კვლევები

PhET ატარებს კვლევებს ინტერაქტიული სიმულაციების დიზაინისა და გამოყენების კუთხით, იმისათვის რომ უკეთ განსაზღვროს:

რა თვისებები და მახასიათებლები უზრუნველყოფენ მათ ეფექტურ გამოყენებას სასწავლო პროცესში და რატომ
რა განსაზღვრავს სტუდენტების სწავლების ამ საშუალებებით დაინტერესებას და მათთან ურთიერთქმედების პროცესს
როდის, როგორ და სად არის ამ საშუალებების გამოყენება ყველაზე ეფექტური სასწავლო გარემოში

PhET სიმულაციის დიზაინის პრინციპები ეყრდნობა ჩატარებულ კვლევებს სტუდენტთა შემეცნებითი უნარ–ჩვევების მიმართულებით (Bransford et al., 2000)და, ასევე, ჩვენს სიმულაციურ გამოკითხვებს(იხილეთ PhET დიზაინის პროცესი). თითოეული სიმულაციით შესაძლებელია ყოველი სტუდენტისათვის ოთხიდან ექვსამდე "იფიქრე–ხმამაღლა" სტილის გამოკითხვის ჩატარება. ეს გამოკითხვები იძლევა მნიშვნელოვან გასაანალიზებელ ინფორმაციას ინტერფეისის დიზაინისა და სტუდენტთა სწავლის (მოსწრების) შესახებ. PhET Look and Feel მოკლედ აღწერს ჩვენი ინტერფეისის დიზაინის პრინციპებს და დასრულებული დისკუსიების ნახვა კი შეიძლება აქ Adams et al., 2008.

Bransford, J.D., Brown, A. L. And Cocking, R. R. (2000). How People Learn, Brain, Mind, Experience, and School. Washington, D.C.: National Academy Press

პასუხები ხშირად დასმულ კითხვებზე:

"შეიძლება PhET-მა შეცვალოს რეალური ლაბორატორიული ცდა?"

ჩვენმა კვლავებმა ცხადყო, რომ PhET სიმულაციები უფრო ეფექტურია საკითხების კონცეპტუალური წარმოდგენისათვის,თუმცა არის ბევრი პრაქტიკული ლაბორატორია, რომლისთვისაც სიმულაციის გამოყენება არ არის მიზანშეწონილი. მაგალითად, დანადგარის ფუნქციონირებასთან დაკავშირებული სპეციალური უნარ–ჩვევები.რა იქნება უფრო ეფექტური, მხოლოდ სიმულაციების გამოყენება, თუ მათი კომბინირება რეალურ დანადგარებთან, დამოკიდებულია თქვენი ლაბორატორიის მიზნებზე.

"შეძლებს სტუდენტი სწავლას თუ მას ვეტყვი, რომ სახლში სიმულატორებით ითამაშოს?"

სტუდენტების უმეტესობა არ დახარჯავს დროს სამეცნიერო სიმულაციებზე (ისინი შეიცავენ გართობის გარკვეულ ელემენტებს, მაგრამ არა დიდი დოზით), თუ არ არსებობს ისეთი პირდაპირი მოტივაცია, როგორიცაა შეფასება. სწორედ ეს არის ჩევნი პროექტის ერთ–ერთი მიზანი: მოვძებნოთ სიმულაციების საშინაო დავალებებში ინტეგრირების საუკეთესო გზა.

"სად არის PhET-ის გამოყენებისთვის საუკეთესო ადგილი ჩემს კურსში?"

ჩვენ დავადგინეთ, რომ PhET სიმულაციების გამოყენება განსაკუთრებით ეფექტური ლექციაზე,საკლასო აქტივობებში, ლაბორატორიულ მეცადინეობაზე იქნება. ასევე, ეფექტური იქნება მათი გამოყენება საშინაო დავალებების მომზადებისას. მათი დიზაინისას ტექსტი მინიმალური დოზით არის გამოყენებული, ამიტომ გამარტივებულია სიმულაციების ინტეგრაცია სასწავლო კურსის თითქმის ყველა ასპექტში.

ჩვენი უახლოესი ინტერესები:

ანალოგიის გამოყენება კონსტრუქციული შემეცნებისათვის: სტუდენტები იყენებენ ანალოგიებს იმისათვის, რომ მიხვდნენ რას წარმოადგენს უცნობი ფენომენი. ანალოგიის გამოყენების პროცესში ძალიან მიშვნელოვანია რა ფორმით ხდება მისი წარმოდგენა.

სიმულაცია არის საკლასო ოთახში დამკვიდრებული ნორმების შეცვლის საშუალება : სიმულაციები ფორმირებულია მეცნიერების სოციო–კულტურული ნორმების დაცვით, მაგრამ მათი გამოყენება შეიძლება სტუდენტთა დაინტერესების ტრადიციული სასწავლო ოთახში დამკვიდრებული ნორმების შესაცვლელად

სიმულაციების განსაკუთრებული თვისებებია დაეხმაროს შესწავლასა და კვლევაში:

სიმულაციების ჩართვა საშინაო სამუშაოებში: სიმულაციები სხვა სასწავლო იარაღებისაგან რიგი დამახასიათებელი თვისებით გამოირჩევა (ინტერაქტიულობა, ანიმაცია, დინამიკური უკუკავშირი, კვლევების პროდუქტიულად ჩატარების უზრუნველყოფა)

სიმულაციების ეფექტურობა ქიმიაში: ჩვენ ახლახანს დავიწყეთ გამოკვლევა თუ როგორ და რა ფორმით იქნება ყველაზე ეფექტური სიმულაციების გამოყენება ქიმიის შესწავლის პროცესში

პუბლიკაციები და პრეზენტაციები

მნიშვნელოვანი თვისებები სიმულატორების შექმნის შესახებ

Factors promoting engaged exploration with computer simulations , N. S. Podolefsky, K. K. Perkins, and W. K. Adams, Phys. Rev. ST Phys. Educ., Res. 6, 020117, 2010.
Computer simulations to classrooms: tools for change , N. S. Podolefsky, K. K. Perkins and W. K. Adams, 2009 Physics Education Research - Conference Proceedings. AIP Press, in review , 2010.
Student Choices when Learning with Computer Simulations , N. S. Podolefsky, K. K. Perkins and W. K. Adams, 2009 Physics Education Research - Conference Proceedings. AIP Press, in review , 2010.
What Levels of Guidance Promote Engaged Exploration with Interactive Simulations? , W. K. Adams, A. Paulson and C. E. Wieman, PERC Proceedings, 2009.
A Study of Educational Simulations Part I - Engagement and Learning , W. K. Adams, S. Reid, R. LeMaster, S. B. McKagan, K. K. Perkins, M. Dubson and C. E. Wieman , Journal of Interactive Learning Research, 19(3), 397-419 , July 2008.
A Study of Educational Simulations Part II - Interface Design , W. K. Adams, S. Reid, R. LeMaster, S. B. McKagan, K. K. Perkins, M. Dubson and C. E. Wieman, Journal of Interactive Learning Research, 19(4), 551-577 , October 2008.
Developing and Researching PhET simulations for Teaching Quantum Mechanics , S. B. McKagan, K. K. Perkins, M. Dubson, C. Malley, S. Reid, R. LeMaster, and C. E. Wieman, American Journal of Physics, 76, 406 , May 2008.
Research-Based Design Features of Web-based Simulations , W. K. Adams, N. D. Finkelstein, S. Reid, M. Dubson, N. Podolefsky, C. E. Wieman, R. LeMaster, Talk presented at AAPT Summer Meeting, 2004.

კლასში გამოყენების კვლევები

Teaching Physics using PhET Simulations , C. Wieman, W. Adams, P. Loeblein, and K. Perkins, The Physics Teacher, in press, 2010.
A Research-Based Curriculum for Teaching the Photoelectric Effect , S. B. McKagan, W. Handley, K. K. Perkins, and C. E. Wieman, American Journal of Physics, 77, 87, January 2009.
High-Tech Tools for Teaching Physics: the Physics Education Technology Project , N. D. Finkelstein, W. K. Adams, C. K. Kller, k. K. Perkins, C. E. Wieman and the PhET Team, Journal of Online Teaching and Learning, September 2006.
Assessing the Effectiveness of a Computer Simulation in Introductory Undergraduate Environments , C. J. Keller, N. D. Finkelstein, K. K. Perkins, and S. J. Pollock, PERC Proceedings, 2006.
When learning about the real world is better done virtually: a study of substituting computer simulations for laboratory equipment , N.D. Finkelstein, W. K. Adams, C. J. Keller, P. B. Kohl, K. K Perkins, N. S. Podolefsky, S. Reid, R. LeMaster , Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res. 1, 010103, 2005.
Assessing the effectiveness of a computer simulation in conjunction with Tutorials in Introductory Physics in undergraduate physics recitations , C. J. Keller, N.D. Finkelstein, K. K. Perkins, and S. J. Pollock, PERC Proceedings, 2005.
Incorporating Simulations in the Classroom - A survey of Research Results from the Physics Education Technology Project , K. K. Perkins, W. K. Adams, N. D. Finkelstein, M. Dubson, S. Reid, R. LeMaster and C. E. Wieman, Talk presented at AAPT Summer Meeting, 2004.
Can Computer Simulations Replace Real Equipment in Undergraduate Laboratories? , N. D. Finkelstein, K. K. Perkins, W. Adams, P. Kohl, and N. Podolefsky, PERC Proceedings, 2004.

PhET სიმულატორების შესახებ

An interactive optical tweezer simulation for science education , T. T. Perkins, C. V. Malley, M. Dubson, and K. K. Perkins , Proc. of SPIE Vol. 7762, 776215, 2010.
Making Science Simulations and Websites Easily Translatable and Available Worldwide: Challenges and Solutions , W. K. Adams, H. Alhadlaq, C. V. Malley, K. K. Perkins, J. B. Olson, F. Alshaya, S. Alabdulkareem, and C. E. Wieman , Journal of Science Education and Technology, accepted, 2010.
Laptops and Diesel Generators: Introducing PhET Simulations to Teachers in Uganda , Sam McKagan, The Physics Teacher, 48, 63-66, January 2010.
Student Engagement and Learning with PhET Interactive Simulations , W. K. Adams, Multimedia in Physics Teaching and Learning Proceedings, 2010.
Making On-Line Science Course Materials Easily Translatable and Accessible WorldWide: Challenges and Solutions , W. K. Adams, H. Alhadlaq, C. V. Malley, K. K. Perkins, J. B. Olson, F Alshaya, S. Alabdulkareem, C. E. Wieman , Multimedia in Physics Teaching and Learning Proceedings, 2009.
Making On-Line Science Course Materials Easily Translatable and Accessible Worldwide: Technical Concerns , C. V. Malley, J. B. Olson, Multimedia in Physics Teaching and Learning Proceedings, 2009.
PhET: Simulations That Enhance Learning , C.E. Wieman, W.K. Adams, K.K. Perkins, Science, 322/682-683 , October 2008.
Oersted Medal Lecture 2007: Interactive simulations for teaching physics: What works, what doesn't, and why , C.E. Wieman, K.K. Perkins, W.K. Adams, American Journal of Physics, 76, 393 , May 2008.
PhET: Interactive Simulations for Teaching and Learning Physics , Katherine Perkins, Wendy Adams, Michael Dubson, Noah Finkelstein, Sam Reid, Carl Wieman, Ron LeMaster , The Physics Teacher, 44(1), 18 , 2006.
A Powerful Tool For Teaching Science , C. E. Wieman and K. K. Perkins, Nature Physics, p. 290-292 , May 2006.
Transforming Physics Education , C. E. Wieman and K. K. Perkins, Physics Today, November 2005. (pdf)
Free On-line Resource Connects Real-life Phenomena to Science , K. K. Perkins and C. E. Wieman, Physics Education, p. 93-95, January 2005.
The Physics Education Technology Project: A New Suite of Physics Simulations , K. K. Perkins, W. K. Adams, N. Finkelstein, R. LeMaster, S. Reid, M. Dubson, N. Podolefsky, K. Beck and C. Wieman, Poster Presented at AAPT Summer Meeting, 2004.
Should a Fortran-savvy educator learn Java, Flash, both, or neither? , M. Dubson, Talk presented at AAPT Summer Meeting, 2004.

სტუდენტების წარმოდგენა სწავლის შესახებ

Students know what physicists believe, but they don't agree: A study using the CLASS survey , Kara E. Gray, Wendy K. Adams, Carl E. Wieman, and Katherine K. Perkins, Physical Review Special Topics, November 2008.
A deeper look at student learning of quantum mechanics: the case of tunneling , S. B. McKagan, K. K. Perkins, and C. E. Wieman, Physical Review Special Topics: PER, 4, 020103 , October 2008.
Why we should teach the Bohr model and how to teach it effectively , S. B. McKagan, K. K. Perkins, and C. E. Wieman, Physical Review Special Topics: PER, 4, 010103 , March 2008.
Reforming a large lecture modern physics course for engineering majors using a PER-based design , S. B. McKagan, K. K. Perkins, and C. E. Wieman, Proceedings of the Physics Education Research Conference 2006, 2007.
A new instrument for measuring student beliefs about physics and learning physics: the Colorado Learning Attitudes about Science Survey , W. K. Adams, K. K. Perkins, N. Podolefsky, M. Dubson, N. D. Finkelstein and C. E. Wieman, Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res. 2, 010101, 2006.
Exploring Student Understanding of Energy through the Quantum Mechanics Conceptual Survey , S. B. McKagan and C. E. Wieman, PERC Proceedings 2005, 2006.
Towards characterizing the relationship between students' interest in and their beliefs about physics , K.K. Perkins, M.M. Gratny, W.K. Adams, N.D. Finkelstein and C.E. Wieman, PERC Proceedings, 2005.
The surprising impact of seat location on student performance , K. K. Perkins and C. E. Wieman, The Physics Teacher, 43, p. 30-33 , 2005.
Minimize Your Mistakes by Learning from Those of Others , C. E. Wieman, The Physics Teacher, 43, 252-253 , 2005.
The Design and Validation of the Colorado Learning Attitudes about Science Survey , W. K. Adams, K. K. Perkins, M. Dubson, N. D. Finkelstein and C. E. Wieman, PERC Proceedings, 2004.
Correlating Student Beliefs With Student Learning Using The Colorado Learning Attitudes about Science Survey , K. K. Perkins, W. K. Adams, N. D. Finkelstein, S. J. Pollock, and C. E. Wieman, PERC Proceedings, 2004.