La educación física se refiere a los métodos que se utilizan actualmente para enseñar física . La investigación en educación física se refiere a un área de investigación pedagógica que busca mejorar esos métodos. Históricamente, la física se ha enseñado en la escuela secundaria y la universidad principalmente mediante el método de conferencias junto con ejercicios de laboratorio destinados a verificar los conceptos enseñados en las conferencias. Estos conceptos se comprenden mejor cuando las conferencias van acompañadas de demostraciones, experimentos prácticos y preguntas que requieren que los estudiantes reflexionen sobre lo que sucederá en un experimento y por qué. Estudiantes que participan en el aprendizaje activopor ejemplo, con experimentos prácticos, aprenda a través del autodescubrimiento. Mediante ensayo y error, aprenden a cambiar sus ideas preconcebidas sobre los fenómenos de la física y descubren los conceptos subyacentes.
Antigua Grecia
Aristóteles escribió lo que ahora se considera el primer libro de texto de física. [1] Las ideas de Aristóteles se enseñaron sin cambios hasta finales de la Edad Media , cuando los científicos comenzaron a hacer descubrimientos que no encajaban con ellos. Por ejemplo, el descubrimiento de Copérnico contradecía la idea de Aristóteles de un universo centrado en la Tierra. Las ideas de Aristóteles sobre el movimiento no fueron desplazadas hasta finales del siglo XVII, cuando Newton publicó sus ideas.
Los estudiantes de física de hoy a menudo piensan en conceptos de física en términos aristotélicos, a pesar de que solo se les enseñan conceptos newtonianos. [2]
Hong Kong
Instituto
En Hong Kong , la física es un tema de examen público. Los estudiantes locales en Form 6 toman el examen público del Diploma de Educación Secundaria de Hong Kong (HKDSE). [3]
En comparación con el otro plan de estudios, se incluyen GCSE, GCE, etc., que aprenden más ampliamente y abarcan diferentes temas, el plan de estudios de Hong Kong está aprendiendo más profundamente y más desafíos con los cálculos. [4] Los temas se reducen a una cantidad menor en comparación con el nivel A debido a las insuficientes horas de enseñanza en las escuelas secundarias de Hong Kong, que incluyen temperatura , calor , energía interna , cambio de estado , gases , posición , movimiento , fuerza. , Movimiento de proyectil , trabajo , energía , poder , impulso , Movimiento circular uniforme , gravitación , ola , ligero , sonar , electrostática , Circuitos , electromagnetismo , radiación , radiactividad , modelo atómico , energía nuclear , universo , astronomía , estrellas , Modelo de Rutherford , Fotoeléctrico efecto , modelo de Bohr , partículas , escala nanoscópica , construcción , transporte , fuentes de energía renovables , ojo , oído , radiación no ionizante y radiación ionizante, etc. [4]
Algunas escuelas solo permiten que los estudiantes elijan física como asignatura optativa ya que el Formulario 4, [5] algunas escuelas ofrecen un plan de estudios obligatorio de física en el Formulario 3 y luego permiten a los estudiantes elegir en el Formulario 4, [6] y algunas otras escuelas permiten que los estudiantes elijan física como asignatura optativa desde el Formulario 3. [7] Además, la mayoría de las escuelas utilizan el idioma inglés como medio de instrucción para la física, [6] [7] mientras que algunas de las escuelas utilizan el idioma chino como medio de instrucción para la física. [5]
Además de tener conferencias en aulas o laboratorios, las escuelas de Hong Kong organizan actividades fuera de la escuela para motivar a los estudiantes a aprender Física. [8]
Universidades
Los principales programas de la física pura se proporcionan en la Universidad China de Hong Kong (CUHK), [9] de la Universidad de Hong Kong de Ciencia y Tecnología (HKUST) [10] y la Universidad de Hong Kong (HKU). [11] Los temas incluyen la física de ingeniería , la mecánica , la termodinámica , fluidos , de onda , la óptica , la física moderna , de laboratorio , calor , electromagnetismo , métodos cuantitativos , física computacional , astronomía , astrofísica , la mecánica clásica , la mecánica cuántica , información cuántica , física estadística , teórica física , simulación por ordenador , materia blanda , electrónica práctica , física contemporánea , instrumentación , mecánica estadística , física del estado sólido , meteorología , nanociencia , física óptica , teoría de la relatividad y física de partículas, etc. [12]
Existen diferentes enfoques para impartir conferencias de física en diferentes universidades de Hong Kong. En CUHK, los conocimientos más relevantes, incluidos los métodos cuantitativos y la simulación por computadora, se aprenden en el Departamento de Física, lo que puede permitir a los estudiantes profundizar en el concepto que se aplica a los problemas de física, [12] mientras que en HKUST, los métodos cuantitativos y la simulación por computadora son aprendidos por los alumnos en los cursos impartidos por el Departamento de Matemáticas y el Departamento de Informática respectivamente, los cuales permiten que los alumnos aprendan de manera interna con conocimientos de diferentes aspectos. [13]
También hay una corriente de enriquecimiento en física teórica ofrecida por CUHK [14] y una vía de enriquecimiento de investigación internacional ofrecida por HKUST. [13] En esa corriente, los temas adicionales incluyen astrofísica , física de partículas , física computacional y física cuántica . Las prácticas de resolución de sistemas teóricos y las discusiones de la percepción física son muy profundas, lo que promueve a los graduados a un alto nivel de comprensión de la física. Sin embargo, las oportunidades laborales para los graduados con formación teórica en Hong Kong son demasiado limitadas. La mayoría de los graduados realizan estudios adicionales en el extranjero o se convierten en profesores. [14]
Además, los programas principales de Física Aplicada se ofrecen solo en la mayoría de las otras universidades de Hong Kong .
Reino Unido
Escuelas secundarias
Inglaterra, Gales e Irlanda del Norte
En el nivel GCSE , los estudiantes pueden optar por estudiar física como una asignatura completa separada de la biología y la química (denominada "ciencia triple") o como parte de un curso llamado "ciencia combinada", en el que las tres ciencias se intercalan. en una sola calificación por valor de dos GCSE. En GCSE, a los estudiantes se les enseñan los conceptos básicos de una amplia gama de conceptos físicos que incluyen energía , ondas , mecánica newtoniana , electricidad , física térmica y física nuclear, entre otros. También hay un elemento práctico (conocido como "prácticas obligatorias"), que se lleva a cabo en el aula y luego se evalúa mediante preguntas en los exámenes finales. Debido a esto, es teóricamente posible que los estudiantes aprueben el elemento práctico requerido por GCSE sin hacer un solo experimento. [15]
Los estudiantes que deseen continuar estudiando física después de sus GCSE pueden optar por estudiar la materia como una calificación de nivel A (que dura dos años) o un nivel AS (que dura un año). La física de nivel A también incluye prácticas obligatorias, pero a diferencia de GCSE, estos son evaluados en clase por los profesores. Los estudiantes que aprueban reciben una "acreditación práctica", que algunas universidades requieren antes de permitir que un estudiante ingrese a ciertos cursos de ciencias. Todavía hay preguntas en los exámenes finales con respecto a la técnica práctica, pero responder estas preguntas correctamente no contribuye a la acreditación práctica. Gran parte del contenido de la física de nivel A se elabora (aunque bastante extensamente) sobre temas cubiertos en GCSE, con la adición de unidades que no están presentes en el curso GCSE, como la física de partículas . [16] A pesar de contener un rigor matemático significativamente menor hoy en día que en el pasado, la física todavía se considera ampliamente como el curso de nivel A más exigente disponible, y es una de las materias menos populares en proporción a su disponibilidad. Existe cierta preocupación por el hecho de que no hay suficientes jóvenes de 17 a 18 años que abandonen la escuela con física de nivel A para satisfacer las demandas del mercado laboral moderno. [17]
Escocia
En Escocia, Highers y Advanced Highers reemplazan a GCSE y A-levels respectivamente. El contenido de las calificaciones es bastante similar. Dado que los estudiantes escoceses post-16 terminan la escuela un año antes que sus contrapartes en el resto del Reino Unido, el contenido del primer año de los títulos de física que se ofrecen en la mayoría de las universidades escocesas es similar al segundo año de física de nivel A. [18]
Universidades
La mayoría de los cursos universitarios de física en el Reino Unido tienen su contenido moderado por el Instituto de Física (IOP) y se denominan "acreditados por IOP". El objetivo de esto es asegurar que todos los estudiantes de física se gradúen con los conocimientos y habilidades necesarios para trabajar como físico profesional. [19] La física se puede estudiar como una licenciatura en ciencias de 3 años (4 años en Escocia) o como una maestría integrada , en la que los estudiantes que pasan los primeros 3 o 4 años luego toman un "año de maestría" final sin tener para postularse nuevamente para cualquier curso de maestría. Alternativamente, los estudiantes que inicialmente solicitan estudiar BSc Physics pueden solicitar estudiar una maestría cuando se gradúen.
Estrategías de enseñanza
Las estrategias de enseñanza son las diversas técnicas que se utilizan para facilitar la educación de estudiantes con diferentes estilos de aprendizaje . Las diferentes estrategias de enseñanza están destinadas a ayudar a los estudiantes a desarrollar el pensamiento crítico y a involucrarse con el material. La elección de la estrategia de enseñanza depende del concepto que se enseña y, de hecho, del interés de los estudiantes.
Métodos / enfoques para la enseñanza de la física
- Conferencia: La conferencia es una de las formas más tradicionales de enseñar ciencia. Debido a la conveniencia de este método, y al hecho de que a la mayoría de los profesores se les enseña, sigue siendo popular a pesar de ciertas limitaciones (en comparación con otros métodos, hace poco para desarrollar el pensamiento crítico y la actitud científica entre los estudiantes). Este método está centrado en el maestro.
- Recitación: también conocido como método socrático . En este método, el estudiante juega un papel más importante que en una conferencia. El profesor hace preguntas con el objetivo de despertar los pensamientos de los alumnos. Este método puede resultar muy eficaz para desarrollar el pensamiento de orden superior en los alumnos. Para aplicar esta estrategia, los estudiantes deben estar parcialmente informados sobre el contenido. La eficacia del método de recitación depende en gran medida de la calidad de las preguntas. Este método está centrado en el estudiante.
- Demostración: en este método, el maestro realiza ciertos experimentos, que los estudiantes observan y sobre los que hacen preguntas. Después de la demostración, el profesor puede explicar más el experimento y probar la comprensión de los estudiantes a través de preguntas. Este método es importante, ya que la ciencia no es un tema enteramente teórico.
- Conferencia con demostración: como su nombre indica, se trata de una combinación de dos de los métodos anteriores: conferencia y demostración. El profesor realiza el experimento y lo explica simultáneamente. Con este método, el profesor puede proporcionar más información en menos tiempo. Al igual que con el método de demostración, los estudiantes solo observan; no obtienen ninguna experiencia práctica propia. No es posible enseñar todos los temas con este método. [20]
Investigar
Número de publicaciones sobre las ideas de los estudiantes sobre la bibliografía de Duit (2005) | |
---|---|
Fragmento | Publicación |
Mecánica (fuerza) * | 792 |
Electricidad (circuito eléctrico) | 444 |
Óptica | 234 |
Modelo de partículas | 226 |
Física térmica (calor / temperatura) | 192 |
Energía | 176 |
Astronomía (Tierra en el espacio) | 121 |
Física cuántica | 77 |
Sistemas no lineales (caos) | 35 |
Sonar | 28 |
Magnetismo | 25 |
Relatividad | 8 |
* Concepto predominante entre paréntesis. Adaptado de Duit, R., H. Niedderer y H. Schecker (ver ref.). |
La investigación en educación física es una subdivisión dentro de la física y es el estudio de cómo se enseña la física y cómo los estudiantes aprenden física.
Ver también
- Puente de madera de balsa
- Inventario de conceptos
- Competencia de caída de huevo
- Conferencias de Feynman
- Física del Proyecto Harvard
- Modelo de asistente de aprendizaje
- Lista de conceptos de física en los planes de estudio de educación primaria y secundaria
- Coche ratonera
- Comité de Estudios de Ciencias Físicas
- Prueba de asignatura SAT en Física
- Alcance de la física
- Enseñanza de las ciencias
- Educación matemática
- Educación en ingeniería
- Investigación en educación basada en disciplina
Referencias
- ^ Angelo Armenti (1992), La física de los deportes , 1 (2, edición ilustrada), Springer, ISBN 978-0-88318-946-7citando a RB Lindsay, Conceptos básicos de física (Van Nostrand Reinhold, Nueva York, 1971), Apéndice 1
- ^ Ibrahim Abou Halloun; David Hestenes (1985), "Conceptos de sentido común sobre el movimiento" (PDF) , American Journal of Physics , 53 (11): 1056–1065, Bibcode : 1985AmJPh..53.1056H , doi : 10.1119 / 1.14031 , archivado desde el original ( PDF) el 11 de septiembre de 2006 como lo citan muchos libros académicos
- ^ "Introducción al examen de física HKDSE" . Autoridad de Exámenes y Evaluación de Hong Kong . Consultado el 1 de mayo de 2020 .
- ^ a b "Introducción a la física HKDSE" . Oficina de Educación . Consultado el 1 de mayo de 2020 .
- ^ a b "Ejemplo de una escuela en Hong Kong que permite a los estudiantes elegir Física como asignatura optativa desde el Formulario 4, así como un ejemplo de uso escolar del idioma chino para enseñar Física" (PDF) . New Asia Middle School . Consultado el 1 de mayo de 2020 .
- ^ a b "Ejemplo de una escuela en Hong Kong que proporciona un plan de estudios obligatorio de Física en el Formulario 3, así como un ejemplo de uso escolar del idioma inglés para enseñar Física" . Escuela Secundaria Santa Teresa . Consultado el 1 de mayo de 2020 .
- ^ a b Ejemplo de una escuela en Hong Kong que permite a los estudiantes elegir Física como asignatura optativa desde el Formulario 3 (PDF) . YMCA de Hong Kong Christian College . 2019 . Consultado el 1 de mayo de 2020 .
- ^ "Rincón de la física" . YMCA de Hong Kong Christian College . Consultado el 1 de mayo de 2020 .
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- ^ "Sujetos AQA" . Consultado el 26 de abril de 2021 .
- ^ "AQA AS y Física de nivel A" . Consultado el 26 de abril de 2021 .
- ^ "Cursos de verano de Oxford: las 15 materias más difíciles de nivel A, clasificadas" . Consultado el 26 de abril de 2021 .
- ^ "Universidad de Edimburgo, tabla de programas de grado: Física (BSc Hons)" . Consultado el 26 de abril de 2021 .
- ^ "Acreditación y reconocimiento de títulos, Instituto de Física" . Consultado el 26 de abril de 2021 .
- ^ vaidya (1999). Enseñanza de las ciencias para el siglo XXI . Publicaciones Deep & Deep. págs. 181–201. ISBN 978-8171008117.
Otras lecturas
PER Reseñas:
- Robert J. Beichner (2009). "Introducción a la investigación en educación física". En Charles R. Henderson; Kathleen A. Harper (eds.). Introducción a PER . Reseñas en PER. 2 .
- Lillian C. McDermott y Edward F. Redish (1999). "Carta de recursos: PER-1: Investigación en educación física" . Revista estadounidense de física . 67 (9): 755–767. Código bibliográfico : 1999AmJPh..67..755M . doi : 10.1119 / 1.19122 . Archivado desde el original el 12 de enero de 2013.
Diverso:
- Duit, R., H. Niedderer y H. Schecker (2006). "Enseñanza de la física". Manual de investigación en educación científica : 606.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- Lillian C. McDermott (1993). "Comentario de un invitado: ¿Cómo enseñamos y cómo aprenden los estudiantes --- ¿Un desajuste?" . Revista estadounidense de física . 61 (4): 295-298. Código Bibliográfico : 1993AmJPh..61..295M . doi : 10.1119 / 1.17258 . Archivado desde el original el 12 de enero de 2013.
- H. Dahncke; et al. (2001). "Educación científica versus ciencia en la academia: Preguntas --- discusiones --- perspectivas (en Investigación en Educación Científica - Pasado, Presente y Futuro)": 43–48. Cite journal requiere
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