تعليم الفيزياء

يشير تعليم الفيزياء أو تدريسها إلى أساليب التدريس المستخدمة حاليًا في تدريس الفيزياء . ويُطلق على ممارس هذه المهنة اسم مُعلّم الفيزياء أو مُدرّس الفيزياء . أما بحوث تعليم الفيزياء فتشير إلى مجال البحث التربوي الذي يسعى إلى تطوير هذه الأساليب. تاريخيًا، كان تدريس الفيزياء في المرحلتين الثانوية والجامعية يعتمد بشكل أساسي على أسلوب المحاضرة، بالإضافة إلى تمارين عملية تهدف إلى التحقق من صحة المفاهيم المُدرّسة في المحاضرات. وتُصبح هذه المفاهيم أكثر وضوحًا عندما تُصاحب المحاضرات عروض توضيحية وتجارب عملية وأسئلة تُحفّز الطلاب على التفكير فيما سيحدث في التجربة وسبب حدوثه. فالطلاب الذين يشاركون في التعلّم النشط، على سبيل المثال من خلال التجارب العملية، يتعلمون من خلال الاكتشاف الذاتي. ومن خلال التجربة والخطأ، يتعلمون تغيير مفاهيمهم المسبقة حول الظواهر الفيزيائية واكتشاف المفاهيم الأساسية. ويُعدّ تعليم الفيزياء جزءًا من مجال أوسع هو تعليم العلوم .

في اليونان القديمة ، كتب أرسطو ما يُعتبر اليوم أول كتابٍ في الفيزياء. ^{[ 1 ]} وظلت أفكار أرسطو تُدرَّس دون تغيير حتى أواخر العصور الوسطى ، حين بدأ العلماء باكتشافاتٍ تُخالفها. فعلى سبيل المثال، تناقض اكتشاف كوبرنيكوس مع فكرة أرسطو عن مركزية الأرض في الكون. ولم تتغير أفكار أرسطو حول الحركة إلا في نهاية القرن السابع عشر، عندما نشر نيوتن أفكاره.

كثيراً ما يفكر طلاب الفيزياء اليوم في مفاهيم الفيزياء من منظور أرسطو، على الرغم من أنهم لا يتعلمون سوى مفاهيم نيوتن. ^{[ 2 ]}

استراتيجيات التدريس هي مجموعة من الأساليب المستخدمة لتيسير تعليم الطلاب ذوي أنماط التعلم المختلفة . تهدف هذه الاستراتيجيات إلى مساعدة الطلاب على تنمية التفكير النقدي والتفاعل مع المادة الدراسية. ويعتمد اختيار استراتيجية التدريس على المفهوم المراد تدريسه، وعلى اهتمامات الطلاب.

أساليب/مناهج تدريس الفيزياء

• Lecture: Lecturing is one of the more traditional ways of teaching science. Owing to the convenience of this method, and the fact that most teachers are taught by it, it remains popular in spite of certain limitations (compared to other methods, it does little to develop critical thinking and scientific attitude among students). This method is teacher centric.
• Recitation: Also known as the Socratic method. In this method, the student plays a greater role than they would in a lecture. The teacher asks questions with the aim of prompting the thoughts of the students. This method can be very effective in developing higher order thinking in pupils. To apply this strategy, the students should be partially informed about the content. The efficacy of the recitation method depends largely on the quality of the questions. This method is student centric.
• Demonstration: In this method, the teacher performs certain experiments, which students observe and ask questions about. After the demonstration, the teacher can explain the experiment further and test the students' understanding via questions. This method is an important one, as science is not an entirely theoretical subject.
• Lecture-cum-Demonstration: As its name suggests, this is a combination of two of the above methods: lecture and demonstration. The teacher performs the experiment and explains it simultaneously. By this method, the teacher can provide more information in less time. As with the demonstration method, the students only observe; they do not get any practical experience of their own. It is not possible to teach all topics by this method.^[3]
• Laboratory Activities: Laboratories have students conduct physics experiments and collect data by interacting with physics equipment. Generally, students follow instructions in a lab manual. These instructions often take students through an experiment step-by-step. Typical learning objectives include reinforcing the course content through real-world interaction (similar to demonstrations) and thinking like experimental physicists. Lately, there has been some effort to shift lab activities toward the latter objective by separating from the course content, having students make their own decisions, and calling to question the notion of a "correct" experimental result. Unlike the demonstration method, the laboratory method gives students practical experience performing experiments like professional scientists. However, it often requires a significant amount of time and resources to work properly.^[4]
• التعلم القائم على حل المشكلات: تجتمع مجموعة من 8 إلى 10 طلاب مع مُدرّس لدراسة حالة أو مشكلة مُحفّزة. يتولى أحد الطلاب رئاسة الجلسة، بينما يتولى الآخر تدوينها. يتفاعل الطلاب لفهم المصطلحات وقضايا المشكلة، ويناقشون الحلول الممكنة ومجموعة من أهداف التعلم. ثم تنقسم المجموعة للدراسة الفردية، ثم تعود لمشاركة النتائج. وقد استُخدم هذا النهج في العديد من كليات الطب في المملكة المتحدة. تُعزز هذه التقنية الاستقلالية، والمشاركة، وتنمية مهارات التواصل، ودمج المعرفة الجديدة مع قضايا العالم الحقيقي. ومع ذلك، تتطلب هذه التقنية عددًا أكبر من الموظفين لكل طالب، وموظفين على استعداد للتيسير بدلًا من إلقاء المحاضرات، وسيناريوهات مُحفّزة مُصممة وموثقة جيدًا. ^{[ 5 ]} وقد أثبتت هذه التقنية فعاليتها في تدريس الفيزياء. ^{[ 6 ] [ 7 ]}

يُعنى البحث في تعليم الفيزياء بدراسة كيفية تدريس الفيزياء وكيفية تعلم الطلاب لها. وهو فرع من فروع البحث التربوي .

• تعليم الفيزياء في هونغ كونغ
• تعليم الفيزياء في المملكة المتحدة

• روبرت ج. بيشنر (2009). "مقدمة في بحوث تعليم الفيزياء". في تشارلز ر. هندرسون؛ كاثلين أ. هاربر (محرران). البدء في بحوث تعليم الفيزياء . مراجعات في بحوث تعليم الفيزياء. المجلد  2.
• ليليان سي. ماكديرموت وإدوارد إف. رديش (1999). "رسالة مرجعية: PER-1: أبحاث تعليم الفيزياء" . المجلة الأمريكية للفيزياء . 67 (9): 755-767 . Bibcode : 1999AmJPh..67..755M . doi : 10.1119/1.19122 .{{cite journal}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )

متنوع:

• دويت، ر.، هـ. نيدرير وهـ. شيكر (2006). "تدريس الفيزياء". دليل البحث في تعليم العلوم . ص  606.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
• ليليان سي. ماكديرموت (1993). "تعليق ضيف: كيف نُعلّم وكيف يتعلم الطلاب - هل ثمة تباين؟" . المجلة الأمريكية للفيزياء . 61 (4): 295-298 . Bibcode : 1993AmJPh..61..295M . doi : 10.1119/1.17258 .{{cite journal}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )