如何在物理世界中投出一记全中

by Maureen Zegel

Candace Chambers-Colbeck, PhD, professor of chemistry, 她把一些塑料小玩意摊在桌子上. She introduces the gadgets: lightweight, wireless, 便携式传感器,让学生真正沉浸在他们的物理课.

钱伯斯-科尔贝克说:“PG电子游戏的实验不再是在传统的实验室里进行的. “这些传感器使PG电子游戏的学生能够在户外工作,并在现实世界中测量物理. 学生们可以去任何他们想去的地方,自己学习物理, 而不是被限制在一个房间里,从一个有50多个食谱式指示的老式包里工作.”

During the once-a-week lab period, 学生们结对,独自到户外探险, 运用课堂知识设计自己的物理实验. 他们使用各种无线传感器来测量声音等现实世界的体验, light, velocity and rotation. 在收集了他们在校园收集的数据之后, 他们回到教室用ipad写作业报告.

学生们用“酷”这样的词来解释他们在做什么. 教授们将这一过程称为“基于探究或项目的学习”.“对于学生来说,在实验的每个阶段都使用ipad是很酷的一个重要因素. 通过蓝牙与无线传感器交互, 收集和存储数据,拍摄照片和视频,为每个实验创建在线出版物, iPad给整个过程打了高分.

Abigail Johnson, a pre-med student, 和她的搭档在2月的一个异常温暖的日子里测试了障碍物和温度如何影响声速. “It was very hands on,” Johnson said. “PG电子游戏设置好传感器,然后拍手测量空气中的声速. 然后,PG电子游戏在ipad上创建了一个互动报告,解释PG电子游戏所做的事情, why we did it and how we did it. 这是一种不同的、更吸引人的学习方式——而不是被告知做什么和怎么做.”

第二组学生在另一个更冷的日子里测试了同样的概念. 他们得到了非常不同的结果,提供了另一个教学时刻. 空气温度越低,声音传播的速度就越慢.

当玛丽维尔女子保龄球队练习时,无线传感器也被用于当地保龄球馆的实验. 保龄球提供了一个很好的现实世界的例子,在力量的戏剧性变化, directions and accelerations. 学生们用传感器捕捉保龄球沿球道移动时的速度.

学生们还使用无线心电图传感器来测量投球手心脏的电活动. 他们首先测量了投球手的静息心率, 然后在他们打了几分钟保龄球后测量他们增加的心率. 结果立即显示在学生们的ipad上. Scientific concepts around electricity, like these, 是在玛丽维尔的物理入门课上教的吗.

物理学助理教授Kelly Lave说, PhD, 他说,新的无线传感器向学生们传递了一个信息,即教授相信他们能独立思考. “而不是物理是一个理论的东西, 学生们可以走到外面,记录一辆车或一个人经过的动作,” Lave said. “他们想出了一种探索概念的方法,而不是教师为他们思考. 因此,他们有机会发挥创造力,并拥有自己的想法.”

Lave说,实验的要求通常集中在一个特定的目标上, 并且总是为学生提供指导, if needed. “大多数时候,我只是给他们指出正确的方向,”她说. “我告诉他们把注意力集中在PG电子游戏一直在研究的东西上. 我还会向他们解释当数据开始接收时的样子,这样他们就知道他们是否从无线传感器中获得了有用的信息. Some ask a lot of questions beforehand. 其他人说,‘我有这个’,然后他们就走了.”

Charleigh Koch, a second-year physical therapy major, 欣然承认曾经害怕过两个学期的物理. 一开始,如果遇到问题,她会打电话给她的工程师父亲. “物理对我来说是一个挑战,因为有些概念很难理解,”她说. “有时候,我就是无法从书中得到它.”

但现在,她期待着她的物理课. “走出去,使用无线传感器, 并且能够真正看到所有的部分是如何组合在一起的, really helped me master the concepts. I don’t have to call my dad anymore.”

无线传感器不仅改变了学生的学习方式, 但它们也改变了教师的教学方式. “无线传感器使教师有机会提出更多开放式问题,并挑战学生进行更深入的思考,” said Jennifer Yukna, PhD, 文理学院临时院长兼化学副教授.

尤克纳说:“PG电子游戏能够向学生展示科学与日常生活之间的联系。. “PG电子游戏以这种方式与学生互动越多, 对他们和PG电子游戏来说,学习的经验越丰富, too.”

This story originally appeared in the Spring 2019 issue of Maryville Magazine.


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