[论文解读] Views from students and professors in a nonmajor introductory physics course: What is interdisciplinarity?

Ian Descamps, Thomas Moore+1 more|arXiv (Cornell University)|May 11, 2020

Interdisciplinary Research and Collaboration参考文献 19被引用 8

一句话总结

本研究通过访谈学生、物理系教师及非物理系教师，探讨了波莫纳学院非专业入门物理课程中跨学科性的角色。研究发现，尽管各利益相关方普遍认同跨学科相关性的重要性，但物理系教师强调核心物理概念，而非物理系教师则突出其学科特定的应用，揭示了在非物理专业学生的物理教育方面存在不同但互补的视角。

ABSTRACT

While students and nonphysics professors expressed desires for the presence of interdisciplinary applications and connections in general college physics, physics professors identified potential risks involved in implementing such interdisciplinarity.

研究动机与目标

• 理解学生、物理系教师及非物理系教师对非专业入门物理课程中物理角色的看法。
• 考察这三个利益相关方群体在学习目标上的一致性与差异性。
• 探究在非物理专业学生的物理教育中，跨学科性是如何被概念化和重视的。
• 识别对非物理科学学生最具意义的真实物理内容和更广泛的学习目标。
• 通过整合非物理学科视角与物理教师意见，改进课程设计，以增强跨学科一致性。

提出的方法

• 对来自不同学科的14名学生、6名物理系教师和10名非物理系教师进行了半结构化、录音访谈。
• 对所有访谈内容进行转录，并采用定性主题分析法，识别与跨学科性和学习目标相关的主题。
• 使用比较框架分析利益相关方的视角，重点关注其在阐述跨学科相关性方面的差异。
• 借鉴先前的课程改革模型，包括利益相关方意见和已记录的学生思维，以指导访谈设计。
• 聚焦物理在支持学生在地质学、环境分析和化学等主要学术领域目标中的作用。
• 采用基于教育研究的混合方法，借鉴既有的研究为基础的课程改革框架。

实验结果

研究问题

• RQ1 学生、物理系教师和非物理系教师在非专业入门物理课程目标上如何达成一致？
• RQ2 非物理系教师与物理系教师在物理在其学科中角色的看法上存在哪些差异？
• RQ3 这些利益相关方群体在跨学科性的阐述与重视方式上存在哪些不同？
• RQ4 非物理科学学生及其教师认为哪些具体的物理内容和更广泛的学习目标最具相关性？
• RQ5 如何通过利益相关方参与的课程设计，使物理教育更好地契合非物理专业学生的需求？

主要发现

• 各利益相关方普遍认同跨学科相关性的重要性，但通过不同的学科视角来阐述。
• 物理系教师强调能量、力和系统思维等基础物理概念，认为这些是真实物理学习的核心。
• 非物理系教师则优先关注其学科特定的物理应用，例如环境科学中的流体动力学或地质学中的热力学。
• 学生重视物理在理解其主修学科中真实世界现象方面的实用性，尤其是与定量推理的关联。
• 尽管表达方式不同，所有利益相关方均认同物理应支持跨学科一致性与超越机械记忆的科学素养。
• 本研究揭示，非物理系教师的视角对于识别能增强学生参与度与相关性的有意义跨学科联系至关重要。