Образование в области физики или преподавание физики относится к методам обучения , которые в настоящее время используются для преподавания физики . Профессия называется педагог физики или учитель физики . Исследования в области физического образования относятся к области педагогических исследований, направленных на улучшение этих методов. Исторически физика преподавалась в средней школе и колледже преимущественно лекционным методом вместе с лабораторными упражнениями, направленными на проверку понятий, излагаемых на лекциях. Эти концепции лучше понимаются, когда лекции сопровождаются демонстрациями, практическими экспериментами и вопросами, которые заставляют студентов задуматься над тем, что произойдет в ходе эксперимента и почему. Студенты, которые участвуют в активном обучении, например, проводя практические эксперименты, учатся посредством самопознания. Методом проб и ошибок они учатся менять свои предубеждения о физических явлениях и открывать лежащие в их основе концепции. Образование в области физики является частью более широкой области естественнонаучного образования .
Аристотель написал то, что сейчас считается первым учебником физики. [1] Идеи Аристотеля преподавались неизменными до позднего средневековья , когда учёные начали делать открытия, которые им не соответствовали. Например, открытие Коперника противоречило идее Аристотеля о Землецентрической Вселенной. Идеи Аристотеля о движении не были вытеснены до конца 17 века, когда Ньютон опубликовал свои идеи.
Сегодняшние студенты-физики часто думают о физических концепциях в терминах Аристотеля, несмотря на то, что им преподают только концепции Ньютона. [2]
В Гонконге физика является предметом общественного экзамена. Местные учащиеся 6-го класса сдают государственный экзамен на получение Гонконгского диплома о среднем образовании (HKDSE). [3]
По сравнению с другими учебными программами, включающими GCSE, GCE и т. д., которые изучают все больше и больше по различным темам, программа Гонконга изучает более глубоко и требует больше проблем с расчетами. [4] Темы сужены до меньшего количества по сравнению с A-level из-за недостаточного количества учебных часов в средних школах Гонконга, которые включают температуру , тепло , внутреннюю энергию , изменение состояния , газы , положение , движение , силу. , движение снаряда , работа , энергия , мощность , импульс , равномерное круговое движение , гравитация , волна , свет , звук , электростатика , цепи , электромагнетизм , излучение , радиоактивность , модель атома , ядерная энергия , вселенная , астрономия , звезды , модель Резерфорда , фотоэлектрический эффект , модель Бора , частицы , наномасштаб , строительство , транспорт , возобновляемые источники энергии , глаз , ухо , неионизирующее излучение и ионизирующее излучение и т.д. [4]
Некоторые школы разрешают учащимся выбирать физику в качестве факультативного предмета только начиная с 4-го класса, [5] некоторые школы предоставляют обязательную учебную программу по физике в 3-м классе, а затем позволяют учащимся выбирать в 4-м классе, [6] , а некоторые другие школы позволяют учащимся выбирать физику в качестве факультативного предмета. начиная с 3-го класса. [7] Кроме того, большинство школ используют английский язык в качестве средства обучения физике, [6] [7] , тогда как некоторые школы используют китайский язык в качестве средства обучения физике. [5]
Помимо лекций в аудиториях и лабораториях, школы Гонконга организуют внеклассные мероприятия, чтобы мотивировать учащихся изучать физику. [8]
Основные программы по чистой физике реализуются в Китайском университете Гонконга (CUHK), [9] Гонконгском университете науки и технологий (HKUST) [10] и Гонконгском университете (HKU). [11] Темы включают инженерную физику , механику , термодинамику , жидкости , волны , оптику , современную физику , лабораторию , тепло , электромагнетизм , количественные методы , вычислительную физику , астрономию , астрофизику , классическую механику , квантовую механику , квантовую информацию , статистическую физику , теоретическую физику. физика , компьютерное моделирование , мягкая материя , практическая электроника , современная физика , приборостроение , статистическая механика , физика твердого тела , метеорология , нанонаука , оптическая физика , теория относительности и физика элементарных частиц и т. д. [12]
В разных университетах Гонконга существуют разные подходы к чтению лекций по физике. В CUHK наиболее важные знания, включая количественные методы и компьютерное моделирование, изучаются на факультете физики, что может позволить студентам глубже изучить концепцию, применимую к физическим задачам, [12] тогда как в HKUST количественные методы и компьютерное моделирование изучаются изучаемые студентами на курсах, проводимых факультетом математики и факультетом компьютерных наук соответственно, которые позволяют студентам учиться на границе со знаниями различных аспектов. [13]
Существуют также поток развития по теоретической физике, предлагаемый CUHK [14] , и курс по обогащению международных исследований, предлагаемый HKUST. [13] Дополнительные темы в этом потоке включают астрофизику , физику элементарных частиц , вычислительную физику и квантовую физику . Практика решения теоретических систем и обсуждение физических идей очень глубоки, что способствует достижению выпускниками высокого уровня понимания физики. Однако возможности трудоустройства для выпускников с теоретическим образованием в Гонконге слишком узки. Большинство выпускников продолжают обучение за границей или становятся учителями. [14]
Более того, основные программы по прикладной физике предлагаются только в большинстве других университетов Гонконга .
На уровне GCSE учащиеся могут изучать физику либо как отдельный предмет, отдельно от биологии и химии (так называемая «тройная наука»), либо как часть так называемого курса «комбинированных наук», в котором все три науки объединены между собой. в одну квалификацию, дающую два GCSE. На GCSE студентам преподают основы широкого спектра физических концепций, включая энергию , волны , механику Ньютона , электричество , теплофизику и ядерную физику и другие. Существует также практический элемент (известный как «обязательные практические занятия»), который проводится в классе, а затем оценивается с помощью вопросов в выпускных экзаменационных работах. Благодаря этому учащиеся теоретически могут сдать необходимый практический элемент GCSE, не проведя ни одного эксперимента. [15]
Студенты, желающие продолжить изучение физики после окончания выпускных экзаменов GCSE, могут затем выбрать изучение этого предмета в качестве квалификации уровня A (длительностью два года) или уровня AS (длительностью один год). Физика уровня A также включает в себя обязательные практические занятия, но, в отличие от GCSE, они оцениваются учителями в классе. Студентам, успешно сдавшим экзамен, предоставляется «практическая аккредитация», которую требуют некоторые университеты, прежде чем допустить студента на определенные научные курсы. На выпускных экзаменах еще остаются вопросы по практической технике, но правильный ответ на эти вопросы не способствует практической аккредитации. Большая часть содержания курса физики A-level разрабатывается (хотя и довольно подробно) по темам, рассматриваемым на GCSE, с добавлением модулей, отсутствующих в курсе GCSE, таких как физика элементарных частиц . [16] Несмотря на то, что в наши дни физика содержит значительно меньше математической строгости, чем в прошлом, она по-прежнему широко считается самым требовательным доступным курсом уровня A и одним из наименее популярных предметов пропорционально ее доступности. Существует некоторая обеспокоенность тем, что недостаточное количество молодых людей в возрасте от 17 до 18 лет заканчивают школу с хорошими оценками по физике, чтобы удовлетворить потребности современного рынка труда. [17]
В Шотландии Highers и Advanced Highers заменяют GCSE и A-level соответственно. Содержание квалификаций довольно схоже. Поскольку шотландские школьники после 16 лет заканчивают школу на год раньше, чем их сверстники в остальной части Великобритании, содержание первого года обучения по физике, предлагаемого в большинстве шотландских университетов, аналогично второму году обучения по физике A-level. [18]
Содержание большинства университетских курсов физики в Великобритании модерируется Институтом физики (IOP) и называется «аккредитованным IOP». Целью этого является обеспечение того, чтобы все студенты-физики получили знания и навыки, необходимые для работы в качестве профессионального физика. [19] Физику можно изучать в течение 3 лет на степень бакалавра наук (4 года в Шотландии) или в рамках интегрированной степени магистра , в рамках которой студенты, окончившие первые 3 или 4 года обучения, затем сдают последний «год магистратуры», не имея подать заявку снова на любые курсы магистратуры. Альтернативно, студенты, которые первоначально подают заявку на получение степени бакалавра физики, могут подать заявку на обучение в магистратуре после окончания учебы.
Стратегии преподавания – это различные методы, используемые для облегчения обучения учащихся с разными стилями обучения . Различные стратегии обучения призваны помочь учащимся развить критическое мышление и усвоить материал. Выбор стратегии обучения зависит от изучаемой концепции, а также от интереса учащихся.
Методы/подходы преподавания физики
Исследования в области физического образования — это изучение того, как преподается физика и как студенты изучают физику. Это подобласть образовательных исследований .
ПЕР Отзывы:
Разнообразный:
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )