[论文解读] 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 6

一句话总结

本文提出了一门大学物理课程，通过将本科物理教育与中小学社区参与及教育研究相结合，实现教学、推广与研究的整合。该模式在显著提升学生概念理解与教学法掌握水平的同时，也有效支持了高校的推广活动，并为教学与学习研究生成了可操作的数据。

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.

研究动机与目标

• 开发一种协调一致的大学物理课程，弥合教学、社区推广与教育研究之间的鸿沟。
• 解决高等教育中物理教育、教学研究与社区参与之间的脱节问题。
• 创建一个可持续的模式，以增强学生对物理知识与教学理论的学习。
• 通过学生积极参与中小学教育，支持高校的推广工作。
• 为研究物理教学与学习提供丰富的研究环境。

提出的方法

• 该课程被设计为一个协调系统，将大学物理教学与本地中小学推广项目相连接。
• 课程中的学生参与对中小学学生的教学，将在真实情境中应用物理教育理论。
• 通过概念测验、实地笔记和录音带系统性地收集数据，将教学与学习研究融入课程。
• 该模式将教育研究嵌入课程结构中，实现持续评估与优化。
• 与本地学校及社区组织建立正式合作，以确保推广影响的持续性。
• 课程结构包含反思性环节，帮助学生在掌握物理内容的同时，提升教学法能力。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何设计一门大学物理课程，以同时支持学生对物理知识与教学内容知识的学习？
• RQ2 将推广与研究整合进物理课程在多大程度上能提升学生在概念性测验中的表现？
• RQ3 协调一致的模式如何在增强高校推广工作的同时，生成用于教育研究的数据？
• RQ4 学生在社区环境中与教师的互动在多大程度上促进了对物理知识与教学实践的深入理解？
• RQ5 哪些机制能够支持此类整合教育模式的可持续性与可扩展性？

主要发现

• 课程学生在概念性物理测验中表现出显著进步，表明对核心物理概念的理解有所提升。
• 对实地笔记和录音带的定性分析显示，学生在教学推理与教学实践方面能力明显增强。
• 该课程通过让学生参与有意义的中小学教育活动，成功支持了高校的推广工作。
• 将研究整合进课程创造了丰富的教学与学习研究环境，产生了可操作的改进数据。
• 该模式通过将课程活动与持续的社区合作及机构目标相联系，展现出可持续性。
• 学生报告称在物理内容与教学方法方面均表现出更高的自信与能力。