تعليم الفيزياء

تشير تعبير تعليم الفيزياء إلى كلتا الطريقتين المستعملة حالياً لتدريس الفيزياء وإلى مجال الأبحاث التربوي والتي تهدف إلى تحسين هذه الطرق. من الناحية التاريخية، درست الفيزياء مبدئياً بطريقة المحاضرة في المدرسة العليا وفي الكليات مع الممارسة في المختبرات التي تهدف إلى تأكيد المفاهيم التي تمت دراستها في المحاضرة.

ولسوء الحظ، وبسبب الطبيعة المجردة والغير متسقطة للعديد من المفاهيم الأساسية في الفيزياء، فشلت طريقة المحاضرة على مساعدة الطلاب للتغلب على الكثير من الأوهام عن العالم الفيزيائي التي تطورت قبل اتخاذ التعليم الرسمي في هذه المواضيع. في أكثر دروس الفيزياء التمهيدية، تكون الميكانيكا أول المجالات التي تتم مناقشتها في الفيزياء. قوانين نيوتن للحركة، التي تصف كيفية استحابة الأجسام الهائلة للقوى، هوالموضوع الرئيسي لدراسة الميكانيكا. توصل نيوتن إلى قوانينه الثلاثة من الدراسة الكاملة التي أجراها على المعطيات التجريبية وتتضمن الكثير من الملاحظات الفلكية.

على أية حال، لدى الكثير من الطلاب تصورات سابقة عن العالم الذي هوحولهم والتي تجعل فهم قوانين نيوتن للحركة أمراً صعباً. وكمثال على قانون نيوتن الأول، التي تعهد أيضاً بالقصور الذاتي، يذكر أنه في الإطار العطالي inertial frame، الجسم الساكن يبقى ساكناً وذلك الجسم الذي يتحرك بسرعة ثابتة يستمر بالحركة بنفس السرعة ما لم يخرج القوة الكلية net force عن الجسم. الكثير من الطلاب يتوهمون بأن القوة الكلية تستلزم لإبقاء الجسم متحركاً بسرعة ثابتة. هم يفهمون حتى لإزاحة كتاب من على الطاولة نحتاج إلى بذل جهد "الدفع مثلاُ" على الكتاب. على أية حال، لقد فشلوا في الأخذ بالحسبان بأن هناك أكثر من قوة واحدة تؤثر على الكتاب حين تدفع من فوق الطاولة بسرعة ثابتة. بالإضافة إلى قوة "الدفع"، هناك أيضاً قوة الاحتكاك frictional force في الاتجاه المعاكس يحدث على الكتاب مع سطح الطاولة. متى يتحرك الكتاب بسرعة ثابتة، فإن تلك القوتين ستوازنها (وتضاف على شكل متجه) القوة الكلية للصفر.

أبحاث أهداف تعليم الفيزياء

عدد المنشورات عن أفكار التلاميذ في الببليوگرافيا، بقلم دويت (2005)
القسم	المنشورات

الميكانيكا (القوى)*	792
الكهرباء (دائرة كهربائية)	444
البصريات	234
نموذج الجسيمات	226
الفيزياء الحرارية (الحرارة ودرجاتها)	192
الطاقة	176
الفلك (الأرض في الفضاء)	121
فيزياء الكم	77
الأنظمة غير الخطية (الشواش)	35
الصوت	28
المغناطيسية	25
النسبية	8

* المفهوم الرئيسي بين أقواس مربعة. مأخوذ من Duit, R., H. Niedderer and H. Schecker (انظر المرجع.).

خطوط الموضوعات مأخوذة من Duit, Niedder ,Schecker (عام 2007)

فلسفة الفيزياء -------الفيزياء---------تاريخ الفيزياء

/ | \

التربية-----------------تعليم الفيزياء-------------فهم النفس

|

المزيد من المجالات المرجعية: فهم الاجتماع، فهم الإنسان، اللسانيات، الأخلاق

انظر أيضاً

الفيزياء Physics
تعليم العلوم Science education
جسر خشب البلسا Balsa wood bridge
مسابقة سقوط البيض Egg drop competition
سيارة مصيدة الفئران Mousetrap car
محاضرات والتر لـِوين عن الفيزياء Walter Lewin Lectures on Physics
محاضرات فاينمان Feynman lectures
نموذج التعليم المساعد Learning Assistant Model

المراجع

ليليان سي. مكدرموت (1993). "تعليق الضيف : كيف من الممكن أن نقوم بالتدريس وكيف يتفهم الطلاب---خلل؟". المجلة الأمريكية للفيزياء 61 (4): 295–298. doi:10.1119/1.17258.
إل. سي. مكدرموت، بيتر إس. شافير (2001). بحوث في الفيزياء التمهيدية. قاعة برينتس. ISBN 0-13-097069-7.
ليليان سي. مكدرموت وإدوارد إف. ريديش (1999). "خطاب المصدر : PER-1 : أبحاث تعليم الفيزياء". المجلة الأمريكية للفيزياء 67 (9): 755–767. doi:10.1119/1.19122.