Open-ended versus guided laboratory activities: Impact on students' beliefs about experimental physics
提高学生对实验物理本质的理解通常是本科实验物理课程的一个明确或隐含的目标。然而，传统实验室课程中的实验室活动通常具有高度结构化的指导性实验室，通常不要求或鼓励学生真正参与实验物理过程。另外，开放式实验室活动可以提供一个更真实的学习环境，例如，让学生在研究什么和如何研究物理现象方面行使更大的自主权。参与真实的实践可能是提高学生对实验物理本质的信念的关键部分。在这里，我们调查的影响，开放式活动在本科实验室课程对学生的认识论和期望的性质实验物理，以及他们的信心和影响，测量科罗拉多州的学习态度科学调查实验物理（E类）。使用国家数据集的学生反应的E类，我们发现，包括一些开放式的实验室活动在实验室课程相关的更像专家的post-instruction响应相对于课程，只包括传统的指导实验室活动。这一发现时，检查postinstruction E-CLASS分数，同时控制与preinstruction分数，课程水平，学生专业和学生性别的方差。
2016-08-04 physics.ed-ph
Assessing Students' Understanding of Uncertainty in Undergraduate Physics Laboratory Courses at a Major Canadian University
本研究使用CDPA测试评估McGill大学本科生物理实验中对不确定度的概念理解，发现其理解随课程推进呈上升趋势，但学生在数据分析与曲线拟合上仍存困难。
2025-04-29 physics.ed-ph
Teaching labs for blind students: equipment to measure the thermal expansion coefficient of a metal. A case of study
我们设计了一个教学实验室的经验，为盲人学生，测量线性热膨胀系数的对象。我们使用开源电子原型平台来创建交互式电子对象，将视觉信号转换为声学信号，使盲人学生能够与他们的同学同时参与实验室课程。对学生来说，这是他第一次设法正常参与物理实验室。
2020-01-16 physics.ed-ph
The Italian Summer Students Program at Fermi National Accelerator Laboratory and other US Laboratories
自1984年以来，在费米实验室进行实验的INFN科学家一直在为实验室的意大利学生提供为期两个月的夏季培训计划。1984年，该计划只涉及比萨小组的几名物理学生，但后来扩展到其他小组和工程专业的学生。自2004年以来，能源部在与INFN的交流协议框架内对该方案提供了部分支持。费米实验室的培训项目从数据分析到粒子探测器和加速器组件的设计和建造，对粒子元素的研究，加速器理论和天体物理数据的分析。在其他美国实验室，提供的培训是关于空间科学的。
2019-08-05 physics.ed-ph
Known Structure, Unknown Function: An Inquiry-based Undergraduate Biochemistry Laboratory Course
本科生生物化学实验室课程往往不为学生提供一个真实的研究经验，特别是当实验室的明确目的是纯粹的教学。然而，一个教学实验室课程，是调查和研究为基础，可以同时传授科学知识，培养学生的研究专长和信心。我们已经开发了一个为期一年的本科生生物化学实验室课程，学生通过实验和计算确定已知三维结构的蛋白质的功能。课程的前半部分是基于探究和模块化设计;学生学习一般的生物化学技术，同时为第二学期的研究实验做准备。在第一学期学习了标准的生物化学方法后，学生在第二学期独立地追求自己的（原始）研究项目。这一新的课程已经产生了学生的表现和信心的各种指标评估的改善。为了向学生和教师传播教学资源，可在http://biochemlab.org上免费访问生物化学实验室教育资源。
2015-07-08 physics.ed-ph q-bio.MN
Measuring the thermal diffusivity in a student laboratory
本文介绍了一种测量高导热材料热扩散率的方法。该装置是相当简单和低成本的，因此适合在实验室的本科生的工程学校，其中几个设置往往是必需的。一个递归的数值方法解决了在试样中的温度场，这是取决于其材料的热扩散率。数值方法需要来自样品中两个不同位置的温度数据，由连接到温度记录器的两个热电偶测量。
2012-02-22 physics.ed-ph physics.pop-ph
A New Resource for College Distance Education Astronomy Laboratory Exercises
本文介绍了一套供大学生和教师使用的远程教育天文学实验练习，并讨论了第一次使用的结果。这个普通天文学教育资源（GEAS）练习集包含八个为期两周的项目，旨在指导学生通过核心内容和普通天文学材料的数学应用。项目分为动手活动和现代天文数据的计算机辅助分析。在线资源套件包括学生和教师指南，实验室报告模板，学习目标，视频教程，绘图工具和基于网络的应用程序，允许学生分析天文物体的图像和光谱。一项试点使用研究表明，使用这些材料的远程学习者的表现一样好，甚至比在校学生的比较队列更好。我们正在积极寻求合作者，在天文学课程和其他教育场所使用这些资源。
2015-04-30 physics.ed-ph
Exploring University Students' Engagement with Online Video Lectures in a Blended Introductory Mechanics Course
MOOC的出现激发了使用在线视频提供大学课程内容的兴趣。我们研究了学生参与78个在线视频，我们创建并纳入一个学期的混合介绍力学课程在佐治亚理工学院。我们发现，学生们更积极地参与支持实验室活动的视频，而不是呈现讲座内容的视频。特别是，访问实验室视频的学生的百分比在整个学期始终大于80%，而访问讲座视频的学生的百分比下降到不到40%的学期结束。此外，学生更有可能访问整个实验室的视频比讲座视频。我们的研究结果表明，学生可以访问视频的基础上感知的价值：学生似乎认为实验室的视频成功完成实验室必不可少的，而学生似乎认为讲座视频更类似于补充材料。我们发现学生对视频的参与度和课程表现之间几乎没有相关性。此外，对视频内容的检查表明，学生更多地关注完成作业明确需要的具体信息（例如，完成实验室工作所需的动作，或解决特定问题所需的公式/数学表达式），而较少关注被认为更具概念性的内容。研究结果提出了教师修改课程以更好地支持学生学习的方法。
2016-03-10 physics.ed-ph
Improving Student's Lab Practices: the Performance Grade
培养学生良好的实验室工作态度是一项艰巨而又重要的任务，尤其是在基础课程中。引入一个等级，在实验室会议期间的工作实践的观察的基础上，可以大大有利于收购的积极技能，不仅涵盖技术方面，而且收购的独立性和团队合作。给出了明确的建议，以根据具体的观察结果确定等级，并进行定量分析，以保证性能等级的较高内在波动性不会影响最终的实验室等级。
2015-03-24 physics.ed-ph
Combining surveys and sensors to explore student behaviour
学生的积极性对成功的学习路径至关重要，小组活动是现代大学物理教育的重要组成部分。为了研究赫尔辛基大学物理学导论学生的群体动力学，我们连续七周收集了七个实验室课程部分的网络数据，每个实验室课程部分大约有20名学生。这些数据是通过SocioPatterns平台收集的，并补充了学生的主要科目、学习年份和性别。我们还收集了力学基线测试来衡量物理知识和科罗拉多州学习态度关于科学调查来衡量态度。我们开发的指标，通过使用教学助理的连接作为一个常数来研究实验室会议的小网络。在网络中，我们发现了稳定的人口统计学上的同质和异质群体。虽然有些学生一直与他们的网络联系松散，但我们无法确定风险因素。根据我们的研究结果，物理实验室课程是同样成功地建立强连接的群体，无论学生的人口统计数据的部分或形成的小团体。因此，社会模式与调查补充提供了一个机会，看看学生的社交网络的动态。
2020-03-10 cs.SI physics.ed-ph physics.soc-ph
Transforming physics laboratory work from 'cookbook' type to genuine inquiry
长期以来，“食谱”式的实验室任务一直受到批评，因为缺乏学生完成任务所需的批判性和独立思考。我们提出了一个帐户，我们如何改变了一个“食谱”实验室在第一年物理真正的调查实验。这项工作的重要特点是参观其他教学实验室，了解学生的准备情况，并选择适当的实验来开发。新的两次实验室工作的结构，使学生在第一次会议上作出有关基本实验方法的决定，然后有自由调查他们希望在第二个方面。通过简短的在线活动提供关于实验室笔记本保存的形成性反馈。
2020-04-27 physics.ed-ph
Designing Experiments: Student Learning Experience and Behaviour in Undergraduate Physics Laboratories
我们调查了物理学生的学习经验和行为在一个第二年的实验室通过分析转录录音的实验室会议。一组学生被要求分析和解释他们的结果。另一组只提供问题，并要求设计和执行实验，解释数据，并得出结论。这两种方法涉及不同层次的学生探究，他们被描述为引导和开放的探究。后者为学生提供了更多的机会来实践“设计性实验”，这是美国物理教师协会（AAPT）对本科物理实验室课程建议中的六大学习成果之一。定性分析进行的音频转录，以确定新兴的主题，它是通过定量分析，以更丰富的理解学生的经验。一个重要的发现是，可以显着改善影响学生的学习经验和行为的本科实验室，通过增加在实验室实验中的调查水平。这最容易通过要求学生设计自己的实验程序来实现。
2020-06-11 physics.ed-ph
Emission atomic spectra. Individualized computer simulations of laboratory work
Новосибирский государственный технический университет（新西伯利亚国立技术大学）
本文提出了一种个性化计算机模拟方法，用于学生在原子物理实验中研究发射光谱，通过定制参数提升学生自主学习能力。
2024-04-22 physics.ed-ph
Student perceptions of laboratory classroom activities and experimental physics practice
我们报告的结果，从一项研究，旨在确定本科生的意见之间的联系，实验物理和他们在实验室课程的多周项目的参与。通过问卷调查和访谈，我们探讨了学生是否认为特定的课堂活动是实验物理实践的特点。我们专注于18项活动，包括维护实验室笔记本，制造零件和寻求他人的帮助。受访者认为，与项目执行相关的活动是实验物理实践的固有内容，因为这些活动在受访者自己的项目中普遍存在。装配为导向的活动被确定为有条件的功能实验的基础上项目之间的差异，受访者归因于项目资源的变化。人际交往活动也被视为实验的条件特征，取决于一个人作为新手或专家的地位。我们的研究结果表明，学生对实验物理的看法是由自己的项目的第一手经验和他人的二手经验形成的。
2020-08-25 physics.ed-ph
Laser Laboratory Beam Alignment Skills: Course Package
本文提出一套完整的激光实验室光束对准课程包，包含教程、评估和教师指南，旨在通过分步指导帮助无经验学生掌握基础与高级光学对准技能。
2024-04-24 physics.ed-ph physics.optics
Student ownership of projects in an upper-division optics laboratory course: A multiple case study of successful experiences
我们调查学生的主人翁意识的多周期末项目在高年级的光学实验室课程。使用多案例研究的方法，我们详细描述了三个学生的项目。个案内分析的重点是确定每个项目的关键问题，并按时间顺序对这些事件进行描述。跨案例分析的重点是确定紧急主题方面的五个维度的项目所有权：学生代理，教师指导，同行合作，兴趣和价值，情感反应。我们的内部和跨案例分析得出了三个主要发现。首先，将劳动分工与集体头脑风暴相结合可以帮助平衡学生代理，教师指导和同伴合作。第二，学生对项目的兴趣及其价值的感知会随着时间的推移而增加;学生对项目主题的最初兴趣并不是学生拥有项目的必要条件。第三，学生所有权的特点是情绪波动范围广泛，因为学生在长期的斗争和成功的时刻之间交替，而他们的项目工作。这些发现不仅将关于学生所有权的文献扩展到一个新的教育领域-即高年级物理实验室-它们还对学生所有权是期望的学习成果的课程中的实验物理项目的设计具有具体的影响。我们对课程和项目进行了足够详细的描述，以便其他人可以根据他们的具体情况调整我们的结果。
2017-09-15 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
Impact of instructional approach on students' epistemologies about experimental physics
学生在本科物理实验室课程的学习已经在PER社区内获得了越来越多的关注。已经做了大量的工作，以开发课程材料和教学技术，旨在提高学生在实验室学习环境中的学习。这些转变工作的例子包括调查科学学习环境（ISLE），建模教学和综合实验室/讲座环境（例如，工作室物理学）。除了提高学生对物理内容的理解外，实验室课程通常有一个隐含或明确的目标，即提高学生对实验物理性质的理解和欣赏。我们检查了学生对以实验室为中心的认识论评估--科罗拉多州实验物理科学学习态度调查（E-CLASS）--的反应，以探讨使用改造课程或教学法的课程是否相对于使用传统指导实验室的课程表现出更像专家的学生认识论，以及这种趋势如何根据学生专业或性别而变化。本研究的数据来自多个课程和机构对E-CLASS的现有数据集。
2016-09-19 physics.ed-ph
Examining the relationship between student performance and video interactions
在这项工作中，我们试图通过学生与相关教学视频的互动来预测学生在一套实验室评估中的表现。学生的表现是衡量一个分级的介绍，为每四个实验室介绍力学课程。每个实验室评估都与一到三个教学内容视频相关联。使用视频点击流数据，我们定义摘要功能（暂停，寻求）和上下文信息（播放时间的分数，在学期顺序）。这些特征作为逻辑回归（LR）模型的输入，该模型旨在预测学生在实验室评估中的表现。我们的研究结果表明，LR模型无法预测学生的表现。添加上下文信息不会改变模型性能。我们将我们的研究结果与其他研究的结果进行比较，并探讨了空结果的警告，例如特征的表示，欠拟合的可能性以及评估的复杂性。
2018-10-29 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
Manual for Experiments in Engineering Physics
在物理实验室进行的实验在理解理论中教授的概念方面发挥着重要作用。一本好的实验手册可以作为一个简明的指南，学生可以用它来完成实验，而不必参考几本关于这个问题的参考书。在实验前对手册进行彻底的研究有助于学生立即开始在实验室中的表现。几所大学开设实验课的一般做法是让学生进行观察，并允许在一周内提交。然而，观察并不能完成实验，只是在实验室里测量物理量的学习的一部分。计算和实验结束前提交的期刊应该是实验课的一个组成部分。有了这个动机的计划，建议进行实验室类。
2015-09-26 physics.ed-ph
Teaching labs for blind students: equipment to measure the inertia of simple objects
本文解释和说明了一个实验室的设计经验，盲人学生测量简单的物体的惯性，在这种情况下，它的对称轴周围的圆盘。我们的适应包括修改数据收集过程，我们使用开源电子平台将视觉信号转换为声学信号。这使得我们大学的一名盲人学生能够与他们的同学同时参加与标准工程课程力学单元相对应的实验室课程。
2023-01-17 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
The Effect of Students' Learning Orientations on Performance in Problem Solving Pedagogical Implementations
学生的学习取向，适用于学习解决问题，可分为学习解决问题的框架本身，学习为了做好课程，和非目标相关的考虑。在以前的工作中，学习方向的作用，在学生的表现上的元认知问题解决的练习似乎有一些相关性，在生命科学的专业选择，增益概念理解和解决问题的技能的态度。我们研究了一个更大的数据集，从十四个实验室部分超过六个学期的介绍代数为基础的物理课程在阿肯色州中部大学，学生在解决问题的练习与他们的实验室合作伙伴之前，概念相关的实验室练习。我们讨论了较大的数据集的分析的影响，在考虑两个可以说是不同的类IPLS-like人群。
2017-11-28 physics.ed-ph
Virtual physics laboratory courses: An evaluation of students' self-efficacy and intelligence mindset
本研究评估了COVID-19期间远程物理实验室课程对学生自我效能感和智力心态的影响，发现Kahoot!参与本身未显著提升自我效能感，但智力心态与自我效能感存在强相关性。
2023-01-06 physics.ed-ph
A laboratory work: A teaching robot arm for mechanics and electronic circuits
力学和电子系统可以应用到物理模型中，以帮助学生在实验室中理解物理现象。在本文中，我们已经开发了一个机器人手臂的实验室实验，学生学习如何设计一个人的手臂和手指的机械和电子的基本知识。这个实验在一个展览中达到高潮，该展览将一系列令人惊讶的学科联系在一起，并代表了机器人手臂设计如何用于教授物理和电气/电子工程的另一种愿景。介绍了一种新的工具，它结合了机械装置与电子控制电路，它表明，这可以很容易地用作教学工具，在物理实验室教力学和基本的电子设备为教师和学生的法律。
2005-03-23 physics.ed-ph physics.gen-ph
Conditions for building a community of practice in an advanced physics laboratory
在本文中，我们探讨了实践社区理论的背景下，物理大学课程，特别是先进的实验室的课堂环境。我们介绍了一个课堂社区的元素的想法，能够为学生提供机会，有一个加速的轨迹走向成为一个更核心的参与者的物理学家的实践社区。这个机会是课程的结构特征和主要教学选择的结果，这导致了一个学习社区的发展，其中有几个元素鼓励学生参与物理学家更真实的实践。一个跳跃的负责任的学科知识，也探讨了作为一个动机，融入社会的物理学家的实践。在高级实验室里，学生们被评估的东西，比如物理，是有很大不同的，所以他们需要吸收才能取得成功。
2013-12-06 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
Evaluation of a Virtual Laboratory Platform in General Education on Quantum Information Science
General Education Division, The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳）通识教育学院）
本文评估了虚拟实验室平台在量子信息科学一般教育课程中的教学效果，通过贝尔测试开发了虚拟实验活动，帮助学生理解量子纠缠概念，结果显示80%以上学生掌握了复杂概念。
2025-07-30 physics.ed-ph
Quantum mechanics at high school: an online laboratory on wave-particle duality
社会和学校对量子力学的研究兴趣与日俱增。特别是在后一种情况下，这导致研究人员实施适当的行动，以满足社会对量子物理知识的需求。我们为高中生（17-19岁）提供了一个关于波粒二象性的在线实验室。该活动于2021年12月至2022年5月期间在卡利亚里大学物理系进行，来自撒丁岛不同高中的100多名学生参与其中。我们将展示活动的设计和执行的实验。我们将展示和讨论满意度问卷的定性结果。关于动机问题的简短讨论将被完成。
2023-01-31 physics.ed-ph physics.soc-ph quant-ph
Meeting Laboratory Course Learning Goals Remotely via Custom Home Experiment Kits
在本文中，使用具有成本效益的，定制的家庭实验套件的第一学期介绍物理实验室的远程教学。套件实验的设计旨在匹配现有的现场实验室实验学习目标和远程教学中的一般实验室课程学习目标。此外，还开发和采用了一种经修订的小组项目方法，该方法针对远程使用进行了优化，并利用了这些工具包。在2020年夏季学期结束时的学生调查结果表明，关键的学习目标得到了满足，学生对远程实验室的满意度得到了保持，并通过视频会议分组会议室实现了成功的协作。
2020-07-10 physics.ed-ph
A College-Level Inquiry-Based Laboratory Activity on Transiting Planets
我们设计了一个以探究为基础的实验室活动，在凌日系外行星上进行大学水平的天文学入门课程。该活动的目的是同时教授科学过程技能和关于凌日和光变曲线的实际内容。在活动中，两到四个学生组成的小组，每个人制定一个具体的科学问题，并设计和使用一个恒星和轨道行星的桌面模型进行调查。然后，每个小组将他们的发现展示给班上的其他学生。在最后的报告中，教师将学生的发现与测量的光变曲线如何指示行星系属性的总结相结合。该活动于2009年11月在哈特内尔学院首次亮相，并已被改编为加州大学的一门基于讲座的天文学课程。圣克鲁斯我们提出了学生调查的结果之前和之后的天文学课程在哈特内尔和讨论如何以及我们的活动促进学生的信心和身份作为科学家，相对于传统的实验室活动。
2012-06-13 astro-ph.EP physics.ed-ph
A Comprehensive Assessment Strategy for Physics Laboratory Courses
物理实验室培训的目标是培养学生与实验物理相关的各种重要的认知和心理运动能力。包括概念理解、程序理解、实验技能和实验问题解决能力。人们注意到，对学生通过实验室课程学习和发展的评估所采用的策略往往与实验室课程的目标不一致。作者开发了一个全面的评估策略，可以在学校，学院和大学一级使用。该策略基于四种评估工具，即概念理解测试、程序理解测试、实验测试和持续评估。四种工具的相对比重取决于实验课程的水平和重点。四个评估工具，关于问题的类型，设计，评分计划，管理的每一个工具已经描述了一些样本问题，每一个评估工具。在印度的一系列实验物理学特别课程中，正在实践这种评估战略，并研究其有效性。此外，还对来自印度各地的大学教师进行了一项调查，以检查对大学中大量学生使用这一战略的可接受性和可行性，大多数参与调查的教师支持使用这一战略。
2013-11-25 physics.ed-ph
Developing skills vs reinforcing concepts in physics labs: Insight from E-CLASS
物理实验课程已被普遍认为是本科课程的重要组成部分，特别是在培养学生对实验物理的兴趣和理解方面。这些课程有许多可能的学习目标，包括加强物理概念，发展实验室技能，促进对实验物理性质的专家般的信念。然而，在实验室学习环境中感兴趣的教师和研究人员之间几乎没有共识，这些不同的学习目标的相对重要性。在这里，我们通过分析学生对以实验室为中心的评估的反应，为这场辩论提供数据，该评估被称为科罗拉多州实验物理学科学学习态度调查（E-CLASS）。使用一个大的，全国性的数据集的学生的反应，我们比较学生的E-CLASS表现在课堂上，教师自我报告的重点是发展技能，加强概念，或两者兼而有之。由于课程的分类是基于教师的自我报告，我们还提供了这些课程的额外描述，关于学生在实验室中参与特定活动的频率。我们发现，专门侧重于发展实验室技能的课程比侧重于加强物理概念或两个目标的课程更像专家的postinstruction E-CLASS响应。在第一年的课程中，这种影响对妇女来说更大。此外，这些研究结果时，控制的方差postinstruction分数，与preinstruction E-CLASS分数，学生专业，和学生性别。
2016-11-07 physics.ed-ph
Effectiveness of flip teaching on engineering students' performance in the physics lab
近年来，翻转教学（FT）教学模式在高等教育中的逐步引入速度加快。FT方法似乎特别适合实验室实践课程：在实验室课程之前，学生会获得解释理论内容和实验程序的文档和视频。如果事先学习了这些材料，练习课可以专门用于讨论、澄清和实际应用所获得的知识。本文介绍了FT教学法应用于理工科物理和电学两门学科的实验室实习对学生学习成绩的影响。这些科目的实验室和最终成绩进行了比较，在连续四年。所有四年的特点是非常相似的，除了传统的教学方法（TM）在两个使用，而FT在其他两个应用。统计分析表明，学生的学业成绩在两个科目下的FT比那些获得TM，并在统计上的差异显着。
2020-01-14 physics.ed-ph
Exploring viscous damping in undergraduate Physics laboratory using electromagnetically coupled oscillators
我们设计了一个低成本，电磁耦合，简谐振荡器和演示自由，阻尼和强迫振荡在本科生（UG）物理实验室。它由一个弹簧磁铁系统组成，可以在一个圆柱体内振荡，圆柱体周围缠绕着铜线圈。这样的演示可以补充传统的波浪和振荡课程的教学方式，并为学生提供更丰富的教学经验。我们还表明，以最小的修改，它可以用来探测液体中的粘性阻尼力的大小，通过分析浸没的磁铁的振荡。最后，我们提出了一些学生的活动，探索非线性阻尼效应和他们的特点，使用该设备。
2013-11-29 physics.ed-ph
An epistemology and expectations survey about experimental physics: Development and initial results
为了响应国家呼吁，以更好地调整物理实验室课程的物理学家从事研究的方式，我们已经开发了一个认识论和期望调查，以评估学生如何看待物理实验的性质，在实验室课程和专业研究实验室的背景下。科罗拉多州实验物理学科学学习态度调查（E-CLASS）在学期开始和结束时评估学生的认识论。学生回答关于他们个人如何看待在实验室课程中做实验的配对问题，以及他们如何看待实验物理学家可能对他们的研究做出的反应。此外，在学期结束时，E-CLASS评估实验室教学的第三个维度，学生对他们的课程的期望获得一个好成绩的反思。基于广泛接受的学习目标和教学实验室的共同批评的调查报表，E-CLASS作为整个本科课程的实验室课程的评估工具，并作为物理教育研究的工具。我们提出的发展，验证的证据，并初步形成性评估结果的样本，包括45类在20个机构。我们还讨论了来自教师的反馈，并反思了大规模在线管理和结果分发的挑战。
2014-05-02 physics.ed-ph
The process of constructing new knowledge: an undergraduate laboratory exercise facilitated by a vacuum capacitor-resistor circuit
本文介绍一项本科物理实验教学练习，借助真空 RC 电路电压衰减中的模型偏差，引导学生经历数据验证、建模与实验设计的知识建构过程。
2024-04-02 physics.ed-ph
Using think-aloud interviews to characterize model-based reasoning in electronics for a laboratory course assessment
物理系统的模型被用来解释和预测实验结果和观察。实验物理学建模框架描述了物理学家在遇到系统的实际行为和预期行为之间存在差异时修改模型以解释新获得的观察结果或更改设备以更好地表示模型的过程。虽然建模是本科物理实验室课程的国家认可的学习成果，但对于高年级实验室来说，没有对学生基于模型的推理进行评估。作为创建两个学生建模能力评估的更大努力的一部分，我们使用建模框架来开发和编码以研究反相放大器电路为中心的有声思维问题解决活动。本研究是多阶段评估工具开发过程的第二阶段。在这里，我们专注于描述学生在解释远远超出其推荐操作范围的电路输出信号时所采用的建模途径的范围。最后，我们讨论了这项工作的四个结果：（1）学生参与了所有的建模子任务，他们花了最多的时间进行测量，进行比较，并制定修订;（2）每个子任务发生在时间上接近所有的子任务;（3）有时，学生提出的原因，不符合逻辑，从观察到的差异;（4）同样，学生经常依赖他们的经验知识，并制定修订，而这些修订并不符合逻辑地从明确提出的原因中得出。
2019-01-08 physics.ed-ph
Active Learning Methodology applied to a remote projectile launch experiment: students' first impressions
本研究采用案例研究法，开发含斜抛运动实验流程、装置及视频的远程物理实验模型，用问卷评估，以主动学习提升工程类学生物理学习效果。
2025-01-15 physics.ed-ph
Model-Based Reasoning in the Upper-Division Physics Laboratory: Framework and Initial Results
我们回顾和扩展现有的框架建模，开发一个新的框架，描述了基于模型的推理在上师物理实验室。构建和使用模型是核心科学实践，在K-12和高等教育中获得了极大的关注。虽然建模是一个广泛适用的过程，但在物理教育中，它已优先应用于广泛适用原理的迭代开发（例如，牛顿运动定律（Newton's laws of motion in introduction mechanics）新框架的一个重要特征是，测量工具（除了正在研究的物理系统）进行建模的过程。有声思维访谈被用来完善的框架，并证明其实用性，通过记录的例子，基于模型的推理在实验室。当应用于有声思维访谈时，该框架捕捉和区分学生的基于模型的推理，并有助于确定未来的研究领域。访谈显示了学生如何有效地将建模的相似方面应用于物理系统和测量工具：构建，预测，数据解释，模型限制的识别和修订。最后，我们记录了学生在构建实验系统模型时明确阐述假设的挑战，以及由于学生先前概念理解不足而在模型构建中面临的进一步挑战。建模的角度重新构建了测量工具和仪器的许多看似任意的技术细节，作为真实和引人入胜的科学意义的机会。
2015-02-23 physics.ed-ph
Synthesis and Characterization of Superparamagnetic Iron Oxide Nanoparticles: A Series of Laboratory Experiments
本文设计了一个为期三天的本科实验课程，让学生通过无空气合成、表面修饰及多种表征手段研究超顺磁性氧化铁纳米颗粒，培养其在半导体、纳米医学和绿色化学等先进产业中的关键实验技能。
2024-03-29 physics.ed-ph physics.med-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
Laboratory-Tutorial activities for teaching probability
我们报告的发展，学生的想法的概率和概率密度在缅因大学实验室为基础的通识教育物理课程，称为直观的量子物理。在课程中的学生通常是数学恐惧症与物理的性质和他们的能力做它的不利的期望。我们描述了一套用于教授概率和概率密度的概念的活动。一项活动需要基本的力学知识，但除此之外，材料不需要额外的准备。这些活动的扩展包括将概率密度与某些“试金石”例子的势能图联系起来。学生在学习目标概念方面有困难，例如比较在一个区域的时间与所有区域总时间的比率。相反，他们往往专注于边缘效应，模式匹配到以前研究的情况下，原因是必要的，但不完整的宏观要素的系统，使用赌徒的谬论，并使用预期的合奏结果，而不是期望值来预测未来的事件。我们绘制他们的思维发展图，以提供问题的例子，而不是课程成功的证据。
2006-02-21 physics.ed-ph
Multiplicity counting using organic scintillators to distinguish neutron sources: An advanced teaching laboratory
本文介绍了一个高级教学实验室，利用八个反式二苯乙烯有机闪烁体探测器进行中子多重性计数，通过比较多重性分布区分自发裂变源与（α,n）源，从而防止中子源欺骗。
2023-08-08 physics.ed-ph
Investigating the Design-Science Connection in a multi-week Engineering Design (ED)-based introductory physics laboratory task
该研究通过分析多周工程设计物理实验任务中的小组讨论与报告，揭示学生设计思维与科学思维的关联，提出以“设计-科学联系”替代“设计-科学鸿沟”的概念。
2024-12-12 physics.ed-ph
WinterLab: Developing a low-cost, portable experiment platform to encourage engagement in the electronics lab
本文介绍WinterLab，一个由学生设计的低成本便携式电子实验平台，旨在通过允许学生将设备带出实验室，促进独立探究和个人项目，从而鼓励参与。
2024-02-03 physics.ed-ph
Improvement or selection? A longitudinal analysis of students' views about experimental physics in their lab courses
实验室课程代表了本科物理课程的一个独特的和潜在的重要组成部分，它可以被设计为让学生真正参与实验物理的过程。在其他可能的好处，在整个本科物理课程参与这些课程提供了一个机会，培养学生的理解的性质和重要性的实验物理学科作为一个整体。在这里，我们提出并比较了一个纵向和伪纵向分析的学生的反应，以研究为基础的评估，针对学生对实验物理学的看法-科罗拉多学习态度关于科学调查实验物理学（E类）-在多个，要求实验室课程在一个单一的机构。我们发现，虽然伪纵向平均值显示学生的E-CLASS分数在每个连续的课程增加，纵向数据的分析表明，这种增长并不是由实验室教学的累积影响。相反，这种增长是由选择效应驱动的，在这种效应中，坚持学习高水平实验室课程的学生在开始学习低水平课程时，已经比同龄人拥有更多专家般的信念、态度和期望。
2017-06-12 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
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
AI-Assisted Assessment of Experimental Physics Laboratory Reports: Potential, Limitations, and Support for Teaching Practice
Consejo de Formación en Educación, Administración Nacional de Educación Pública（教育咨询委员会，国家公共教育管理局）；Instituto de Física, Universidad de la República（乌拉圭共和国大学物理研究所）
本文探讨AI辅助物理实验报告评估的潜力与局限，提出将AI作为补充资源支持评估组织、反馈提供及识别学生常见困难的策略。
2026-09-22 physics.ed-ph
Student ownership and understanding of multi-week final projects
国家呼吁改变实验室课程，使他们更多的发现为基础，可以通过从事学生在多周的期末项目。这种方法的一个可能的结果是，学生可能会觉得他们的项目的所有权。我们将所有权定义为学生和他们的项目之间的动态关系，其特征是在三个项目阶段发展的三个学生-项目互动。学生与项目的互动包括学生对项目的贡献、情感反应以及对项目的新理解。阶段包括选择主题和团队，进行研究，以及创建和展示项目结束时的可交付成果。通过对作为多年多机构研究的一部分收集的学生进行访谈，本文将详细阐述学生自己在不同项目阶段对该项目的新知识的演变。在我们的整个工作中，我们比较了学生在实验室课程中进行项目时表现出的所有权类型，以及园丁在社区花园中倾向于地块时的所有权类型。最后，我们对希望在实验室课程中培养项目所有权的教师提出了建议。
2021-07-30 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
Research-based assessment of students' beliefs about experimental physics: When is gender a factor?
学生在概念评估和对态度评估的反应方面存在性别差异，这一点一再得到证明。这种差异往往存在于学生的教学前的反应，并坚持在他们的教学后的反应。然而，有一个领域，其中存在的性别差异还没有得到广泛的探讨是本科实验室课程。例如，为数不多的以实验室为重点的基于研究的评估之一-科罗拉多州实验物理学科学学习态度调查（E-CLASS）-没有对学生的反应是否存在性别差异进行测试。在这里，我们利用一个国家的数据集的反应，以确定他们是否表现出显着的性别差异。我们还调查了这些差异如何随着多个学生和课程人口统计切片，包括课程水平（第一年与\第一年以后）和主要（物理与\非物理学）。我们观察到的性别差距前和postinstruction E-CLASS分数的总体得分和大部分项目单独的汇总数据。然而，对于一些亚群（例如，一年级以上的学生），性别差距的大小甚至是否存在取决于另一个方面（例如，学生专业）。我们还发现，对于所有群体的差距postinstruction分数消失或大大减少时，控制preinstruction分数，课程水平，和学生的专业。
2016-09-06 physics.ed-ph
