물리 교육

Physics education
체육과 혼동하지 말 것.
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물리학 교육은 현재 물리학을 가르치는 데 사용되는 방법을 말한다.물리교육연구는 그러한 방법들을 개선하고자 하는 교육학적 연구 분야를 말한다.역사적으로 물리학은 주로 강의 방법과 강의에서 가르친 개념을 검증하기 위한 실험실 연습으로 고등학교와 대학에서 가르쳐 왔다.이러한 개념은 강의가 시연, 직접 실험, 학생들이 실험에서 어떤 일이 일어날지 그리고 왜 일어날지를 숙고해야 하는 질문과 함께 있을 때 더 잘 이해된다.실제 실험과 같은 적극적인 학습에 참여하는 학생들은 자기 발견을 통해 배운다.시행착오를 통해 그들은 물리학 현상에 대한 선입견을 바꾸고 근본적인 개념을 발견하는 법을 배운다.

고대 그리스

아리스토텔레스는 현재 [1]물리학 최초의 교과서로 여겨지는 것을 썼다.아리스토텔레스의 생각은 과학자들이 그들에게 맞지 않는 발견을 하기 시작한 후기 중세 시대까지 변하지 않고 가르쳐졌다.예를 들어, 코페르니쿠스의 발견은 지구 중심 우주에 대한 아리스토텔레스의 생각과 모순된다.운동에 대한 아리스토텔레스의 생각은 뉴턴이 그의 생각을 발표한 17세기 말까지 바뀌지 않았다.

오늘날의 물리학과 학생들은 뉴턴 [2]개념만 배웠음에도 불구하고 종종 아리스토텔레스의 용어로 물리학 개념을 생각한다.

홍콩

고등학교

홍콩에서 물리학은 공개시험의 과목이다.양식 6의 현지 학생들은 홍콩 중등교육학위(HKDSE)[3]의 공개 시험을 치른다.

GCSE, GCE 등 다양한 주제를 폭넓게 학습하는 다른 강의실과는 달리 홍콩의 강의실에서는 [4]계산과 관련된 보다 깊은 과제들이 학습되고 있다.홍콩 중등 학교의 수업 시간이 부족하기 때문에 주제가 A 레벨에 비해 좁혀지는 것은 온도, 열, 내부 에너지, 상태 변화, 가스, 위치, 운동, 힘, 작업, 에너지, 운동량, 균일 원형 운동, 중력, 파동, 빛, 소리, e 등입니다.동토층, 회로, 전자기, 방사선, 방사능, 원자 모델, 원자력, 우주, 천문학, 별, 러더포드 모델, 광전 효과, 보어 모델, 입자, 나노스코프 스케일, 건물, 교통, 재생 에너지원, 눈, 귀, 비이온화 방사선 및 이온화 방사선 [4]등

어떤 학교들은 학생들이 4번 [5]양식부터 물리학을 선택 과목으로 선택할 수 있도록 하고, 어떤 학교들은 3번 양식부터 물리 필수 교육과정을 제공하고 4번 [6]양식에서 선택할 수 있도록 하고, 다른 학교들은 [7]3번 양식부터 학생들이 물리학을 선택 과목으로 선택할 수 있도록 한다.또한,[6][7] 대부분의 학교들은 물리학을 위한 교육 매체로 영어를 사용하는 반면, 몇몇 학교들은 [5]물리학을 위한 교육 매체로 중국어를 사용한다.

홍콩의 학교들은 교실이나 실험실에서 강의를 하는 것 외에도 학생들이 [8]물리학을 배울 수 있도록 학교 밖 활동을 조직한다.

대학

순수 물리학 전공 프로그램은 홍콩중문대학(CUHK),[9] 홍콩과기대학([10]HKUST) 및 홍콩대학(HKU)[11]에서 제공됩니다.주제에는 공학물리학, 역학, 열역학, 유체, 파동, 광학, 현대물리학, 실험실, 열, 전자기학, 정량적 방법, 계산물리학, 천문학, 천체물리학, 고전역학, 양자역학, 양자정보, 통계물리학, 이론물리학, 컴퓨터 시뮬레이션, 연질물질, 실습 등이 포함됩니다.ical 일렉트로닉스, 현대물리학, 계측, 통계역학, 고체물리학, 기상학, 나노과학, 광학물리학, 상대성이론, 입자물리학 [12]등

홍콩의 대학마다 물리 강의를 진행하는 방식이 다릅니다.CUHK에서 정량적인 방법과 컴퓨터 시뮬레이션을 포함한 가장 관련 지식은 물리학과는 학생들은 넓게 물리학 problems,[12]에 반면 HKUST에 적용 개념으로를 배울 수 있게 할 수 있다는 점에서, 정량적인 방법과 컴퓨터 시뮬레이션이 코스 Departme에 의해 전달하는 학생들에 의해 배워 있어를 배워 있다.nt수학과 컴퓨터 공학의 각 [13]학과는 학생들이 다른 측면에 대한 지식을 가지고 기숙사를 배울 수 있게 해준다.

또한 CUHK가 제공하는[14] 이론물리학의 강화 스트림과 [13]HKUST가 제공하는 국제연구 농축 트랙이 있습니다.그 스트림에는 천체물리학, 입자물리학, 계산물리학, 양자물리학 등이 포함됩니다.이론 시스템을 해결하는 실천과 물리적 통찰에 대한 논의는 매우 심도 있게 진행되어 졸업생들이 물리학에 대한 높은 이해도를 얻을 수 있습니다.그러나 홍콩에서 이론적 배경을 가진 졸업생들의 취업 기회는 너무 좁다.대부분의 졸업생들은 해외에서 더 공부하거나 [14]교사가 된다.

게다가 응용물리 전공 프로그램은 홍콩의 다른 대부분의 대학에서만 제공됩니다.

영국

주요 기사:영국의 물리학 교육

중등 학교

잉글랜드, 웨일스 및 북아일랜드

GCSE 수준에서 학생들은 생물학 및 화학과 분리된 전체 과목('트리플 과학'이라고 함) 또는 소위 "복합 과학" 과정의 일부로 물리학을 공부할 수 있습니다. 이 과정에서는 3개의 과학이 모두 2개의 GCSE 가치가 있는 단일 자격에 끼워집니다.GCSE에서 학생들은 에너지, 파도, 뉴턴 역학, 전기, 열물리학, 핵물리학을 포함한 광범위한 물리 개념의 기초를 배웁니다.또, 「필수 실기」라고 불리는 실기 요소도 있습니다.실기 요소는 교실에서 실시해, 기말고사 시험지의 문제를 통해서 평가됩니다.그렇기 때문에, 이론적으로 학생들은 단 한 번의 [15]실험도 하지 않고 GCSE 필수 실용 요소를 통과하는 것이 가능하다.

GCSE가 끝난 후에도 물리학을 계속 공부하고 싶은 학생은 A레벨 자격(2년간) 또는 AS레벨(1년간) 중 하나를 선택할 수 있습니다.A레벨 물리학에는 필수 실습도 포함되지만 GCSE와는 달리 교사는 이를 수업 중에 평가합니다.합격한 학생들은 "실기 자격증"이 주어지는데, 일부 대학들은 학생들에게 특정 과학 과정에 입학하기 전에 이 자격증을 요구한다.기말고사에는 실기법에 관한 문제가 남아 있지만, 이러한 문제에 올바르게 답하는 것은 실기 인정에 도움이 되지 않습니다.A-레벨 물리학의 많은 내용은 입자물리학과 같이 GCSE 과정에 존재하지 않는 단위를 추가하여 GCSE에서 다루는 주제에 대해 상세하게 설명하고 있다.[16]과거보다 수학의 엄격함이 현저하게 감소했음에도 불구하고, 물리학은 여전히 가장 까다로운 A-레벨 코스로 널리 인식되고 있으며, 그 가용성에 비례하여 가장 인기 없는 과목 중 하나이다.17세에서 18세 사이의 학생들이 현대 취업 [17]시장의 요구를 충족시키기 위해 A급 물리학과를 졸업하지 못하고 있다는 우려가 있다.

스코틀랜드

스코틀랜드에서는 Highers와 Advanced Highers가 각각 GCSE와 A-level을 대체한다.자격의 내용은 상당히 유사하다.스코틀랜드의 16세 이후의 학생들은 나머지 영국의 다른 대학들보다 1년 일찍 학교를 마치기 때문에, 대부분의 스코틀랜드 대학에서 제공되는 물리학 학위 첫 해의 내용은 A-레벨 물리학 [18]2학년과 유사합니다.

대학

영국의 대부분의 대학 물리과목은 물리연구소(IOP)에서 내용을 조정하고 있으며 IOP 인증을 받은 것으로 알려져 있습니다.이것의 목적은 모든 물리학과 학생들이 전문 [19]물리학자로 일하는 데 필요한 지식과 기술을 가지고 졸업하는 것입니다.물리학은 3년간의 이학사 학위(스코틀랜드에서는 4년) 또는 통합 석사 학위로서 공부할 수 있습니다.이학사 학위에서는 처음 3년 또는 4년을 통과한 학생은 석사 과정을 다시 신청하지 않고 최종 석사 과정을 밟습니다.또는 BSC 물리학과에 처음 지원한 학생은 졸업 후 석사 학위를 신청할 수 있습니다.

교육 전략

교육 전략은 다양한 학습 스타일을 가진 학생들의 교육을 촉진하기 위해 사용되는 다양한 기술이다.서로 다른 교육 전략은 학생들이 비판적 사고를 개발하고 교재에 참여하도록 돕기 위한 것입니다.교육 전략의 선택은 가르치는 개념과 학생들의 관심에 따라 달라집니다.

물리학을 가르치는 방법/접근법

  • 강의:강의는 과학을 가르치는 가장 전통적인 방법 중 하나이다.이 방법의 편리함과 대부분의 교사가 이 방법에 의해 가르침을 받는다는 사실 때문에, 일정한 한계에도 불구하고 여전히 인기가 있다(다른 방법에 비해, 학생들 사이에 비판적 사고와 과학적 태도를 기르는 데는 거의 도움이 되지 않는다).이 방법은 교사 중심이다.
  • 낭독:소크라테스식 방법이라고도 합니다.이 방법에서는 학생이 강의에서 할 수 있는 것보다 더 큰 역할을 한다.그 선생님은 학생들의 생각을 환기시킬 목적으로 질문을 한다.이 방법은 학생들의 고차적 사고를 발달시키는데 매우 효과적일 수 있다.이 전략을 적용하기 위해서는 학생들에게 그 내용에 대해 부분적으로 알려야 합니다.암송 방법의 효과는 질문의 질에 따라 크게 달라진다.이 방법은 학생 중심이다.
  • 데모:이 방법에서, 선생님은 학생들이 관찰하고 질문하는 특정한 실험을 한다.시연 후, 교사는 실험을 더 설명하고 질문을 통해 학생들의 이해도를 테스트할 수 있습니다.과학은 완전히 이론적인 과목이 아니기 때문에 이 방법은 중요하다.
  • 강의 및 데모:이름에서 알 수 있듯이, 이것은 위의 두 가지 방법, 즉 강의와 시연의 조합이다.선생님은 실험과 설명을 동시에 한다.이 방법을 통해 교사는 더 짧은 시간에 더 많은 정보를 제공할 수 있다.시연 방법과 마찬가지로 학생들은 관찰만 할 뿐, 그들만의 실제 경험은 얻지 못한다.이 [20]방법으로는 모든 주제를 가르칠 수 없습니다.
  • 실험실 활동: 실험실은 학생들에게 물리학 실험을 수행하게 하고 물리 장비와 상호 작용하여 데이터를 수집하게 합니다.일반적으로 학생들은 실습 매뉴얼에 있는 지침을 따릅니다.이 지침들은 종종 학생들을 단계별로 실험하게 한다.일반적인 학습 목표에는 실제 상호작용(시연과 유사)을 통해 코스 내용을 강화하고 실험 물리학자와 같은 사고를 하는 것이 포함됩니다.최근에는 강의 내용에서 벗어나 학생들이 스스로 결정을 내리도록 하고 "올바른" 실험 결과의 개념에 의문을 제기함으로써 연구실 활동을 후자의 목표로 전환하려는 노력이 이루어지고 있습니다.실증방법과 달리 실험방법은 학생들에게 전문적인 과학자처럼 실제 실험을 할 수 있는 경험을 준다.그러나 제대로 [21]작동하려면 상당한 시간과 리소스가 필요합니다.

조사.

주요 기사:물리학 교육 연구
Duit의 참고 문헌에 관한 학생 아이디어 출판물 수(2005)
단편화 출판
기계(힘)* 792
전기(전기 회로) 444
광학 234
입자 모형 226
열물리학(열/온도) 192
에너지 176
천문학(우주에서의 지구) 121
양자 물리학 77
비선형 시스템(혼돈) 35
소리 28
자기 25
상대성 이론 8
* 괄호 안의 주요 개념.
Duit, R., H. Niedderer 및 H. Schecker에서 개작(참조 참조).

물리학 교육 연구는 물리학이 어떻게 가르쳐지고 학생들이 어떻게 물리학을 배우는지에 대한 연구이다.그것은 교육 연구의 하위 분야이다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

Wikimedia Commons에는 물리학 교육과 관련된 미디어가 있습니다.
  1. ^ Angelo Armenti (1992), The Physics of Sports, vol. 1 (2, illustrated ed.), Springer, ISBN 978-0-88318-946-7 R을 인용합니다.B Lindsay, 물리학의 기본 개념(Van Nostrand Reinhold, 1971), 부록 1
  2. ^ Ibrahim Abou Halloun; David Hestenes (1985), "Common sense concepts about motion" (PDF), American Journal of Physics, 53 (11): 1056–1065, Bibcode:1985AmJPh..53.1056H, doi:10.1119/1.14031, archived from the original (PDF) on September 11, 2006 많은 학자 서적에서 인용한 바와 같이.
  3. ^ "Introduction to HKDSE Physics Examination". Hong Kong Examinations and Assessment Authority. Retrieved 1 May 2020.
  4. ^ a b "Introduction to HKDSE Physics". Education Bureau. Retrieved 1 May 2020.
  5. ^ a b "Example of a school in Hong Kong that allows students choose Physics as elective subject since Form 4, as well as an example of school use Chinese language to teach Physics" (PDF). New Asia Middle School. Retrieved 1 May 2020.
  6. ^ a b "Example of a school in Hong Kong that provides Physics compulsory curriculum in Form 3, as well as an example of school use English language to teach Physics". St. Teresa Secondary School. Retrieved 1 May 2020.
  7. ^ a b Example of a school in Hong Kong that allows students choose Physics as elective subject since Form 3 (PDF). YMCA of Hong Kong Christian College. 2019. Retrieved 1 May 2020.
  8. ^ "Physics Corner". YMCA of Hong Kong Christian College. Retrieved 1 May 2020.
  9. ^ "Department of Physics". Chinese University of Hong Kong. Retrieved 1 May 2020.
  10. ^ "Department of Physics". Hong Kong University of Science and Technology. Retrieved 1 May 2020.
  11. ^ "Department of Physics". University of Hong Kong. Retrieved 1 May 2020.
  12. ^ a b "Course List". Chinese University of Hong Kong. Retrieved 1 May 2020.
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  16. ^ "AQA AS and A-level Physics". Retrieved 26 April 2021.
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  18. ^ "University of Edinburgh, degree programme table: Physics (BSc Hons)". Retrieved 26 April 2021.
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  20. ^ vaidya (1999). Science teaching for the 21st century. Deep & Deep publications. pp. 181–201. ISBN 978-8171008117.
  21. ^ Smith, Emily M.; Holmes, N. G. (June 2021). "Best practice for instructional labs". Nature Physics. 17 (6): 662–663. doi:10.1038/s41567-021-01256-6. ISSN 1745-2481. S2CID 236359744.

추가 정보

PER 리뷰:

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