Izbrana poglavja iz raziskav fizikalnega izobraževanja

2022/2023
Program:
Doktorski študijski program 3. stopnje Matematika in fizika
Smer:
Fizika
Letnik:
1 letnik
Semester:
prvi
Vrsta:
obvezni
ECTS:
12
Jezik:
slovenski, angleški
Nosilec predmeta:
Ure na teden – 1. semester:
Predavanja
4
Seminar
0
Vaje
0
Laboratorij
0
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Vpis v letnik študija.
Pogoj za opravljanje predmeta je zaključena 2. stopnja študijskega programa fizika ali pedagoška fizika. Pričakuje se, da predmet vpišejo študenti, ki imajo jasno željo po opravljanju doktorata na področju raziskav v izobraževalni fiziki.

Vsebina

Pri predmetu bodo obravnavane naslednje vsebine:
Raziskovanje v izobraževalni fiziki (odslej PER) in glavni zgodovinski mejniki PER.
Raziskovalne metode PER (kvalitativne, kvantitativne in kombinirane; opazovanja, pred/po test, analiza pisnih izdelkov z uporabo kodirnih shem ali ocenjevalnih tabel, intervju, protokol 'razmišljaj naglas' in analiza videoposnetkov, analiza modelov, sledenje pogledu itd.)
Teoretična ogrodja (alternativne predstave, elementi razmišljanja, kognitivna lingvistika, teorija aktivnosti itd.)
Primeri raziskovalnih paradigem različnih uveljavljenih raziskovalnih skupin in njihovi pogledi na trenutno razumevanje učenja fizike.
Izsledki PER o učenju fizike, odnosu do fizike, epistemologiji in o razvoju naravoslovnega razmišljanja. Študije o ekspertih-naravoslovcih: načini razmišljanja, reševanje problemov, epistemologija itd.
Možne povezave med izsledki PER in razvojem kurikula. Kako vpliva PER na institucionalne spremembe?

Temeljni literatura in viri

Arons, »Teaching Introductory Physics«, Wiley&Sons, 1997.
McDermott, L.C., 1991. Millikan Lecture 1990: What we teach and what is learned-Closing the gap. American Journal of Physics, 59(4), pp.301–315. Available at: http://link.aip.org/link/?AJP/59/301/2.
Redish, E.F., 1999. Millikan Lecture 1998: Building a Science of Teaching Physics. American Journal of Physics, 67(7).
Van Heuvelen, A., 2001. Millikan Lecture 1999: The Workplace, Student Minds, and Physics Learning Systems. American Journal of Physics, 69(11).
Hammer, D., 1994. Epistemological Beliefs in Introductory Physics. Cognition and Instruction, 12(2), pp.151–183. Available at: http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1207/s1532690xci1202_4 [Accessed June 3, 2014].
Brookes, D. & Etkina, E., 2009. “Force,” ontology, and language. Physical Review Special Topics - Physics Education Research, 5(1), p.010110. Available at: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevSTPER.5.010110 [Accessed January 8, 2015].
Fredlund, T., Airey, J. & Linder, C., 2012. Exploring the role of physics representations: an illustrative example from students sharing knowledge about refraction. European Journal of Physics, 33(3), pp.657–666. Available at: http://stacks.iop.org/0143-0807/33/i=3/a=657?key=crossref.9671093c45d36acb50348b02a4a90ed5 [Accessed June 5, 2014].
Otero, V.K. & Harlow, D.B., Getting Started in Qualitative Physics Education Research. , pp.1–66. Available at: http://www.compadre.org/per/items/detail.cfm?ID=9122
Poklinek Čančula, M., Planinšič G., Etkina E., 2015. Analyzing patterns in experts’ approaches to solving experimental problems, American journal of physics. 83 (4), 366-374.

Cilji in kompetence

Študenti bodo znali izbrati primerno metodo za iskanje odgovorov na hipotetična raziskovalna vprašanja s področja PER. Študenti bodo sposobni v okviru zaključnega projekta sami izpeljati kratko študijo, v kateri bodo uporabili eno izmed obravnavanih metod PER.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje Študenti bodo pridobili pregled nad vrstami vprašanj, na katera lahko PER odgovori ter razumevanje teoretičnih in eksperimentalnih metod, ki jih uporabljamo pri reševanju teh vprašanj.
UporabaPridobljeno znanje lahko študenti uporabijo pri raziskovalnem delu za doktorsko disertacijo, pri razvoju kurikulov ter pri izobraževanju bodočih učiteljev fizike.
RefleksijaUporaba pridobljenega znanja za načrtovanje sprememb v poučevanju ter pri argumentaciji uporabe določenega teoretičnega ogrodja za doseganje določene izboljšave v poučevanju.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmetZnanje, pridobljeno pri tem predmetu, je uporabno pri poučevanju kateregakoli naravoslovnega predmeta. Raziskovalne metode, ki jih študenti spoznajo pri tem predmetu, so uporabne pri kateremkoli interdisciplinarnem projektu, ki je povezan z družboslovjem.

Metode poučevanja in učenja

Študenti bodo sodelovali v razpravah (v okviru majhnih skupin ali celotnega razreda), prebirali bodo izbrane članke, sami poiskali in predstavili pregled literature na določeno temo, izvedli simulacijo študije in poročali o njej. Študenti bodo v okviru zaključnega projekta izvedli mini raziskavo realnega PER problema, pri čemer bodo uporabili eno od obravnavanih raziskovalnih metod.

Načini ocenjevanja

Aktivna udeležba na predavanjih.
Domače naloge: povzetki domačega branja vključno s pregledom literature ter refleksijo.
Simulacija študije: (skupinsko delo): skupine predlagajo raziskovalna vprašanja, ki jih oblikujejo na podlagi poročanj iz literature ter predlagajo načrt raziskave s katero bi lahko prišli do odgovorov na vprašanja.
Zaključni projekt: študenti v skupinah po 2 ali 3, rešujejo mini raziskovalni projekt, pri čemer uporabijo eno od obravnavanih raziskovalnih metod. Projekt se mora nanašati na raziskovanje učenja fizike ali na raziskave o tem kako eksperti rešujejo fizikal

Reference nosilca

prof. dr. Gprazd Planinšič:
1. JELIČIĆ, Katarina, PLANINIĆ, Maja, PLANINŠIČ, Gorazd. Analyzing high school studentsʼ reasoning about electromagnetic induction. Physical review, Physics education research, ISSN 2469-9896, 2017, vol. 13, iss. 1, str. 010112-1-010112-18, ilustr., doi: 10.1103/PhysRevPhysEducRes.13.010112. [COBISS-SI-ID 3067236]
2. GREGORČIČ, Bor, ETKINA, Eugenia, PLANINŠIČ, Gorazd. A new way of using the interactive whiteboard in a high school physics classroom: a case study. Research in science education, ISSN 0157-244X, 2017, 25 str., ilustr., doi: 10.1007/s11165-016-9576-0. [COBISS-SI-ID 3059812]
3. POKLINEK ČANČULA, Maja, PLANINŠIČ, Gorazd, ETKINA, Eugenia. Analyzing patterns in experts' approaches to solving experimental problems. American journal of physics : a publication of American association of physics teachers, ISSN 0002-9505, 2015, vol. 83, no. 4, str. 366-374, ilustr. http://scitation.aip.org/content/aapt/journal/ajp/83/4/10.1119/1.4913528. [COBISS-SI-ID 2803556]
4. PLANINŠIČ, Gorazd, ETKINA, Eugenia. Light-emitting diodes : learning new physics. The Physics teacher, ISSN 0031-921X, 2015, vol. 53, no. 4, str. 210-216, ilustr. http://scitation.aip.org/content/aapt/journal/tpt/53/4/10.1119/1.4914558. [COBISS-SI-ID 2802788]
5. PLANINŠIČ, Gorazd, GREGORČIČ, Bor, ETKINA, Eugenia. Learning and teaching with a computer scanner. Physics Education, ISSN 0031-9120, 2014, vol. 49, no. 5, str. 586-595, ilustr. [COBISS-SI-ID 2719332]