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物理教育研究实验室(旧)

在十大外围足彩网站(perl的@ MSU)的物理教育研究实验室是一个跨学科的这种协作学习:学生如何学习物理和搞物理实践,社会背景和因素,促进学生的学习和参与,评估(概念学习,认识论,和实践),教育和技术运用和实践。我们支持在多种情况下从售前到研究生学院的工作。我们的研究组包括教职员工,博士后,学生从 正规外围足彩网站系中, 教育学院, 莱曼布里格斯学院中, 创建干院在国家科学研究.

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的perl本成员

教师导师

博士后研究人员/研究的科学家

  • 约翰·艾肯
  • 安吉小
  • 达里尔mcpadden

研究生研究员

  • 凯尔西芬克豪泽(物理)
  • 保罗hamerski(物理)
  • abhilash奈尔(物理)
  • 迈克尔obsniuk(物理)
  • alanna帕夫拉克(物理)
  • 布里恩普雷方丹(物理)
  • 梅·李(教师教育)
  • 劳拉木(物理)
  • 尼克 - 杨(物理)

undergradaute研究员

  • 贾斯汀gambrell - 本科生物理学
  • 克里斯蒂·格里斯沃尔德 - 环境科学本科生
  • NAT霍金斯 - 物理本科生
  •  
  • 贾静雯沃特森 - 本科生物理学

子公司教师

perl的就业机会

前成员和分支机构

  • 莎拉·博耶 - 在化学和数学本科生(春季乔木,REU)
  • 保罗hamerski - 物理本科生(卡耐基梅隆大学,REU)
  • 劳拉猎人 - 物理本科生(MT霍利奥克,REU)
  • 李亚男强悍 - 博士后研究员(现在在科罗拉多州丹佛大学博士后研究员
  • 詹姆斯laverty - 博士后研究员(现在在堪萨斯州立大学助理教授)
  • 史蒂夫狼 - 博士后研究员(现在,在东卡罗来纳大学助理教授)
  • 亚当FRITSCH - 在物理学研究生(快速研究员指导者,在冈萨加大学现在助理教授)
  • 比尔·马丁内斯
  • mashood KK
  • 尼基塔·库马尔 - 物理本科生
  • 安娜特恩布尔 - 本科生物理学
  • 布赖恩·汉考克(教师教育)
  • 汤姆finzell物理学(物理学,快速研究员指导者)

我们的工作是由美国国家科学基金会(由于1431776,由于1524128,并且由于1504786)的支持,美国大学协会,霍华德休斯医学研究所,自然科学和教育学院的十大外围足彩网站的大学生。

目前的研究项目

对于转化科学和工程专业的学生的经验:把科学实践,为入门微积分力学

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培养学生的技能是关键随着准备理工科专业,科学教育科学实践,更广泛地说,科学信息的关键消费者。 MOST但本科教学在科学,技术,工程和数学(STEM)字段机会,让学生缺乏从事正宗的科学实践(例如,开发和使用模型,设计实验,利用计算模型)。 ,充分利用课程是科学的做法更有可能从事批判性和创造性思维方式的学生并不在传统环境中通常发生的讲座。

我们的项目,名为 在物理项目和实践(P3),是一个以社区为基础的学习环境,介绍力学研究如何开头学生学会搞随着科学实践一边学习物理的内容。通过对复杂问题的研究和使用计算项目,学生将学习核心概念,而物理学中做科学的做法,引人入胜。在这个项目中,我们将探讨一些基本的问题,问左右,如:

  • 怎么办学生在不同科学实践互动时混合概念性知识,代表性的工具(例如,数学模型),并计算算法?
  • 如何吸引学生的科学实践,塑造他们的科学的看法?
  • 如何不同的社会互动发挥到学生使用的科学实践的发展?
  • 怎么做支架,如形成性反馈在课堂互动基础上的影响力从传统的学习环境到P3学习环境科学实践和帮助学生过渡拨款?

探索跨学科连接:为生命科学家物理学

奈尔,sawtelle

美国国家研究委员会的报告DBER经历建立科学作为实现增加跨学科的重大转变。创建一个ESTA需要开发课程,可以帮助学生开发必要的能力和处置作为一个跨学科的在职人士成功。然而,鲜为人知的是,在机制,支持学习越过那学科界限,并初步研究表明,对于许多学生这些经验分段(甚至相冲突的),而不是连贯。我们正在探索物理学,化学和生物学的交叉点,以了解如何从物理教育学习成功的策略,以创造成功的跨学科的学习环境建设。在此过程中,我们的工作主要集中在以下一些问题:

  • - 不要本科生在他们的介绍性科学课程做出什么样的概念连接?
  • 跨越学科界限的什么样的模型和建模的做法?
  • 什么是一个跨学科的本科课程的主要设计特点是什么?
  • 有什么办法可以在学习环境(例如物理)发掘学生的替代纪律亲和力(例如生物学的爱)?

了解学科身份的发展

小,欧文,sawtelle

保留和持久性是面向科学界的一个关键问题。有研究显示学生的自我意识是一个关键因素影响保留。在十大外围足彩网站,我们正在探索的学生认知发展这些属于科学界的方式。在上处级我们正在探索学生如何制定具体的主体身份。此外,我们正在研究如何本科生开始把自己看作是他们的科学家和谈判进入修炼科学家的社会。我们要特别注意学习环境的开发这些身份的作用。在各种课堂情境,我们正在探讨以下问题:

  • 什么重要的经验转移学生意味着什么是‘物理学家’或者物理专业的身份?
  • 怎么做学生的学习来形容它的意思是一个物理学家和怎么做随着时间的推移描述的变化?
  • 怎么办学习环境影响学生对未来可用轨迹的看法?
  • 什么是发展学习者的功能社区的关键因素是什么?

学生在高年级物理用数学的

强悍,特恩布尔,卡瓦列罗

高年级的课程物理介绍的定量模型要求学生使用复杂的数学工具来开发他们的理解。此外,学生必须学会解决问题的更长,更复杂的物理模型,这些数学一体化和工具。目前,我们在研究学生如何处理这些高年级的问题,其中如何使用数学工具,他们的目的两个项目。

一个项目在学生的开放性评估项目的书面答复聚焦分别识别身份的学生的办法,和他们的困难与特定的模型和工具的经验。在其他项目中,我们考察学生的在矩推理准备数学问题的解决过程中组,通过自然观察的学习环境上主动学习组中心。我们现在进行分析,以确定学生如何决定该怎么做数学,他们是怎么做的,以及他们的数学后如何继续完成。

我们在这两个项目中使用的方法有不同的启示,但合在一起使我们能够实现以下问题:

  • 在哪些方面做各地的学生高年级物理用数学,以及如何随着时间的推移使用的变化?
  • 如何困难,在他们工作的学生表现出连接到其在​​矩推理在物理学数学?

检查组解决问题的物理动态

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当学生在解决问题的群体,他们的行为和不同的策略是可以理解的。当他们比独立工作。在差异途径解决问题,共享资源(例如,计算机,工作表),和基团的组合物(例如,性别,数学背景)都可以以何种方式影响组进行到工作在ITS。通过研究集合,我们的目标是更充分地了解这些影响的性质。

目前正在进行的研究中,我们仔细研究其中的学生问题解决的互动,因为他们,着眼于学生是如何彼此配合,以实现共同的目标。我们观察到的学生彼此在几个不同的“合作模式”进行交互,同时解决物理问题。在这项研究中,我们试图更好地理解这些模式,包括几个方面:如定义它们的特征,流行,它们的相对生产率(对于理解物理学),以及它们之间的关系。

在团体工作时,学生交流通过各种通信行为。因为所有的话语在作怪位置以特殊方式的个人,以及这些职位可以负担或限制的动作(或多个)提供单独的在规定的设定,在另一项研究中,我们考察学生在群体之间的相互作用对于位置他们给予对方和自己。职位涉及到一个人是如何看到和听到其他人,并从该位置的“角色”不同是更加动态,因为它们在当下对瞬间交互存在随时间而改变,不断。在这项研究中,我们研究这些群体成员之间的定位如何行为关系到他们在课堂上的学习经验。

在某些环境中,新的工具(如计算机)可能会影响和/或如何调解组相互作用。鉴于我们带来的介绍物理科学教室的前景作为一个现代工具在现代物理学研究计算物理计算的普及。在MSU过程开发了一种新颖的基于演算力学,学生的基团引入到通过复杂的和不明确的(即,现实的)问题使用计算物理的。我们正在进行的调查在本研究重点观察组计算机相互作用的性质,以及所采用的伴策略和学习机会提供给集团,以试图更好地理解计算物理学的一组设置的教学工具。

表征和开发下一代物理学评估

laverty,卡瓦列罗

作为正在进行的转变的一部分(见“教学创建相干网关和十大外围足彩网站学习干”下方),基于学科教育研究的跨学科的团队已经开发出一种新的仪器来表征在物理学,化学和生物学评估。三维学习评估协议(3D-LAP)是一组标准可用于也就是说,以确定是否评估单个项目(或项目的簇)与科学实践对齐,横切概念,或纪律核心思想。我们收集考试和作业组从每个物理学导论课程,现在开始表征这些评估随着3D圈的过程。此外,我们将收集在未来几年的评估,随着时间的推移来表征的变化。

我们的目标是回答以下研究问题:

  • 如何在物理学导论课程评估变更为转型(见下文),专注于核心思想和科学实践的结果?
  • 需要什么样的变化来更新现有的评估,包括科学的做法?
  • 怎么办教师感知评估,包括既有科学的做法和核心思想?

其他项目

创造干教学连贯网关和十大外围足彩网站学习

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十大外围足彩网站授予 赠款 来自 美国大学协会 (AAU) 本科STEM教育倡议 提高生物,化学和物理网关课程。作为该项目的一部分, 正规外围足彩网站系 与教师正在举行讨论,确定核心理念,学生在物理学导论应该学习,他们应该能够做到与知识(科学的做法)是什么。这些导致了业绩预期为网关核心课程发展有讨论集成了理念和科学的做法。目前,这些谈话都在努力开发结束学期的评估将以此确定学生是否达到业绩预期这些。 ESTA评估将作为部门需要提高学生的学习证据。最终,将成为尝试跨学科对准这些讨论的方式,每个部门教他们课程的跨学科的元素,如能源。两种新手段正在开发作为该项目的一部分,以帮助改造和衡量和跟踪在课程介绍变化:一个是评估特征化(三维学习评估协议,见上文),另一个查看这两个的是什么在教室里教导的,以及它是如何被教导(三维学习观察协议)。

该项目还创造了一个新的竞争 奖学金计划 其中授予研究员与各自部门的对方,其他成员工作,教育研究人员研究和/或提高自己的课程。

转化物理学导论实验室基于发现的经验

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许多物理实验室体验的目标往往是隐性知识和不明确的。与通常需要学生和助教的绝对数量相结合,这导致在介绍物理实验室是确认驱动,不一定与教师的隐性目标一致。

在一个改造项目,由霍华德·休斯医学研究所资助,我们的目标是这一举动实验室活动发展成为经验探索学生,其中利用建模,数据和论证。 ESTA项目的初始步骤包括:开发共识,使学习目标明确的目标,这对教师保持,试点实验室活动的发展,在实验室节的一个子集进行测试。

该项目将通过记录课堂观察和学生经验的访谈,以及他们开发/利用变化对科学的本质态度和信念 E级。此外,我们将通过新开发的评估是询问学生如何使用不同的科学实践(例如,建模和论证)评估该改造项目的成果。

研究生助教的专业发展

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在十大外围足彩网站,研究生构成了我们很多的入门物理课程教师队伍。帮助我们的研究生培养自己的教学实践是正规外围足彩网站研究生课程的中心任务。在这个项目中,我们不断地发展职业发展研讨会和活动的新的和返回研究生助教,以培养他们的教学实践与参与。

这些活动的重点是帮助研究生导师发展成为反射从业人员谁可以(一)预计学生的困难和物理学的内容和实践的挑战,(b)用适当的支持和脚手架回应,以支持学生的理解,以及(c)反省自己教学实践,提高今后的教学目的。