽早接触量子技术及其概念构建模块，并教育公众了解量子力学在现代工业中的重要性
2019-04-23 physics.ed-ph quant-ph
High energy astroparticle physics for high school students
关于宇宙粒子的起源和类型的问题不仅吸引了天体物理学的科学家，也吸引了年轻热情的高中生。为了让他们熟悉天体粒子物理学的研究，皮埃尔·奥格合作组织同意将其1%的数据公开。皮埃尔俄歇天文台研究最高能量的宇宙射线，由1600多个水切伦科夫探测器组成，位于阿根廷马拉圭附近。通过实验中公开的数据，学生可以进行自己的动手分析。在与德国外展网络Netzwerk Teilchenwelt一起组织的所谓Astroparticle Masterclass的框架内，学生们对宇宙射线物理学和科学研究概念有了宝贵的见解。我们向学生介绍项目和经验。
2015-08-17 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ed-ph
Activity Report on the Ninth African School of Fundamental Physics and Applications (ASP2026)
Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；ICTP（理论物理中心）；King’s College London（伦敦国王学院）；European Spallation Source（欧洲散裂光源）；INFN-GSSI（意大利国家核物理研究所-格雷戈里安大学）
报告第九届非洲物理学校ASP2026在肯尼亚举办，涵盖大学生、高中教师和学习者项目，旨在为非洲学生提供基础与应用物理培训并支持其学术发展。
2026-09-29 physics.ed-ph physics.soc-ph
A Review of High School Level Astronomy Student Research Projects over the last two decades
自20世纪90年代初以来，随着各种新技术的到来，高中水平的真实天文学研究能力急剧上升。然而，这种潜力并没有实现早期先驱者的希望和梦想，他们希望通过在课堂上使用望远镜和其他天文仪器来彻底改变科学教育。在本文中，这些尝试的一般历史和分析。我们定义了我们归类为天文学研究在课堂上（ARIC）项目，并注意到这些项目的主要尺寸不同之前，描述了22个主要的学生研究项目自20世纪90年代初活跃。随后讨论了影响这些项目成功的主要问题，并为今后的类似尝试提出了建议。
2014-07-21 astro-ph.IM physics.ed-ph
The role of natural language in understanding the universe: a teaching-learning sequence for high school students
本研究提出面向高中生的教学-学习序列，利用自然语言和辩论促进引力物理理解，弥合学生科学形象与科学本身差距，并引导其走向STEM。
2025-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Assessing the Impact of Space School UK
英国太空学校（SSUK）是一系列针对中学年龄学生的夏季住宿项目，每年在莱斯特大学举办3周以上。每个方案都涉及由一个导师小组开展的与空间有关的活动，目前包括大学生、毕业生、教师和与空间部门有关的年轻专业人员，他们都是SSUK的学生。它包括为期6天的英国太空学校和为期8天的英国高级太空学校（统称SSUK），分别为13-15岁和16-18岁的学生。本文旨在评估和介绍SSUK的好处，参与SSUK运行的个人，组织，并强调和促进这些好处，以更广泛的英国和全球空间界。我们还解决了SSUK的哪些方面为学生提供了这样一个吸引人和令人鼓舞的体验，这是学生传统教育中所缺少的。我们试图展示SSUK如何作为一个很好的例子，如何弥合中学和高等空间教育之间的差距。通过对校友调查结果的分析，我们发现，参加SSUK对职业选择有重大影响，并为学生接受高等教育做好准备，无论背景如何。一些群体，如妇女和非重点学校的学生，报告说在其中一些领域的影响比其他领域大。诸如技能学习，实现的目标，以及职业知识和高等教育的可能性，讨论了各种人口统计数据。
2020-06-11 astro-ph.IM physics.ed-ph
A catalog of new Blazar candidates with Open Universe by High School students
耀变体是活动星系核，其超相对论喷流与观测者方向一致。它们在整个电磁场中散发。从无线电波到VHE伽马射线。并不是所有的耀变体都被发现了。在这项工作中，我们提出了一个目录的基础上的关联HE伽马射线发射和无线电，X射线和光学签名的54个新的候选人。这项工作的相关性还在于，它是由意大利威尼斯Liceo Scientific Statale Ugo Morin的四名高中生与帕多瓦大学合作，使用开源平台Open Universe完成的。该活动的框架是意大利MIUR PCTO方案。这一公民科学的成功经验和结果在下文中报告和讨论。
2023-01-10 astro-ph.HE physics.ed-ph
Beyond gender: The intersectional impact of community demographics on the continuation rates of male and female students into high school physics
本研究利用加拿大人口普查和安大略省十一年注册数据，通过分层线性建模分析性别与社区人口统计对高中物理续读率的交叉影响，发现学校层面因素影响最大，且STEM学科不应视为同质。
2023-11-17 physics.ed-ph physics.soc-ph
Quantum physics in secondary school -- milq
milq方法量子物理学高中侧重于量子物理学的概念问题。学生应该有机会接触现代物理学的世界观。目的是用最少的公式来实现量子物理学概念上的清晰表述。为了给学生提供他们在讨论和辩论中可以使用的语言工具，我们制定了四个“推理工具”。它们有助于促进量子物理的定性讨论，允许学生预测量子力学效应，并有助于避免学习困难。它们构成了量子物理学的“初学者公理系统”。
2021-02-16 physics.ed-ph quant-ph
Using storytelling to foster the teaching and learning of gravitational waves physics at high-school
本研究探讨利用讲故事和戏剧技巧向高中生教授黑洞和引力波等当代物理主题，发现该方法有效提升了学生的学习兴趣，且文科生对艺术工具的欣赏程度显著高于理科生。
2024-02-14 astro-ph.CO gr-qc physics.ed-ph
Active and Cooperative Learning Paths in the Pigelleto's Summer School of Physics
自2006年以来，Pigelleto的物理暑期学校是引导学生走向物理学的重要任命。它是一个完全沉浸式的学校，在物理学的实际主题或在高中很少追求的领域，即量子力学，新材料，能源。学生，通常四十，在实验室从事许多活动，并被迫成为积极的参与者。此外，还鼓励他们以小组形式开展合作，以介绍和分享所取得的成果。在过去的几年里，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。
2012-01-06 physics.ed-ph physics.pop-ph physics.soc-ph
