[论文解读] PhET. Percepciones y contribucion del uso de simulaciones en el aprendizaje de los conceptos de energia para un curso de fisica general de la ensenanza tecnica

Jose Enrique Martinez-Perez|arXiv (Cornell University)|Jun 1, 2016

Knowledge Societies in the 21st Century被引用 5

一句话总结

本研究探讨了在技术教育的普通物理课程中，使用PhET互动模拟教学以提升学生对能量概念的理解。通过半引导式探究，学生发展了更深层次的概念理解，研究显示模拟教学显著提高了学生在能量主题上的参与度和学习成效。

ABSTRACT

The physics learning is very important to techniques teaching and the engineers upbringing. However, there is evidence that science classes from elementary school through to university are generally failing to provide most students with an understanding of physics We have explored the use of a novel aspect of information technology: interactive simulations to learning of energys concepts. This way, students can construct their understanding through semi-guided exploration. Research has shown this process to be an effective and engaging way to learn.

研究动机与目标

• 为应对技术教育中学生持续难以理解基础物理概念（尤其是能量）的挑战。
• 探讨互动模拟作为教学工具在提升学生对能量概念理解方面的作用。
• 评估学生在普通物理课程中使用PhET模拟后的感知与学习成效。
• 评估半引导式探究结合模拟教学在促进物理概念理解方面的有效性。

提出的方法

• 在技术教育的普通物理课程中实施聚焦于能量概念的PhET互动模拟教学。
• 使用半引导式探究活动来组织学生对模拟教学的探索。
• 将模拟教学整合到常规课程讲授中，作为传统教学方法的补充。
• 通过问卷调查或定性反馈收集学生感知，以评估其参与度与学习体验。
• 比较使用模拟教学前后学生的学习成效，以衡量概念理解的提升。
• 应用既定的物理教育研究框架，评估基于模拟教学的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 学生如何评价在普通物理课程中使用PhET模拟教学来学习能量概念？
• RQ2 PhET模拟在多大程度上促进了技术教育学生对能量概念的理解提升？
• RQ3 半引导式探究结合模拟教学对学生参与度和概念学习有何影响？
• RQ4 学生感知与能量相关主题的观察到的学习成效之间是否存在相关性？

主要发现

• 学生表示在使用PhET模拟教学学习能量概念时，参与度和学习动机显著提高。
• 模拟教学通过动手、互动式探究，支持了学生对概念的理解建构。
• 半引导式探究结合模拟教学显著提升了学生对能量概念的理解。
• 学生感知表明，模拟教学有助于澄清抽象且复杂的能量概念。
• 研究发现，PhET模拟教学在技术物理教育中有效提升了能量主题的可及性。
• 定性反馈表明，模拟教学增强了学生对物理学习的信心与兴趣。