[論文レビュー] Better Physics Teaching Can Increase Physics Enrollment

Samina Masood|ArXiv.org|Feb 11, 2007

Innovative Educational Technologies参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、的を絞った教師研修とカリキュラムの標準化を通じて、小中学校における物理学教育を改善することで、物理学の受講者数を著しく増加させられると主張している。特に、リフレッシュ講座や異なる指導法の比較評価を通じて、教師の内容知識と指導法のスキルを高めることで、生徒の関心を再燃させ、大学における物理学プログラムの受講者数を増加させることができる。

ABSTRACT

Our main goal is to develop plans to increase physics enrollment. Once again we thoroughly analyze the problem from the beginning and reach the conclusion that the most appropriate starting point in this direction should be to look into K-12 teaching. We give a few recommendations to improve science/physics teaching at K-12 level. It is proposed that the quickest way to make some advancement is to start teacher training or refresher courses for school teachers to fill up their gaps in knowledge. We suggest a comparison of the affectivity of different methods of teaching to decide which one of them works better under what type of circumstances. We also propose a few steps to improve physics teaching standards at the higher levels.

研究の動機と目的

• 米国の学生における物理学への関心の低下を是正するため、小中学校における物理学教育のシステム的欠陥を特定すること。
• 低賃金とインcentiveの欠如により、公立学校における物理教師の不足を強調すること。
• 特にコミュニティカレッジおよび州立大学において、教育の質を向上させるためのシステム的改革を提言すること。
• 物理学のプログラムを強化し、特に博士号保有者などの適格な物理学者が指導的役割を担うようにすること。
• 非伝統的で、時間的に柔軟な物理学の学位プログラムを推進し、社会人におけるアクセスと受講者数の増加を図ること。

提案手法

• 小中学校の物理学教育者における知識格差を埋めるために、的を絞った教師研修およびリフレッシュ講座を実施すること。
• 異なる教育状況下における指導法の有効性を比較する研究を実施すること。
• 特に代数的および微積分的物理学コースにおいて、教育機関間での物理学コース内容を標準化すること。
• 教育学部と理学部の間で提携を結ぶことで、学際的連携を強化すること。
• 社会人向けに非伝統的で、時間的に柔軟な物理学の学位プログラムを開発・拡充すること。
• 地域のワークショップを企画し、効果的な指導法を広め、教育の質を向上させること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 小中学校における物理学教育の質は、高等教育における長期的な物理学受講者数にどのように影響するか？
• RQ2 物理学の導入課程において、生徒の関与と理解を高めるために最も効果的な指導法は何か？
• RQ3 教師研修および内容のリフレッシュが、リソースが乏しい学校における物理学教育をどの程度改善できるか？
• RQ4 準専任教員の割合が、州立およびコミュニティカレッジにおける物理学プログラムの持続可能性と質にどのように影響するか？
• RQ5 非伝統的で時間的に柔軟な物理学の学位プログラムは、受講者数の増加と学生の留任にどのような役割を果たすか？

主な発見

• 物理学受講者数の著しい減少は、小中学校における物理学教育のシステム的欠陥と、適格な物理教師の不足と強く関連している。
• 準専任教員の割合が35％を超える（場合によっては1対1に逆転する）状況は、物理学部に財政的・学術的損失をもたらしている。
• 物理学者の博士号保有者でない、または資格が不十分な教員が指揮する物理学プログラムは、学術基準の低下とプログラムの信頼性の損なわれている。
• UHCLなどの機関で提供される非伝統的で時間的に柔軟な物理学プログラムは、高い学生の意欲（例：1授業あたり8〜10名の卒業生）、優れた成績、および伝統的プログラムよりも良好な成果を示している。
• 教育学部と理学部の提携によるワークショップや共同イニシアチブは、優れた指導法の広範な普及と教育の質の向上に効果的である。
• 学生と高学歴の専門家との直接的な対話は、学生が科学分野、特に物理学を学ぶ意欲を高め、長期的に科学分野および物理学の受講者数を増加させる要因となる。