論文の概要: Promoting the transition to quantum thinking: development of a secondary school course for addressing knowledge revision, organization, and epistemological challenges

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.00239v3
• Date: Thu, 5 Jan 2023 01:43:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 01:21:54.780667
• Title: Promoting the transition to quantum thinking: development of a secondary school course for addressing knowledge revision, organization, and epistemological challenges
• Title（参考訳）: 量子思考への転換を促進する--知識の再編成・組織化・認識論的課題に取り組む中等教育コースの開発
• Authors: Giacomo Zuccarini and Marisa Michelini
• Abstract要約: 本稿では,中等教育のための量子力学コースの開発について述べる。 古典的知識の改訂に伴う課題に対処するために設計された。 このコースは、学生が自分の探究のもっともらしい産物として世界の量子的記述を受け入れるのを助けることを目的としている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We describe the development of a course of quantum mechanics for secondary school designed to address the challenges related to the revision of classical knowledge, to the building of a well-organized knowledge structure on the discipline, and to the development of a plausible and reliable picture of the quantum world. The course is based on a coordinated application of an analysis of conceptual change in the learning of a successive theory, of a framework describing the epistemic practices of theoretical physicists, and of a careful approach to interpretive themes. We show how they drive the derivation of the design principles, how these principles guide the development of the instructional sequence and of its strategies, how their implementation requires the blending of different research perspectives and learning systems. The first challenge is addressed through a path of revision of classical concepts and constructs which leverages student resources according to the trajectory of each notion. The second by adopting a framework that promotes the construction of a unifying picture of quantum measurement across contexts. The third by designing the course around a modeling process that engages students in epistemic practices of the theoretical physicist, such as generating and/or running thought experiments, and mathematical modelling in a purely theoretical setting. All is aimed to help students accept the quantum description of the world as a plausible product of their own inquiry. This process is assisted by the discussion of the facets of the foundational debate that are triggered by each of our interpretive choices. Data on the cycles of refinement are used to illustrate the coherence between the principles and the activities designed to implement them, as well as the process by which the revision of the activities contributed to shape the initial guidelines.
• Abstract（参考訳）: 本稿では, 古典的知識の改訂, 十分に体系化された知識構造の構築, 量子世界の信頼性と信頼性の確保といった課題に対処するために設計された中等教育のための量子力学コースの開発について述べる。 このコースは、連続する理論の学習における概念変化の分析、理論物理学者の認識論的実践を記述する枠組み、そして解釈的テーマへの慎重なアプローチの協調的応用に基づいている。 設計原則の導出、これらの原則が指導シーケンスの開発とその戦略をどのように導くか、それらの実装が異なる研究視点と学習システムのブレンドを必要とするかを示す。 最初の課題は、各概念の軌跡に応じて学生資源を利用する古典的概念と構成の見直しの経路を通して解決される。 2つ目は、コンテキストをまたいだ量子計測の統一図の構築を促進するフレームワークの採用である。 3つ目は、学生が理論物理学者のエピステミックな実践、例えば思考実験の生成や実行、純粋に理論的な環境での数学的モデリングなどに関わるモデリングプロセスに関するコースを設計することである。 すべては、学生が自分の探究のもっともらしい産物として世界の量子的記述を受け入れるのを助けることを目的としている。 このプロセスは、我々の解釈的選択のそれぞれによって引き起こされる基礎的な議論の面の議論によって支援される。 改良のサイクルに関するデータは、それらを実装するために設計された原則と活動の一貫性と、その活動の改訂が初期ガイドラインの形成に寄与する過程を説明するために使用される。

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