Hvordan man hjælper fysiklærere, der ikke kender fysik

Mangel på fysiklærere på gymnasiet har ført til, at lærere med lidt eller ingen fysikuddannelse overtager fysikklasser, forårsager yderligere stress og jobtilfredshed for disse lærere – og en vanskelig læringsoplevelse for deres elever.

Men ny forskning peger på, at fokuseret fysikfaglig udvikling for lærere - selv dem, der ikke har nogen forudgående fysikuddannelse - kan føre til bedre oplevelser for både elever og lærere, og kan forbedre elevernes forståelse af fysikbegreber.

Studiet, offentliggjort i sidste måned i Journal of Science Læreruddannelse , fulgte to grupper af viderekomne naturfagslærere, mens de gennemgik tre års uddannelse. Programmet er designet til at forbedre deres forståelse af fysikkoncepter og for at hjælpe dem med at udvikle undervisningsstrategier for at hjælpe deres elever med bedre at bevare det, de lærer om fysik.

Justina Ogodo, undersøgelsens forfatter og postdoc-forsker ved Ohio State University's Department of Teaching and Learning, sagde, at da hun lancerede dette projekt, hun huskede at være fysikstuderende i gymnasiet, og være uinspireret af den uddannelse, hun modtog.

"Jeg hadede virkelig fysik, fordi min lærer ville tale til bestyrelsen – han ville undervise til bestyrelsen, " sagde hun. "Jeg forestillede mig, at eleverne havde den samme oplevelse, som jeg havde, fordi lærerne ikke har indholdsviden eller pædagogiske færdigheder til at undervise i fysik."

Ogodo ønskede at forstå, hvordan en lærers faglige viden kunne påvirke en elevs evne til at lære og forstå. Hun fulgte en gruppe avancerede fysiklærere gennem intensiv fysikfaglig udvikling finansieret af National Science Foundation, sammenlignede derefter deres undervisningspraksis og elevernes resultater med AP-lærere, der ikke deltog i kurserne.

For at evaluere lærerne, Ogodo brugte instrumentet Reformed Teaching and Observation Protocol (RTOP), som har været i brug som et lærer-evalueringsværktøj siden 2000. Ogodo brugte instrumentet til at måle hver lærers effektivitet i fem kategorier:lektionsdesign og implementering, indhold, klasseværelses kultur, kommunikative interaktioner og elev/lærer relationer. Hun fandt ud af, at lærere, der gennemførte uddannelsen, opnåede omkring 40 procent højere score end lærere, der ikke deltog i den faglige udvikling.

Forud for uddannelsen Ogodo fandt, de fleste lærere brugte "traditionelle, lærercentrerede metoder" til at undervise. Disse metoder omfatter forelæsninger, notattagning og problemløsningsaktiviteter - metoder designet til at fuldføre AP-pensumet og fokuseret på AP-eksamenen.

Ogodo observerede, at lærere, der gennemførte kurset, var mere tilbøjelige til at bruge konceptuelle læringsteknikker og den sokratiske metode til at undervise deres elever - en metode drevet af undersøgelsesbaseret undervisning og læring, sammen med praktiske laboratorier for at hjælpe eleverne med at se den virkelige verden af ​​de teorier, de har lært.

De lærere, der ikke gennemførte uddannelsen, Ogodo fandt, fortsatte med at falde tilbage på forelæsninger og standardiserede laboratorier.

Manglen på fysiklærere er alvorlig. På tværs af USA, kun 47 procent af fysiklærerne har fysikgrader eller fysikuddannelse, ifølge National Science Foundation.

Og i Alabama, hvor denne undersøgelse blev udført, problemet er værre:Kun 9 procent af fysiklærerne der har fysikgrader eller certificering i fysikundervisning.

"De bliver bare smidt ind i fysikklasserne for at undervise, " sagde Ogodo. "Det betyder, at de ikke er udstyret til at undervise i fysik, og det kan være frustrerende for både lærere og elever."

Resultaterne kan være skadelige, Ogodo fundet. Nogle lærere i Ogodos undersøgelse rapporterede, at de følte en mangel på tillid til deres evner, især når de underviste i fysikbegreber, de ikke forstod, og foreslog, at disse følelser kunne føre til lærerens udbrændthed. Ogodo fandt også ud af, at lærernes manglende viden kan mindske elevernes interesse for fysik.

Men i klasseværelser ledet af lærere, der deltog i den intensive fysikuddannelse, lærere rapporterede at de følte større tilfredshed med at undervise i fysik og større tillid til deres evner.

Tidligere undersøgelser om naturvidenskab og uddannelse har vist, at elevernes evne til at præstere i ethvert fag er direkte forbundet med deres læreres kvalitet og effektivitet.

Ogodo sagde, at denne undersøgelse viser, at øget uddannelse af lærere sandsynligvis vil føre til bedre resultater for eleverne og til et større antal studerende, der søger fremtid inden for videnskaberne.

"En elev fortalte mig, at hun kan lide at skrive, og at hun ville være en kreativ forfatter, men at efter at have taget denne fysiktime med sin lærer, der havde lært disse bedre teknikker, hun vil være fysiklærer, " sagde Ogodo. "Det gjorde lige min dag."