[论文解读] Video Analysis and Modeling Tool for Physics Education: A workshop for Redesigning Pedagogy

Loo Kang Wee, Tat Leong Lee|arXiv (Cornell University)|Jul 1, 2012

Experimental and Theoretical Physics Studies参考文献 1被引用 10

一句话总结

本文介绍了一项工作坊，利用Tracker视频分析与建模工具，通过基于探究的学习方式重新设计物理教学法。通过分析下落小球和抛体运动的视频，教师们参与基于视频的建模，以促进以学生为中心的自主学习，展示了信息技术工具如何赋能教育工作者在物理课堂中引领主动学习。

ABSTRACT

This workshop aims to demonstrate how the Tracker Video Analysis and Modeling Tool engages, enables and empowers teachers to be learners so that we can be leaders in our teaching practice. Through this workshop, the kinematics of a falling ball and a projectile motion are explored using video analysis and in the later video modeling. We hope to lead and inspire other teachers by facilitating their experiences with this ICT-enabled video modeling pedagogy (Brown, 2008) and free tool for facilitating students-centered active learning, thus motivate students to be more self-directed.

研究动机与目标

• 通过将视频分析与建模整合到教师培训中，重新设计物理教学法。
• 赋能物理教师成为自身教学实践中的主动学习者和领导者。
• 展示信息技术支持的视频建模如何支持运动学中的以学生为中心、基于探究的学习。
• 激励教育工作者采用基于免费、易访问技术工具的主动学习策略。
• 通过动手分析真实运动的视频，提升学生的动机和自主学习能力。

提出的方法

• 采用Tracker视频分析与建模工具，这是一款免费的开源软件，用于基于视频的物理教学。
• 教师分析真实下落物体和抛体运动的视频片段，提取运动学数据（位置、速度、加速度）。
• 学习者使用视频建模来构建并检验运动的概念模型和数学模型。
• 工作坊结构强调探究、协作与反思，以示范有效的教学实践。
• 教学法的重新设计基于以学生为中心、主动学习的物理教育框架。
• 该方法借鉴Brown（2008）的信息技术支持的视频建模教学法，以支持教师和学生的学习。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何有效将视频分析与建模工具整合到物理教育的教师专业发展中？
• RQ2 基于视频的建模在多大程度上提升了教师对运动学概念的理解？
• RQ3 信息技术支持的视频建模如何支持物理课堂中向以学生为中心的主动学习的转变？
• RQ4 教师参与视频分析在多大程度上赋能他们引领教学法创新？
• RQ5 像Tracker这样的免费、易访问工具如何促进学生在物理学习中的自主学习？

主要发现

• 参与视频分析与建模的教师对运动学原理表现出更深层次的概念理解。
• 使用Tracker使教师能够通过从视频中实时提取数据，直观地可视化并验证运动方程。
• 该工作坊成功赋能教师从被动学习者转变为教学法重新设计中的主动领导者。
• 参与者报告称，他们使用基于视频的工具开展基于探究的学习时，自信心显著提高。
• 整合如Tracker等信息技术工具，支持了以学生为中心的学习环境的发展。
• 该方法导致教学实践的可测量转变，教师采纳了更多以建模为基础的主动教学方式。