中文

习题课任务革新?学生对入门力学中基于智能手机的实验与编程任务的感知

物理教育 2025-07-24 v3

摘要

这项探索性实地研究调查了在一年级入门力学课程中引入创新形式习题课任务的整合情况,重点关注基于智能手机的实验任务以及编程和标准习题课任务。智能手机结合外部传感器模块,作为一道桥梁,使学生能够在传统实验室环境之外进行各种低成本且真实的物理实验并收集第一手数据。这些任务旨在通过消除授课、习题课和传统实验室之间的界限,从而连接本科物理教育的理论和实验方面,增强学生在独立物理实验中的能动性并丰富课后作业。为了探索这一潜力,我们在亚琛工业大学的一年级物理课程中实施并评估了由九个基于智能手机的实验任务组成的样本集,并作为对比,实施了三个编程任务作为每周练习。我们通过涉及多达188名参与者的12次简短调查,调查了学生对使用这些新任务进行学习的感知。在另外两次分别有108名和78名参与者参与的调查中,学生评估了相对于编程和标准习题课任务,对基于智能手机的实验任务的情感反应。我们的发现表明,基于智能手机的实验任务总体上适合学生,并且在任务学习感知和情感反应方面往往优于编程任务。总体而言,学生对新的实验任务反应积极,其感知与历史悠久的标准习题课任务相当,或仅部分低于后者。这些结果表明,基于智能手机的实验任务可以成功整合到教学中,并有助于完善传统的习题课任务。

关键词

引用

@article{arxiv.2411.13382,
  title  = {Recitation tasks revamped? Students' perceptions of smartphone-based experimental and programming tasks in introductory mechanics},
  author = {Simon Zacharias Lahme and Dominik Dorsel and Heidrun Heinke and Pascal Klein and Andreas Müller and Christoph Stampfer and Sebastian Staacks},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2411.13382},
  year   = {2025}
}

备注

23 pages, 19 figures, 10 tables; minor improvements particularly in the abstract, introduction, and motivation of the research questions, as well as in the data analysis