تعليم الفيزياء

آلة أتوود هي آلة تتكون من بكرة وكتلتين، وتستخدم عادةً في فصول الفيزياء لتوضيح قوانين نيوتن للحركة.

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 .

تاريخ

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

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

المحاضرة: تُعدّ المحاضرة إحدى الطرق التقليدية لتدريس العلوم. ونظرًا لسهولة هذه الطريقة، ولأنّ معظم المعلمين يتلقّون تدريبهم بها، فإنها لا تزال شائعة رغم بعض القيود (مقارنةً بالطرق الأخرى، فهي لا تُسهم كثيرًا في تنمية التفكير النقدي والمنهج العلمي لدى الطلاب). وتتمحور هذه الطريقة حول المعلم.
التلاوة: تُعرف أيضًا بالأسلوب السقراطي . في هذا الأسلوب، يلعب الطالب دورًا أكبر مما يلعبه في المحاضرة. يطرح المعلم أسئلة بهدف تحفيز تفكير الطلاب. يُعد هذا الأسلوب فعالًا جدًا في تنمية مهارات التفكير العليا لدى التلاميذ. لتطبيق هذه الاستراتيجية، ينبغي أن يكون الطلاب على دراية جزئية بالمحتوى. تعتمد فعالية أسلوب التلاوة بشكل كبير على جودة الأسئلة. هذا الأسلوب يتمحور حول الطالب.
العرض التوضيحي: في هذه الطريقة، يُجري المعلم تجارب معينة، يلاحظها الطلاب ويطرحون أسئلة عنها. بعد العرض التوضيحي، يُمكن للمعلم شرح التجربة بتفصيل أكبر واختبار فهم الطلاب من خلال الأسئلة. تُعد هذه الطريقة مهمة، لأن العلوم ليست مادة نظرية بحتة.
المحاضرة مع العرض التوضيحي: كما يوحي اسمها، فهي مزيج من طريقتين من الطرق المذكورة أعلاه: المحاضرة والعرض التوضيحي. يقوم المعلم بإجراء التجربة ويشرحها في الوقت نفسه. بهذه الطريقة، يستطيع المعلم تقديم معلومات أكثر في وقت أقل. وكما هو الحال في طريقة العرض التوضيحي، يقتصر دور الطلاب على الملاحظة فقط، دون اكتساب أي خبرة عملية. ولا يمكن تدريس جميع المواضيع بهذه الطريقة. ^{[ 3 ]}
الأنشطة المختبرية: في المختبرات، يُجري الطلاب تجارب فيزيائية ويجمعون البيانات من خلال التفاعل مع أجهزة الفيزياء. وعادةً ما يتبع الطلاب التعليمات الواردة في دليل المختبر، والتي غالبًا ما تُرشدهم خطوة بخطوة خلال التجربة. تشمل أهداف التعلم النموذجية تعزيز محتوى المقرر الدراسي من خلال التفاعل مع الواقع (على غرار العروض التوضيحية) والتفكير كعلماء الفيزياء التجريبية . في الآونة الأخيرة، بُذلت جهود لتوجيه الأنشطة المختبرية نحو الهدف الأخير من خلال فصلها عن محتوى المقرر، ومنح الطلاب حرية اتخاذ قراراتهم، والتساؤل حول مفهوم النتيجة التجريبية "الصحيحة". على عكس أسلوب العرض التوضيحي، يمنح أسلوب المختبر الطلاب خبرة عملية في إجراء التجارب كعلماء محترفين. ومع ذلك، فإنه غالبًا ما يتطلب قدرًا كبيرًا من الوقت والموارد لإنجازه على النحو الأمثل. ^{[ 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 ]}

بحث

عدد المنشورات حول أفكار الطلاب حول قائمة المراجع بقلم دويت (2005)
جزء	منشور

الميكانيكا (القوة)*	792
الكهرباء (الدائرة الكهربائية)	444
بصريات	234
نموذج الجسيمات	226
الفيزياء الحرارية (الحرارة/درجة الحرارة)	192
طاقة	176
علم الفلك (الأرض في الفضاء)	121
الفيزياء الكمية	77
الأنظمة غير الخطية (الفوضى)	35
صوت	28
المغناطيسية	25
النسبية	8

* المفهوم السائد بين قوسين. مقتبس من Duit, R., H. Niedderer and H. Schecker (انظر المرجع).

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

في جميع أنحاء العالم

انظر أيضاً

مراجع

↑ أنجيلو أرمينتي (1992)، فيزياء الرياضة ، المجلد 1 (2، طبعة مصورة)، سبرينغر، ISBN 978-0-88318-946-7نقلاً عن آر بي ليندسي، المفاهيم الأساسية للفيزياء (فان نوستراند رينهولد، نيويورك، 1971)، الملحق 1
↑ إبراهيم أبو حلون؛ ديفيد هيستينز (1985)، "مفاهيم بديهية حول الحركة" (ملف PDF) ، المجلة الأمريكية للفيزياء ، 53 (11): 1056-1065 ، رمز Bibcode : 1985AmJPh..53.1056H ، doi : 10.1119/1.14031 ، مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 11 سبتمبر 2006 كما ورد في العديد من الكتب الأكاديمية
↑ فايديا، ناريندرا. (1999). تدريس العلوم في القرن الحادي والعشرين . منشورات ديب آند ديب. الصفحات 181-201 . ISBN 978-8171008117.
↑ سميث، إميلي م.؛ هولمز، ن. ج. (يونيو 2021). "أفضل الممارسات للمختبرات التعليمية" . مجلة نيتشر فيزيكس . 17 (6): 662-663 . Bibcode : 2021NatPh..17..662S . doi : 10.1038/s41567-021-01256-6 . ISSN 1745-2481 . S2CID 236359744 .
↑ وود، د. ف. (2003-02-08). "مبادئ التعلم والتدريس في الطب: التعلم القائم على حل المشكلات" . المجلة الطبية البريطانية . 326 (7384): 328-330 . doi : 10.1136/bmj.326.7384.328 . PMC 1125189. PMID 12574050 .
^ أرجواو، أويكي شيشيغو؛ هايلي، بيني باشو؛ أياليو، بيني تسفاو؛ كوما، شيفرو جاديسا (2016/12/14). "تأثير تعليم التعلم المبني على حل المشكلات (PBL) على تحفيز الطلاب ومهارات حل المشكلات في الفيزياء" . مجلة أوراسيا لتعليم الرياضيات والعلوم والتكنولوجيا . 13 (3). دوى : 10.12973 / أوراسيا.2017.00647 أ .
↑ نيكولاس، غوميسيريزا؛ موونغي، تشارلز ماغوبا؛ جوزيف، نزاباهيمانا (14 نوفمبر 2023). "دور منهج التعلم القائم على حل المشكلات في تدريس وتعلم الفيزياء: مراجعة منهجية للأدبيات" . F1000Research . 12 : 951. doi : 10.12688/f1000research.136339.2 . ISSN 2046-1402 . PMC 10646338. PMID 37970065 .

للمزيد من القراءة

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 )

[1] أنجيلو أرمينتي (1992)، فيزياء الرياضة ، المجلد 1 (2، طبعة مصورة)، سبرينغر، ISBN 978-0-88318-946-7نقلاً عن آر بي ليندسي، المفاهيم الأساسية للفيزياء (فان نوستراند رينهولد، نيويورك، 1971)، الملحق 1

[2] إبراهيم أبو حلون؛ ديفيد هيستينز (1985)، "مفاهيم بديهية حول الحركة" (ملف PDF) ، المجلة الأمريكية للفيزياء ، 53 (11): 1056-1065 ، رمز Bibcode : 1985AmJPh..53.1056H ، doi : 10.1119/1.14031 ، مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 11 سبتمبر 2006 كما ورد في العديد من الكتب الأكاديمية

[3] فايديا، ناريندرا. (1999). تدريس العلوم في القرن الحادي والعشرين . منشورات ديب آند ديب. الصفحات 181-201 . ISBN 978-8171008117.

[4] سميث، إميلي م.؛ هولمز، ن. ج. (يونيو 2021). "أفضل الممارسات للمختبرات التعليمية" . مجلة نيتشر فيزيكس . 17 (6): 662-663 . Bibcode : 2021NatPh..17..662S . doi : 10.1038/s41567-021-01256-6 . ISSN 1745-2481 . S2CID 236359744 .

[5] وود، د. ف. (2003-02-08). "مبادئ التعلم والتدريس في الطب: التعلم القائم على حل المشكلات" . المجلة الطبية البريطانية . 326 (7384): 328-330 . doi : 10.1136/bmj.326.7384.328 . PMC 1125189. PMID 12574050 .

[6] أرجواو، أويكي شيشيغو؛ هايلي، بيني باشو؛ أياليو، بيني تسفاو؛ كوما، شيفرو جاديسا (2016/12/14). "تأثير تعليم التعلم المبني على حل المشكلات (PBL) على تحفيز الطلاب ومهارات حل المشكلات في الفيزياء" . مجلة أوراسيا لتعليم الرياضيات والعلوم والتكنولوجيا . 13 (3). دوى : 10.12973 / أوراسيا.2017.00647 أ .

[7] نيكولاس، غوميسيريزا؛ موونغي، تشارلز ماغوبا؛ جوزيف، نزاباهيمانا (14 نوفمبر 2023). "دور منهج التعلم القائم على حل المشكلات في تدريس وتعلم الفيزياء: مراجعة منهجية للأدبيات" . F1000Research . 12 : 951. doi : 10.12688/f1000research.136339.2 . ISSN 2046-1402 . PMC 10646338. PMID 37970065 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗