Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Роберт Карплюс (23 февраля 1927 - 20 марта 1990) был физиком-теоретиком и лидером в области естественнонаучного образования . [1]

Ранняя жизнь [ править ]

Роберт Карплюс родился в Вене , где он жил до немецкой оккупации Австрии в 1938 году. Он эмигрировал со своей матерью и братом, чтобы избежать аншлюса . После шестимесячного пребывания в Швейцарии семья переехала в США и поселилась в районе Бостона . Он поступил в Гарвардский университет в 1943 году и защитил докторскую диссертацию в возрасте двадцати одного года. Его диссертация под руководством Э. Брайта Вильсона была посвящена микроволновой спектроскопии.и включала как экспериментальные, так и теоретические работы. Те, с кем он работал, ценили его талант, оригинальность, энергию и жизнерадостный, позитивный взгляд на вещи.

Его дед, Иоганн Пауль Карплюс (1866-1936), был широко известным профессором психиатрии Венского университета. [2] Он племянник по браку известного социолога, философа и музыковеда Теодора В. Адорно и внучатый племянник физика Роберта фон Либена . Его брат - лауреат Нобелевской премии Мартин Карплюс , химик из Гарварда.

Ранняя карьера в физике [ править ]

После завершения образования Карплус работал в Институте перспективных исследований в Принстоне , где заинтересовался развивающейся, но еще не опробованной теорией квантовой электродинамики (КЭД). Магнитный момент от электрона был определен очень точно с помощью различных экспериментов, но лучше теоретические расчеты этой величины, на основе квантовой механики, серьезно расходились с экспериментальными результатами. Среди физиков был большой интерес узнать, согласуется ли расчет, основанный на КЭД, с экспериментальными результатами, но из-за неоднозначности и сложности КЭД до сих пор никто не мог провести такой расчет. Карплюс в сотрудничестве с Норманом Кроллом использовал КЭД для вычисления значения магнитного момента электрона. Это был чрезвычайно сложный расчет, потребовавший более года напряженных усилий от обоих мужчин; совпадение их результатов с экспериментальными измерениями было первым ярким подтверждением КЭД.

Карплус продолжал свою работу на высшем уровне в области теоретической физики более 10 лет, в Гарварде с 1950 по 1954 год, а затем в Калифорнийском университете в Беркли , опубликовав 50 научных работ, в основном в QED, но также и в других областях физики, включая эффект Холла , Ван Аллен излучение и космические лучи . Ему также очень понравилась экспериментальная работа, исследование химического состава мгновенных снимков Land Camera и установка экспериментальной конвейерной линии по очистке германия для транзисторов . Его работа с JM Латтинжером , эффект Холла в ферромагнетиках [3] имеет более 1100 цитирований в журналах.

Семейная жизнь [ править ]

В 1948 году Карплюс женился на Элизабет Фрейзер, с которой познакомился в международной танцевальной группе народных танцев, которую организовал в Гарварде. У них было семеро детей, родившихся в период с 1950 по 1962 год. Когда старшей дочери, Беверли, было 7 лет, Карплюс приняла ее приглашение провести урок естественных наук по электричеству в своем третьекласснике, используя машину Вимшерста.он унаследовал от своего деда. К сожалению, в то время как детям понравилась демонстрация, урок был концептуальной катастрофой. Это побудило Карплюса задуматься о том, как лучше преподавать науку, и, когда другие дети пошли в школу, он продолжал посещать их классы в форме «покажи и расскажи» с различными научными экспериментами или демонстрациями. Беседуя со своими детьми и их одноклассниками, он все больше интересовался обучением детей, их рассуждениями и развитием научных концепций.

Вторая карьера в естественнонаучном образовании [ править ]

За несколько лет Карплюс сменил карьеру - от теоретической физики до исследований в области естественных наук и математики, а затем до разработчика учебных программ. Карплюс быстро узнал то, что уже было известно о развитии мышления и рассуждения, изучая различных психологов, особенно Жана Пиаже . Что характерно, Карплус сразу же начал генерировать собственные вопросы о детском мышлении, собирать доказательства и разрабатывать свои собственные интерпретации и объяснения того, что он наблюдал.

Новое увлечение Карплюса совпало, по счастливой случайности, с послеспутниковой волной попыток улучшить научное образование в США. Начиная с конца 50-х годов, многие другие ученые также посвятили себя естественно-научному образованию и школам, но Карплюс с самого начала был лидером на начальном уровне. Первоначально в Национальном научном фонде (NSF) существовало существенное нежелание финансировать проекты учебных программ по естествознанию на начальном уровне, но это было преодолено в 1959 году, когда Карплус и три его коллеги получили первый из многих грантов NSF на улучшение содержания естественных наук в университете. простейший уровень. Эта работа превратилась в монументальную 15-летнюю работу под названием « Исследование по совершенствованию учебной программы» (SCIS). Под руководством Karplus иГерберта Д. Тьера , SCIS стала всеобъемлющей, полностью протестированной, практической, лабораторной программой по физическим и биологическим наукам для классов K-6.

Роберт Карплюс осознал важность преобразования материалов по элементарным наукам SCIS в систематический учебный процесс, который позволит учителям успешно использовать эти материалы, в то же время позволяя учащимся изучать науку и получать от нее удовольствие. Вместе с другими он разработал учебную стратегию цикла обучения.

Карплюс распространил теорию Пиаже на студентов и взрослых; Теория Пиаже включает четыре стадии, и он подробно документировал детское мышление, обнаружив, что большинство детей переходят от третьей стадии (конкретные операции) к четвертой стадии (абстрактное мышление) примерно к 16 годам. Карплюс, однако, распространил методологию Пиаже на более старшие группы и обнаружил, что многие из этих людей имеют серьезные пробелы в своей способности использовать абстрактные рассуждения при решении научных, логических и математических задач. Его самый известный тест пропорционального мышлениябыл мистер Толл-мистер. Короткая проблема. Карплюс далее исследовал и задокументировал детали мышления студентов и взрослых, когда они сталкивались с проблемами, связанными с этим критическим интеллектуальным переходом, обнаружив, что многие проблемы и проблемы, которые он, Пиаже и другие обнаружили как критические для младших школьников, были все еще актуально для пожилых людей, особенно когда они пытались решить проблему в дисциплине, которая была для них новой.

В 1977 году Карплюс был избран президентом Американской ассоциации учителей физики (AAPT), а в 1978 году Национальная ассоциация учителей естественных наук наградила его грамотой за выдающиеся заслуги перед естественнонаучным образованием. Карплюс был председателем Группы аспирантов в области естественнонаучного и математического образования (SESAME) с 1978 по 1980 год. В 1980 году он был награжден высшей наградой AAPT, медалью Эрстеда , «за его большой вклад в преподавание физики на всех уровнях и особенно за его работу. в выявлении последствий для преподавания физики исследований в развитии рассуждений ». Карплюс был назначен деканом Высшей школы образования Калифорнийского университета в Беркли в 1980 году. Престижная премия Karplus Prize в области химической физики в Гарварде назван в его честь.

Более поздняя жизнь [ править ]

В июне 1982 года во время пробежки на Зеленом озере в Сиэтле, штат Вашингтон , Карплюс перенес серьезную остановку сердца, что положило конец его академической карьере. После восьмилетней болезни он скончался 20 марта 1990 года.

Назначения, награды, награды и книги [ править ]

Назначения [ править ]

  • 1948-50 научный сотрудник FB Jewett, Институт перспективных исследований, Принстонский университет
  • 1950-54 гг. Доцент физики Гарвардского университета
  • 1954-58 Адъюнкт-профессор физики Калифорнийского университета в Беркли
  • 1958–1982 годы Профессор физики Калифорнийского университета в Беркли
  • 1960-61 научный сотрудник Гуггенхайма и получатель исследовательского гранта Фулбрайта
  • 1962-63 годы Приглашенный профессор Мэрилендского университета
  • 1969–1982 годы Заместитель директора, Зал науки Лоуренса
  • 1973-74 научный сотрудник и приглашенный профессор Гуггенхайма, Массачусетский технологический институт
  • 1961-77 Директор, Исследование по совершенствованию учебных программ
  • 1975-1982 Директор проекта интеллектуального развития
  • 1976-77 Исполняющий обязанности директора, Зал науки Лоуренса
  • 1976-1979 Директор проекта CAUSE
  • 1978-1980 гг. Председатель группы аспирантов в области естественнонаучного и математического образования (СЕЗАМЕ)
  • 1980 год - декан педагогической школы Калифорнийского университета в Беркли (1).

(1) Он ушел с поста декана в течение нескольких недель, когда стало ясно, что ему не позволят вносить изменения, которые, по его мнению, были необходимы.

Почести и награды [ править ]

  • Член Американского физического общества
  • Цитата за выдающиеся заслуги, Американская ассоциация учителей физики, 1972 г.
  • Премия Национальной ассоциации учителей естественных наук за выдающиеся заслуги перед естественнонаучным образованием, 1978 г.
  • Президент Американской ассоциации учителей физики, 1977 г.
  • Почетная степень, доктор философии, Гетеборгский университет, 1980 г.
  • Медаль Эрстеда , Американская ассоциация учителей физики, 1981 г.

Книги [ править ]

  • Р. Карплюс и Х.Д. Тьер. Новый взгляд на науку в начальной школе . Чикаго: Рэнд МакНалли и Ко, 1967.
  • Карплюс Р. Введение в физику: модельный подход . В. А. Бенджамин, Нью-Йорк, 1969; переиздан в 2003 году Фернаном Бруншвигом (редактор), Captains Engineering Services (издатель). [4]
  • Р. Карплюс (ред.), Physics and Man , WA Benjamin, Inc., Нью-Йорк, 1970.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Chew, Джеффри Ф. (март 1992). «Роберт Карплюс». Физика сегодня . 45 (3): 80. Bibcode : 1992PhT .... 45c..80C . DOI : 10.1063 / 1.2809589 .
  2. ^ Гаугуш, Георг (2011). Wer einmal war: Das jüdische Großbürgertum Wiens 1800-1938 AK . Вена: Amalthea Signum. С. 1358–1367. ISBN 978-3850027502.
  3. ^ Карплюс, Роберт; Латтинджер, Дж. М. (1954). «Эффект Холла в ферромагнетиках». Физический обзор . 95 (5): 1154. Полномочный код : 1954PhRv ... 95.1154K . DOI : 10.1103 / PhysRev.95.1154 .
  4. ↑ Кан, Питер Б. (декабрь 2004 г.). "Обзор вводной физики: модельный подход, 2-е изд. Роберта Карплюса, отредактированный Фернандом Бруншвигом" (PDF) . Учитель физики . 42 : 561–562. Bibcode : 2004PhTea..42..561K . DOI : 10.1119 / 1.1828743 .
  • Р. Фуллер (ред.), Любовь к открытиям: научное образование - вторая карьера Роберта Карплюса , Springer , 2002.
    • Бурсиага, Хуан Р. (апрель 2007 г.). «Обзор книги « Любовь к открытиям: научное образование - вторая карьера Роберта Карплюса »Роберта Г. Фуллера» . Являюсь. J. Phys . 75 (4): 383–384. Bibcode : 2007AmJPh..75..383F . DOI : 10.1119 / 1.2710489 .
  • «Роберт Карплюс - портрет» из книги « Введение в физику: модельный подход» , 2-е изд. Роберта Карплюса, отредактированный Фернандом Бруншвигом , опубликованной Captains Engineering Services Inc. (2003).