Interaktivní simulace PhET - PhET Interactive Simulations - Wikipedia

Interaktivní simulace PhET
PhET interaktivní logo.svg
PhETCCKSc Screenshot.pdf
Screenshot simulace obvodové konstrukční sady PhET
Typ webu
Online vzdělávání
K dispozici vAngličtina, afrikánština, arabština, Brazilská portugalština, čínština, dánština, holandský, Finština, francouzština, Němec, řecký, hebrejština, indonéština, italština, japonský, korejština, Norština, Peršan, polština, ruština, španělština, Thai, turečtina, vietnamština
VytvořilCarl Wieman
URLphet. Colorado.edu
KomerčníNe
Spuštěno2002
Licence na obsah
Creative Commons (CC-BY)

Interaktivní simulace PhET, projekt v University of Colorado Boulder, je nezisková organizace[1] otevřený vzdělávací zdroj projekt, který vytváří a hostí průzkumná vysvětlení. To bylo založeno v roce 2002 Nobelova Laureát Carl Wieman. PhET začal s vizí Wiemana zlepšit způsob výuky a učení vědy. Jejich stanoveným posláním je „Posilovat vědu a matematickou gramotnost a vzdělávání po celém světě prostřednictvím bezplatných interaktivních simulací.“

Zkratka projektu „PhET“ původně znamenala „Physics Education Technology“, ale PhET se brzy rozšířil do dalších oborů. Projekt nyní navrhuje, vyvíjí a vydává více než 125 bezplatných interaktivních simulací pro vzdělávací účely v oborech fyzika, chemie, biologie, věda o Zemi, a matematika. Simulace byly přeloženy do více než 65 různých jazyků, včetně španělština, čínština, Němec, a arabština; a v roce 2011 web PhET získal více než 25 milionů návštěvníků.[2]

V říjnu 2011 byly PhET Interactive Simulation vybrány jako Microsoft Education v roce 2011 Cena Tech laureát.[3] Ceny Tech Awards, které uděluje Technologické muzeum inovací, ctí inovátory z celého světa za technologii ve prospěch lidstva.[4]

Dějiny

Po získání Nobelovy ceny v roce 2001 se Wieman zvláště zapojil do úsilí o zlepšování přírodovědné vzdělávání a provedl pedagogický výzkum výuky přírodních věd. Pomohl napsat Fyziku 2000[5] poskytnout simulace vysvětlující jeho práci při vytváření Bose-Einsteinova kondenzátu. Když přednášel na veřejných přednáškách, některé obsahovaly simulace,[6] všiml si, že „simulace budou často tím hlavním, co si lidé z mé řeči budou pamatovat. Na základě jejich otázek a komentářů se ukázalo, že se důsledně učili fyziku zastoupenou v simulacích.“[7] Poté použil peníze z grantu EU Národní vědecká nadace Program Distinguished Teaching Scholars, Nadace Kavli a část jeho peněz za Nobelovu cenu za založení PhET za účelem zlepšení způsobu výuky a učení fyziky. Simulace PhET se liší od simulací Physics 2000, protože uživatelé mohou pomocí simulace interagovat a měnit podmínky, zatímco simulace Physics 2000 jsou pouze videa.[8]

V roce 2007 se Wieman přestěhoval do Vancouver, Britská Kolumbie při zachování 20% pozice učitele na University of Colorado Boulder. Současnou ředitelkou PhET je Dr. Katherine Perkins, která pracuje v PhET od ledna 2003. Perkins doufá, že přístupnost simulací a interaktivní povaha zvýší vědeckou gramotnost a podpoří zapojení studentů do výuky.[9]

Organizace

Interaktivní simulace PhET je součástí University of Colorado Boulder který je členem Asociace amerických univerzit.[10] Tým se postupem času mění a má přibližně 16 členů, kteří se skládají z profesorů, doktorandů, výzkumných pracovníků, specialistů na vzdělávání, softwarových inženýrů (někdy dodavatelů), pedagogů a administrativních asistentů.[11] Současnou ředitelkou PhET je Dr. Katherine Perkins.

Design a vzdělávací dopad

PhET Interactive Simulation zahrnuje výzkumné praktiky efektivní výuky, které zlepšují učení pojmů vědy a matematiky.[12] Simulace jsou navrženy tak, aby byly flexibilní, takže je lze použít jako přednášky, laboratoře nebo domácí úkoly.[13] Využívají intuitivní prostředí podobné hře, kde se studenti mohou učit prostřednictvím vědeckého průzkumu ve zjednodušeném prostředí, kde dynamické vizuální reprezentace zviditelňují neviditelné a kde jsou vědecké myšlenky propojeny s jevy reálného světa.

Simulace PhET začíná u tří až pěti lidí, včetně odborníka na obsah (vědce), učitele, výzkumného pracovníka ve vzdělávání a profesionálního vývojáře softwaru. Návrh začíná identifikací konkrétních učebních cílů, které se ukázaly jako koncepčně obtížné na základě zkušeností učitelů ve třídě. Návrh, vzhled a chování simulace je storyboardován, diskutován a nakonec „kódován“. Každá simulace je uživatelsky testována prostřednictvím rozhovorů se studenty a ve třídách, podle potřeby přepracována a znovu otestována, než je zveřejněna na webových stránkách PhET.[14]

Spolu s testováním každé simulace provádí tým PhET výukové výzkumy o jejich simulacích. Ve svém výzkumu ukázali, že když studenti kromě tradičních laboratoří prozkoumají simulace, porozumění studentským konceptům se zlepší.[15]

Využití PhET pedagogy

Zatímco PhET Interactive Simulation vyvíjí simulace, jsou to především učitelé a vydavatelé, kteří rozvíjejí vzdělávací aktivity, které tyto simulace používají, a sdílejí je s komunitou. Následují přispěvatelé na webu PhET Otevřené vzdělávací postupy (OEP), umožňující učitelům volně využívat nebo přizpůsobovat činnosti.[16]

PhET sim využil část velkého přednáškového kurzu
Studenti středních škol využívající PhET pro laboratoř

Mezi další organizace poskytující otevřené vzdělávací zdroje, které poskytují nápady a recenze, patří:

  • Národní vědecká digitální knihovna (NSDL) poskytuje interaktivní mapy vědecké gramotnosti[17] zarovnáno na Americká asociace pro rozvoj vědy (AAAS) měřítka s odkazy na relevantní online zdroje. NSDL těží metadata sbírek, aby našel online zdroje, které odpovídají kritériím.[18] Vytěžené sbírky jsou vybírány na základě kritérií navržených řídícím výborem Národní rady pro výzkum pro rozvoj digitální národní knihovny pro vysokoškolské vědy, matematiku, inženýrství a technologické vzdělávání[19] a platnost pravidelně kontrolována.[20] Učitelé vyhledáním simulátorů najdou simulátory PhET vhodné pro konkrétní témata.
  • MERLOT Fyzika [21] používá k hodnocení digitálního vzdělávacího obsahu stupňovitý proces kontroly.[22] PhET byl představen jako Showcase v červnu 2013[23] kde učitelé mohou najít zdroje pro výuku a učení, které zahrnují: Odkazy na výukové materiály vybrané pro členy, vzájemná hodnocení vysoce kvalitních materiálů a zkušenosti s výukou členů MERLOT.[24]
  • Fyzikální fronta[25] je „bezplatná služba poskytovaná AAPT ve spolupráci s NSF / NSDL“[26] který má asi 100 nápadů pro použití PhET[27] s recenzemi editorů, doporučenými předměty, úrovněmi, typem zdrojů, příslušnými kurzy, kategoriemi a hodnocením; nápady pro použití v jednotkách, korelace se standardy AAAS; a související činnosti.
  • Pedagogika v akci[28] poskytuje přístup ke knihovně se třemi prvky: Moduly výukových metod, Výukové aktivity a Výzkum bibliografie učení.[29] Pedagogy in Action obsahuje článek „Zdroje pro používání simulací PhET ve třídě - databáze aktivit PhET“[30] který zahrnuje shrnutí, cíle učení, kontext pro použití, popis a výukové materiály, výukové poznámky a tipy, hodnocení a pokyny pro vývoj nových aktivit pomocí PhET.
  • iNACOL, Mezinárodní asociace pro online učení K-12[31] strategické priority zahrnují prosazování politiky, projekt zabezpečování kvality a modely učení. Jejich publikace a webové stránky podporují širokou škálu skupin, které zlepšují osobní učení studentů a podmínky učitelů prosazováním profesního rozvoje.[32] Jedna zpráva poskytuje nápady pro využití otevřených vzdělávacích zdrojů konkrétně pro online učení, což zahrnuje použití pro simulátory PhET.[33]


Profesionální organizace také poskytují nápady pro použití simulací PhET. V rámci JCE Chemical Education Xchange (ChemEd X) členové blogovali o tom, jak může použití PhET pomoci s konkrétními tématy, jako jsou zdroje stechiometrie,[34] Vzrušení prvního týdne,[35] FYZIKA 2000,[36] a přidání dotazu k atomové teorii.[37]

Výzkum využití simulací ve výuce

Ukázkový snímek simulace v PhET

Národní vědecká nadace poskytla granty několika organizacím na studium používání PhET:[38]

  • Interaktivní simulace PhET: Využití simulací založených na výzkumu k transformaci vysokoškolského studia chemie # 1226321 Hlavní řešitel: Katherine Perkins; Spoluřešitel: Robert Parson; Organizace: University of Colorado v Boulderu; 15. 9. 2012
  • Rozšíření interaktivních simulací vědy PhET na stupně 4–8: Přístup založený na výzkumu # 1020362 Změna přístupu studentů fyziky k učení pomocí simulací: Výzkum a vývoj výukových programů založených na PhET # 1245400 Hlavní řešitel: Katherine Perkins; Spoluřešitel: Michael Dubson, Daniel Schwartz, Noah Podolefsky; Organizace: University of Colorado v Boulderu; 09/01/2010
  • Uživatelská příručka pro fyzikální pedagogický výzkum: Webový zdroj pro pedagogy fyziky # 1245490 Hlavní řešitel: Andrew Elby; Spoluřešitel: Ayush Gupta; Organizace: University of Maryland College Park; 15.06.2013
  • Uživatelská příručka pro fyzikální pedagogický výzkum: Webový zdroj pro pedagogy fyziky # 1245490; Hlavní řešitel: Sarah McKagan; Spoluřešitel: Bruce Mason, Beth Cunningham; Organizace: American Association of Physics Teachers; 05/01/2013
  • Fyzikální vzdělávací technologický projekt # 0442841 Hlavní řešitel: Carl Wieman; Spoluřešitel: Noah Finkelstein, Katherine Perkins; Organizace: University of Colorado at Boulder; 06/01/2005
  • Projekt technologie výuky fyziky a chemie # 0817582; Hlavní řešitel: Katherine Perkins; Spoluřešitel: Michael Dubson, Noah Finkelstein, Robert Parson, Carl Wieman; Organizace: University of Colorado at Boulder; 08/01/2008
  • Rozšíření interaktivních simulací vědy PhET na stupně 4–8: Přístup založený na výzkumu # 1020362; Hlavní řešitel: Katherine Perkins; Spoluřešitel: Michael Dubson, Daniel Schwartz, Noah Podolefsky; Organizace: University of Colorado at Boulder; 09/01/2010
  • Fyzika každodenního života: Java applety a interaktivní ukázky přednášek pro studenty nevědy # 0123561; Hlavní řešitel: Carl Wieman; Spoluřešitel :; Organizace: University of Colorado at Boulder; 09/01/2001

Další výzkumné granty:

Reference

  1. ^ Podpora PhET
  2. ^ Guttenplan, D.D. (11. prosince 2011). „Weboví lektoři se stávají hvězdami daleko od učebny“. New York Times.
  3. ^ „Cena Tech 2011“. Archivovány od originál dne 09.11.2012.
  4. ^ McCracken, Harry (21. října 2011). „Seznamte se s vítězi letošních Tech Humanitarian Awards“. Čas.
  5. ^ "Fyzika 2000". University of Colorado Boulder. Archivovány od originál dne 24. září 2014. Citováno 22. srpna 2013.
  6. ^ Cornell, E.A.; CE Wieman (2002). „Nobelovy přednášky z fyziky 2001“. Rev. Mod. Phys. 74 (3): 875–893. doi:10.1103 / revmodphys.74.875.
  7. ^ Wieman, Carl; Katherine K. Perkins; Wendy K. Adams (Duben 2008). „Přednáška Oersted Medal 2007: Interaktivní simulace pro výuku fyziky: Co funguje, co ne a proč“. American Journal of Physics. 76 (4): 393. doi:10.1119/1.2815365.
  8. ^ „Recenze Web Watch - interaktivní simulace“ (PDF). 2005 Phys. Educ. 40 81. Publikování IOP. Citováno 22. srpna 2013.
  9. ^ Xue, Katherine (červenec – srpen 2012). "Alumni Science Simulator". Harvardský časopis. Citováno 22. srpna 2013.
  10. ^ „Asociace amerických univerzit“.
  11. ^ „About PhET“.
  12. ^ Bryan, Joel (červen 2006). „Technologie pro výuku fyziky“. Současné problémy v technologii a vzdělávání učitelů. 6 (2): 230.
  13. ^ Ash, Katie. „Programování digitální zábavy do přírodovědného vzdělávání“. Digitální směry Týdne vzdělávání.
  14. ^ Maki, Peggy (2004). Hodnocení pro učení: Budování udržitelného závazku napříč institucí. Sterling, VA: Stylus Publishing. ISBN  1579224407.
  15. ^ Wieman, Carl; Wendy K. Adams; Katherine K.Perkins (říjen 2008). „Výzkum PhET: Simulace, které zlepšují učení“. Věda. 322 (5902): 682–3. doi:10.1126 / science.1161948. PMID  18974334.
  16. ^ „PhET pro učitele“. Interaktivní simulace PhET. Citováno 23. června 2013.
  17. ^ „Národní mapy digitální vědy o gramotnosti“. Citováno 16. června 2013.
  18. ^ Dushay, Naomi (2003). Analýza metadat pro efektivní a opakované použití. Sborník mezinárodní konference o dublinských aplikacích jádra a metadat. CiteSeerX  10.1.1.210.8888.
  19. ^ Rozvoj digitální národní knihovny pro vysokoškolské vědy, matematiku, inženýrství a technologické vzdělávání: Zpráva o semináři. Washington, DC: Národní akademie Press. 1998. s. 53–57. ISBN  978-0-309-05977-0.
  20. ^ Kyrillidou, Martha (2005). Vývoj protokolu DigiQUAL pro hodnocení digitální knihovny. Ve sborníku z 5. společné konference ACM / IEEE-CS o digitálních knihovnách: ACM Press. str. 172–173.CS1 maint: umístění (odkaz)
  21. ^ "Fyzika MERLOT". MERLOT na Kalifornské státní univerzitě. Citováno 21. června 2013.
  22. ^ Advances in Web-Based Learning - ICWL 2004: Third International Conference, Beijing, China, 8. - 11. srpna 2004, Proceedings, Volume 3 (Google eBook)
  23. ^ „Prezentace fyziky MERLOT“. MERLOT na Kalifornské státní univerzitě. Citováno 16. června 2013.
  24. ^ "Fyzika MERLOT". MERLOT na Kalifornské státní univerzitě. Citováno 16. června 2013.
  25. ^ "Fyzikální fronta". AAPT a NSF-NSDL. Citováno 21. června 2013.
  26. ^ "Fyzikální fronta". AAPT a NSF-NSDL. Citováno 16. června 2013.
  27. ^ "Fyzikální fronta". hledat aktivity phet. AAPT a NSF-NSDL. Citováno 16. června 2013.
  28. ^ „Pedagogika v akci“. Science Education Resource Center @ Carlton College. Citováno 21. června 2013.
  29. ^ "Knihovna pedagogiky v akci". Science Education Resource Center @ Carlton College. Citováno 16. června 2013.
  30. ^ „Zdroje pro používání PhET ve třídě“. Science Education Resource Center @ Carlton College. Citováno 16. června 2013.
  31. ^ „Mezinárodní asociace pro online učení K-12“. Citováno 23. června 2013.
  32. ^ Vander Ark, Tom (17. června 2013). „10 způsobů, jak inteligentní města rozvíjejí a podporují učitele“. Týden vzdělávání. Citováno 23. června 2013.
  33. ^ „Otevřené vzdělávací zdroje a vývoj společného obsahu - praktický průvodce pro vedoucí pracovníky států a škol“ (PDF). iNACOL. Archivovány od originál (PDF) dne 25. února 2015. Citováno 23. června 2013.
  34. ^ Cullen, Deanna. „Stechiometrické zdroje“. Oddělení chemického vzdělávání. Citováno 16. června 2013.
  35. ^ Cullen, Deanna. „Vzrušení prvního týdne“. Oddělení chemického vzdělávání. Citováno 16. června 2013.
  36. ^ Cullen, Deanna. „FYZIKA 2000“. Oddělení chemického vzdělávání. Citováno 16. června 2013.
  37. ^ Cullen, Deanna. „Přidání dotazu k atomové teorii“. Oddělení chemického vzdělávání. Citováno 16. června 2013.
  38. ^ "ocenění". vyhledejte PhET. Národní vědecká nadace. Citováno 22. srpna 2013.

externí odkazy