为了让更多的学生——无论他们身在何处——有机会接受高质量的、引人入胜的物理教育,俄勒冈州立大学在去年秋天启动了校园在线学习项目,用于物理入门课程。这个完全为远程学习而设计的创新项目尤其引人注目,因为在这些在线课程中,学生有机会参与协作、动手操作的实验室。万博网登录网页

俄勒冈州立大学(Oregon State University)副系主任戴维·克雷格(David Craig)说:“许多在线课程只是幻灯片和演示文稿的组合,这与我们所知道的学生如何有效学习物理的一切都是背道而驰的。”“在线教育需要学生积极参与,为他们制定一套明确的学习目标,这样他们就知道自己在学习什么,以及为什么要学习。”

重新构想物理学习

物理团队在高级讲师KC Walsh的领导下,在创建由PH 201、202和203课程组成的校园课程时,彻底重新设想了如何构建和提供有效的在线课程。它有效地结合了与物理教育研究(PER)的发现相一致的循证课程、众多创新和交互式学习工具、对学生的现场导师支持、开放教育资源、基于发现的数据分析实验室等。这包括为远程学习者提供实时协作的机会,通过最先进的虚拟教室完成绿屏视频流。还有内容分享、实时投票和休息室。

沃尔什说:“我们做了很多研究来创建这些课程。“我们希望这种体验尽可能类似于面对面的体验。这包括学生通过观看视频和阅读开放式教科书来为翻转课堂做准备。然后,学生们参加现场讲座,在本科生助教、研究生助教和导师的帮助下积极参与同伴学习。他们甚至和我们主校区的学生完成同样的作业。最大的不同在于他们如何完成每周的实验室测试。”

在学期开始时,每个学生都会收到一个物理实验包,用于在家进行课程实验。PH 201试剂盒中的样品包括直接®传感器购物车,弹簧秤,数字秤,卷尺,滑轮系统和重量。接下来的课程在序列中,PH 202和PH 203,甚至包括陀螺仪,衍射光栅,数字万用表,和激光器等设备。

俄勒冈州立大学工作人员为物理系学生制作的套件之一(图片由大卫·克雷格提供)

克雷格说:“这些套件几乎为学生提供了调查所需的一切。”“我们不想让学生们去找东西,所以我们让套件尽可能完整。开发团队对课程的实验部分期望的学习结果进行了长时间的艰苦思考。我们真正考虑了我们希望学生在实验室里做什么,完成什么,然后找到了促进这一点的技术和材料。”

他补充说:“与我们与之比较的类似技术相比,Vernier的传感器小车非常准确和可靠。”“加上成本,这是我们在课程中实施这项技术并将其纳入工具包的一个主要因素。”

通过Go Direct Sensor Cart,学生可以通过蓝牙®无线技术直接探索设备上的力、位置、速度和加速度。每辆车都内置了传感器,简化了实验设置,并允许在轨道上或轨道外进行调查。

在校园实验室中,学生使用套件独立完成大部分模块,然后使用Zoom或Slack进行异步或同步的合作实验室小组工作®协作软件。

“这个项目的交流方面非常重要,”为学生进行实验提供实时帮助的校园研究生助教克里斯蒂安·索罗里奥(Christian Solorio)说。“能够解释说明、记录工作、交流发现都是可转移的技能,对学生的职业生涯有帮助。”

持续改进和创新

俄勒冈州立大学的校园规模和受欢迎程度持续增长,因为物理导论课程的入学人数已经超过150人,现在是它的第二年。为了支持这些学生,该团队继续改进和增强第一年使用的实验室,使他们尽可能强大。

沃尔什说:“我们的实验室允许学生参与实验设计和数据分析,这是物理学习的真正目标。”“我们正在不断努力完善实验室,以加强这些探究式学习机会,并让学生尽可能多地参与实践学习。”

沃尔什补充说:“提供灵活性和建立课堂社区是远程学习者的一个关键组成部分。”“我们能够通过校园提供这两者,同时以新的和创新的方式将物理教育带给学生。”

对教育工作者

KC沃尔什
俄勒冈州立大学
科瓦利斯,或

KC Walsh是一位屡获殊荣的高级物理教师,也是俄勒冈州立大学BoxSand项目和Lightboard工作室的负责人。他的研究成果发表在许多物理出版物上,他是俄勒冈州美国物理教师协会的现任副主席。

大卫•克雷格
俄勒冈州立大学
科瓦利斯,或

大卫·克雷格(David Craig)是俄勒冈州立大学的副系主任,也是一名实践副教授。他的研究主要集中在量子宇宙学和量子基础。

基督教鸠
俄勒冈州立大学
科瓦利斯,或

克里斯蒂安·索罗里奥(Christian Solorio)是俄勒冈州立大学的研究生助教。他正在攻读物理教育研究博士学位。