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NSF拨款将衡量为生命科学专业建立的物理课程的影响

三个人坐在一张放着电路板的桌子旁

物理学教授凯瑟琳·克劳奇,高级实验室讲师玛丽·安·克拉森,物理学客座助理教授本杰明·盖勒' 01在一个电路板上代表一个神经元。

多亏了一个新获奖的国家科学基金格兰特,物理学教授凯瑟琳·克劳奇物理学客座助理教授本杰明·盖勒01年希望能加强物理学和生物学之间的联系。

这项为期三年的22.1万美元赠款将用于衡量参加生命科学物理学入门课程(IPLS)的学生,主要是大二和大三学生,将他们在课程中所学到的思想转移到其他科学环境中的情况。

克劳奇说:“看到全国人民对提高生命科学专业学生的物理教育有如此大的热情,真是令人兴奋。”“我希望我们利用这笔赠款所做的工作将有助于改进我们自己的课程,并鼓励全国各地的教师考虑以生物为重点向生命科学教授物理学。”

全国对IPLS课程的设计、实施和评估的兴趣日益增长,这是克劳奇最初于2008年在学院推出这一课程的部分原因,也是她和盖勒寻求拨款的原因。

盖勒和克劳奇希望这项研究能解决IPLS的两个核心问题——IPLS学生在以后的生物课程中利用物理技能了吗?他们是否认为物理与他们的生物和化学课程更相关,因为他们参加了IPLS?

凯瑟琳·克劳奇“我们希望他们培养的一些技能在他们以后的工作和研究经验中是有价值的,”物理学教授凯瑟琳·克劳奇说。

这门课程旨在利用学生在生物和化学方面的经验,其中一个例子是让学生建造代表神经元的电路板。人体内有数十亿个神经元,这种美丽的神经回路可以让体内的细胞将神经冲动传递到大脑。

盖勒说:“许多来上这门课的学生都学过生物学,为了让神经信号成功而快速地沿着长轴突(神经元的一部分)传播,神经元膜上的电压差必须在轴突长度上的周期性位置‘补充’。”“这是一个非常重要的想法,因为多发性硬化症等疾病的特点是这些信号无法有效传播。”

电路板只是探讨的主题之一。根据盖勒的说法,IPLS课程中的每一个物理学入门主题都是围绕一个中心的、真实的生物学问题建立的。在其他课程中,学生们要学习分子如何在细胞中移动,生物体如何保持生物力学的稳定,以及人类的视觉是如何工作的。

克劳奇和盖勒对他们所做的IPLS工作充满热情,他们也渴望了解他们的轶事经历是否与这项为期三年的研究结果相匹配。

在之前的研究中,他们研究了这门课程对人们对物理的兴趣和态度的影响,19岁的马克斯·富兰克林(Max Franklin)说,他来自纽约州罗切斯特市(Rochester),是物理学和语言学专业的荣誉学生,与克劳奇和盖勒一起参与了这项研究。富兰克林说:“我们发现,虽然大多数课程往往会让学生的兴趣和态度在学期中下降,但我们的课程让他们保持稳定。”在过去十年里,他们的数百名IPLS学生中有许多人告诉他们,在上了物理课程后,他们看到了物理学和生物学之间更多的联系;他们想知道这是否适用于大多数学生,并希望使这些材料对学生未来的职业生涯有意义。

克劳奇说:“我们希望他们培养的一些技能在以后的工作和研究经验中是有价值的。”“但我们也希望看到物理学与生物学之间的相关性,这将有助于他们加深对物理学的兴趣。斯沃斯莫尔学院的学生最美妙的一点是,他们真的很喜欢深入了解事物为什么最佳线上娱乐会这样运行。”

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