[論文レビュー] Teaching and learning physics: A model for coordinating physics instruction, outreach, and research

Noah D. Finkelstein|ArXiv.org|May 12, 2005

Innovative Teaching Methods参考文献 52被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、大学レベルの物理学教育を、学習指導、地域社会への貢献、教育研究と結びつけることで、予備校教育との連携と教育研究を統合した物理学コースを提示する。このモデルは、学生の概念的理解と教育法的熟達の向上を著しく実現するとともに、大学の地域貢献活動を支援し、教育・学習研究のための実用的データを生成する。

ABSTRACT

This paper describes the development of a new university physics course designed to integrate physics, education, research, and community partnerships. The coordinated system of activities links the new course to local community efforts in pre-college education, university education, university outreach, and research on teaching and learning. As documented both by gains on conceptual surveys and by qualitative analyses of field-notes and audiotapes of class, the course facilitates student learning of physics, as well as student mastery of theories and practices of teaching and learning physics. Simultaneously, the course supports university efforts in community outreach and creates a rich environment for education research. The following narrative describes the motivation, structure, implementation, effectiveness, and potential for extending and sustaining this alternative model for university level science education.

研究の動機と目的

• 教育、地域社会貢献、教育研究を統合した協働的な大学物理学コースの開発。
• 大学教育における物理学教育、教育手法に関する研究、地域社会との連携の間の断絶を是正すること。
• 物理学の学習と教育法理論の学習を向上させる持続可能なモデルの構築。
• 学生が予備校教育に積極的に関与することで、大学の地域貢献活動を支援すること。
• 物理学における教育・学習の研究に役立つデータを生成する研究環境の構築。

提案手法

• 本コースは、大学の物理学教育と地域の予備校教育支援プログラムを結びつける統合的システムとして設計された。
• 本コースの学生は、実際の現場で物理学教育理論を応用して予備校生を指導する活動に参加した。
• 概念的アンケート、フィールドノート、音声録画を用いた体系的データ収集を通じて、教育手法に関する研究を統合した。
• 教育研究をコース構造に組み込み、継続的な評価と改善を可能にした。
• 地域の学校やコミュニティ組織との協働関係を公式に確立し、持続的な地域貢献の効果を確保した。
• 学生が物理学的知識と教育法の実践を併せて習得できるよう、反芻的な学習要素をコース構造に組み込んだ。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして大学の物理学コースを設計すれば、同時に物理学の学習と教育内容知識の習得を支援できるか？
• RQ2 物理学コースに地域貢献活動と教育研究を統合することで、概念的評価における学生の成績向上はどの程度達成されるか？
• RQ3 統合的モデルは、大学の地域貢献活動をどのように強化するとともに、教育研究のためのデータをどのように生成するか？
• RQ4 地域社会における学生と教師の相互作用は、物理学的理解と教育実践の深化にどのような役割を果たすか？
• RQ5 このような統合的教育モデルの持続可能性とスケーラビリティを支えるメカニズムは何か？

主な発見

• 学生は概念的物理学アンケートで顕著な向上を示し、物理学の根幹的概念への理解が深まったことが判明した。
• フィールドノートと音声録画の定性的分析から、学生がより強固な教育的推論力と指導法を発展させたことが明らかになった。
• 学生が意味のある予備校教育活動に参加することで、本コースは大学の地域貢献活動を効果的に支援した。
• 教育研究をコースに統合することで、教育・学習の研究に役立つ豊かな環境が創出され、改善に向けた実用的データが得られた。
• 本モデルは、コース活動を継続的な地域連携と大学の目標と結びつけることで、持続可能性を示した。
• 学生は物理学的知識と教育手法の両面において、自信と実務能力が向上したと報告した。