Specialistični seminar iz raziskav fizikalnega izobraževanja

2022/2023
Program:
Doktorski študijski program 3. stopnje Matematika in fizika
Smer:
Fizika
Letnik:
1 in 2 letnik
Semester:
prvi ali drugi
Vrsta:
izbirni
ECTS:
12
Jezik:
slovenski, angleški
Nosilec predmeta:
Ure na teden – 1. ali 2. 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 izberejo študenti, ki imajo jasno željo po opravljanju doktorata na področju raziskav v izobraževalni fiziki (odslej PER).

Vsebina

Pri predmetu bodo obravnavane naslednje vsebine:
Glavna spoznanja o tem, kako se študenti učijo fizikalne vsebine in kateri so glavni instrumenti preverjanja znanja.
Glavna spoznanja o tem, kako se študenti učijo procesnih znanj pri fiziki in kateri so glavni instrumenti preverjanja znanja.
Različne reprezentacije in njihov pomen pri učenju fizike.
Glavna spoznanja PER o epistemološkem pogledu študentov na fiziko in instrumenti preverjanja znanja.
Kako pristopiti k razvoju kurikulov za fiziko?
Primeri uveljavljenih in preizkušenih fizikalnih kurikulov, ki so bili razviti na podlagi raziskav. Kaj imajo skupnega in v čem se razlikujejo?

Temeljni literatura in viri

Hestenes, D., Wells, M. & Swackhamer, G., 1992. Force concept inventory. The physics teacher, 30(March), pp.1–15. Available at: http://ptc.weizmann.ac.il/_Uploads/dbsAttachedFiles/1852FCI.pdf [Accessed March 20, 2015].
Ding, L. et al., 2006. Evaluating an electricity and magnetism assessment tool: Brief electricity and magnetism assessment. Physical Review Special Topics - Physics Education Research, 2(1), p.010105. Available at: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevSTPER.2.010105 [Accessed March 19, 2015].
Etkina, E. & Van Heuvelen, A., 2007. Investigative science learning environment–A science process approach to learning physics. Research-based reform of university physics, pp.1–48. Available at: http://paer.rutgers.edu/scientificabilities/downloads/papers/isle-2007.pdf [Accessed January 19, 2015].
Van Heuvelen, A. (1991). Learning to think like a physicist: A review of research-based instructional strategies. American Journal of Physics, 59(10), 891-897.
Etkina, E., Van Heuvelen, A., White-Brahmia, S., Brookes, D.T., Gentile, M., Murthy, S. Rosengrant, D., & Warren, A. (2006) Developing and assessing student scientific abilities. Physical Review. Special Topics, Physics Education Research. 2, 020103.
Etkina, E., Karelina, A., & Ruibal-Villasenor, M. (2008). How long does it take? A study of student acquisition of scientific abilities. Physical Review, Special Topics, Physics Education Research, 4, 020108.
Brookes, D. T. & Etkina, E. (2007). Using conceptual metaphor and functional grammar to explore how language used in physics affects student learning. Physical Review, Special Topics, Physics Education Research, 3, 010105.
Brookes, D. T. & Etkina, E. (2007). Using conceptual metaphor and functional grammar to explore how language used in physics affects student learning. Physical Review, Special Topics, Physics Education Research, 3, 010105.
May, D. & Etkina, E. (2002). College physics students' epistemological self-reflection and its relationship to conceptual learning. American Journal of Physics, 70 (12), 1249-1258.
Zollman, D. a., Rebello, N.S. & Hogg, K., 2002. Quantum mechanics for everyone: Hands-on activities integrated with technology. American Journal of Physics, 70(3), p.252. Available at: http://link.aip.org/link/AJPIAS/v70/i3/p252/s1&Agg=doi [Accessed March 4, 2015].
Redish, E.F., 2003. Teaching Physics with the Physics Suite, Wiley. Available at: http://books.google.si/books?id=2dULAQAAMAAJ.
McDermott, L.C. & Shaffer, P.S., 1998. Tutorials in introductory physics, Prentice Hall. Available at: http://books.google.si/books?id=0kQdlyhvjW8C.
Hestenes, D., 1987. Toward a modeling theory of physics instruction. American Journal of Physics, 55(5).
Hammer, D., 1996. Misconceptions or P-Prims: How May Alternative Perspectives of Cognitive Structure Influence Instructional Perceptions and Intentions. Journal of the Learning Sciences, 5(2), pp.97–127. Available at: http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1207/s15327809jls0502_1.
DiSessa, A., 1993. Toward an Epistemology of Physics. Cognition and instruction, 10(2), pp.105–225. Available at: http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/07370008.1985.9649008 [Accessed May 27, 2014].
Linder, C. & Fraser, D., 2006. Using a Variation Approach To Enhance Physics Learning in a College Classroom. The Physics Teacher, 44(9), p.589. Available at: http://scitation.aip.org/content/aapt/journal/tpt/44/9/10.1119/1.2396777 [Accessed June 17, 2014].
Viennot, L., 2014. “Thinking in Physics: The pleasure of reasoning and understanding”, Springer Books.

Cilji in kompetence

Študenti so sposobni odgovoriti na vprašanja povezana z vsebinami pričujočega učnega načrta in razpravljati o značilnostih kurikulov, ki so razviti na podlagi raziskav.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje Študenti bodo dobili pregled nad praktičnimi vidiki PER in razumevanje o tem, kako poteka razvoj kurikularnih gradiv za poučevanje fizike, ki temeljijo na izsledkih raziskav
UporabaPridobljeno znanje lahko študenti uporabijo pri raziskovalnem delu za doktorsko disertacijo, pri razvoju kurikulov fizike ter pri izobraževanju bodočih učiteljev fizike.
RefleksijaUporaba pridobljenega znanja za načrtovanje sprememb v poučevanju ter razmišljanje o lastnem poučevanju.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmetRazvoj in vrednotenje kurikulov drugih naravoslovnih predmetov.

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 skupinski projekt in poročali o njem. Študenti bodo v okviru zaključnega projekta izvedli mini študijo s področja razvoja kurikula in preverjanja znanja.

Načini ocenjevanja

Aktivna udeležba na predavanjih.
Domače naloge: povzetki domačega branja vključno s pregledom literature ter refleksijo.
Skupinski projekt: skupina predlaga poučevalski pristop, ki temelji na izsledkih raziskav in se nanaša na področje različnih reprezentacij ter ga preizkusi s kolegi v razredu.
Zaključni projekt: študenti v skupinah po 2 ali 3, rešujejo mini raziskovalni projekt, pri čemer uporabijo izsledke raziskav. Projekt se mora nanašati na področje laboratorijskega dela s poskusi in mora vključevati uporabo tabel za samo-ocenjevanje.
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

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]