将物理学带给大众

将物理学带给大众

• 2022-11-30
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我们的研究帮助改变了天文学的观念、教学实践和公众意识。

对于普通的学童来说，物理通常被认为是一门枯燥、困难且专为男孩设计的学科。

尽管受到雇主的高度重视，并且是进入一系列令人惊叹的职业的途径，但与其他科学科目相比，学生不太倾向于在 A-level 学习物理。

此外，只有 20% 的 A-level 物理学生是女生，而化学和生物分别为 50% 和 55%。

尽管事实上，当女孩学习物理时，她们的表现往往优于男孩。

“太多的年轻人，尤其是女孩，被剥夺了学习物理的机会，因为他们觉得这不适合他们，”该大学物理与天文学学院的 Haley Gomez 教授说。

“他们做出的选择可能会受到一系列因素、偏见和刻板印象的影响，而这些因素往往会被周围的人长期存在。

“重要的是，我们要找到一种方法来挑战这些刻板印象，并通过向孩子们展示物理是多么令人惊奇和有趣的学科来打破障碍。”

为了解决这些问题，戈麦斯教授和物理与天文学学院的外展团队在过去 10 年中开展了广泛的外展活动计划，以帮助揭开这个主题的神秘面纱并改变人们的看法。

从实验室到教室

近年来，该大学的研究人员参与了天文学中一些最具开创性的发现，从提供前所未有的宇宙观到研究大爆炸的物理学。

他们为恒星和星系的形成和演化提供了新的见解，将宇宙尘埃追溯到了早期的宇宙，并领导了关键设备的开发，这些设备已被用于两个最引人注目的望远镜，赫歇尔和普朗克.

正是这种广泛的专业知识和经验支撑了团队开展的外展活动。

“我们非常幸运在这所大学拥有许多处于各自领域前沿的研究小组，”戈麦斯教授继续说道。

“这使他们处于一个绝佳的位置，可以将他们的经历传达给观众，并根据实际数据开展活动、互动和展览。”

他们帮助开发的活动包括“Chromoscope”，一种显示在不同波长下观察到的天空的交互式工具，其中包括从 Herschel 望远镜获取的数据，以及“Messier Bingo”，一种旨在定位和查看由天文台捕获的物体的交互式游戏Las Cumbres 天文台网络。

教室里的宇宙

这些活动被纳入威尔士政府资助的“课堂中的宇宙”(UitC)项目，该项目针对不太可能参与科学教育的学校，特别是农村地区的学校，贫困学生较多，受教育程度较低。

在 2014 年和 2015 年，UitC 项目培训了 99 所威尔士小学的 131 名教师，其中 97% 的教师表示他们在培训后教授科学时更有信心，94% 的教师表示他们在教学中使用了大学的资源收到他们六个星期。

UitC 项目还培训了 34 名本科生和研究生成为明星榜样 (STARS)，其中三分之一是女性，她们外出并在威尔士各地的弱势和偏远学校举办了 21 场研讨会，吸引了 871 名小学生参与。

“课堂中的宇宙的目的是提供改进的教学方法和创新工具，以现代化和增强向幼儿教授 STEM 科目的方式，”戈麦斯教授解释说。

“向孩子们展示积极的榜样对于让他们参与这个主题至关重要，我们在这个项目中发现，当学生被要求画一个‘典型’的科学家时，在由女性 STARS 举办的研讨会之后，男女学生都更多可能会画出一位女科学家。

“这向我们证明，认知是由经验驱动的，因此让更多女性物理学家出现在孩子面前是一个潜在的游戏规则改变者。”

改变课程

我们的外展活动的影响更进一步，从根本上改变了全国各地教室教授物理的方式。

2014 年，WJEC，包括其在英国使用的附属考试委员会 Eduqas，在修改其 AS 和 A-Level 物理课程时咨询了大学。

在我们广泛且现成的多波长天文学教育资源套件的鼓舞下，WJEC 修改了他们的 AS 和 A-Level 课程以包含该主题。

在 2016 年至 2019 年期间，英国有 11,724 名考生在新的 AS 和 A-Level 物理课程中学习了多波长天文学，该课程得到了教师指南的支持，建议教师使用大学的资源，例如 Chromoscope。

自 2014 年以来，我们的研究人员还在英国 30 多个活动中使用这些天文学资源培训了 1,600 多名教师和 PGCE 学生。

Gomez 教授谈到了该大学的创新和研究方法，以及它如何有助于推动技术的发展。

偶然发生的事

戈麦斯教授说，让孩子们尽早接触物理的关键是让他们置身于一个充满乐趣、具有挑战性和身临其境的资源的环境中，与对这个学科充满热情的老师和榜样一起。

当你把这些东西都准备好时，激发对这个主题的热情的机会就更大了。

“令人惊讶的是，这种火花有时来自何处，”戈麦斯教授说。“在我的 A-level 课程中，实际上是一位数学老师给了我一本关于天文学的书，我记得我读了所有关于黑洞的书，我心里想，我不知道黑洞是什么，但听起来很酷。

“所以，我读了这本书，讲述了科学家如何在他们所做的事情背后有一个故事，并决定这是我自己想做的事情。没过多久，我就完全爱上了这个主题。”

Gomez 教授继续在该大学攻读本科物理学学位，他从未回头，现在是星尘——生命的基石——以及决定其形成地点、时间和方式的过程的世界领先专家。

她非常热衷于将她的研究与她的外展活动相结合，因此，当包括 Gomez 教授在内的国际团队创建了超新星遗迹(宇宙尘埃的主要来源之一)的首张 3D 图像时，与美国史密森尼研究所根据这项研究创建了超新星的在线交互式 3D 显示。

史密森尼研究所报告说，该 3D 模型已向参议员展示并在美国各地使用，包括学校和图书馆、女孩的 STEM 外展计划以及盲人和视障人士的展览。

对于 Gomez 教授来说，她在 2018 年因向广大受众传达她的研究而获得了 MBE，她的故事是一个很好的例子，说明了灵感的时刻如何导致改变生活的决定和激励他人的机会。

“在我的本科学位期间，我受到一位了不起的教授的监督，我清楚地记得他说过，'我们都是星尘'，这真的让我印象深刻，并促使我想要了解更多关于这个主题的信息，”她解释道。

“我认为一颗爆炸的恒星负责我们在地球上的想法是如此富有诗意。也许如果不是那一刻，我今天就不会在这里帮助消除物理学的神话并激励下一代天文学家。”

戈麦斯教授现在是世界领先的星尘专家——生命的基石——以及决定其形成地点、时间和方式的过程。

物理与天文学学院的外展活动

我们向公众宣传前沿科学研究，为教师提供资源，并激发年轻人对科学的兴趣。