Aps-ajp-11-1001-Book indb

58, 734–742
共1990兲; “Teacher education and the implementation of el-
ementary science curricula,” ibid. 44, 434–441
共1976兲; “Improving high
school physics teacher preparation,” Phys. Teach. 13, 523–529
共1974兲;
“Combined physics course for future elementary and secondary school
teachers,” Am. J. Phys. 42, 668–676
共1974兲.
4
L. G. Ortiz, P. R. L. Heron, and P. S. Shaffer, “Student understanding of
static equilibrium: Predicting and accounting for balancing,” Am. J. Phys.
73, 545–553
共2005兲.
5
P. S. Shaffer and L. C. McDermott, “A research-based approach to im-
proving student understanding of the vector nature of kinematical con-
cepts,” Am. J. Phys. 73, 921–931
共2005兲.
6
L. C. McDermott and P. S. Shaffer, “Research as a guide for curriculum
development: An example from introductory electricity, Part I: Investiga-
tion of student understanding,” Am. J. Phys. 60, 994–1003
共1992兲; ibid.
61, 81
共E兲 共1993兲; P. S. Shaffer and L. C. McDermott, “Research as a
guide for curriculum development: An example from introductory elec-
tricity, Part II: Design of instructional strategies,” ibid. 60, 1003–1013
共1992兲.
7
L. C. McDermott, P. S. Shaffer, and M. D. Somers, “Research as a guide
for teaching introductory mechanics: An illustration in the context of the
Atwood’s machine,” Am. J. Phys. 62, 46–55
共1994兲.
8
K. Wosilait, P. R. L. Heron, P. S. Shaffer, and L. C. McDermott, “Devel-
opment and assessment of a research-based tutorial on light and shadow,”
Am. J. Phys. 66, 906–913
共1999兲; P. R. L. Heron and L. C. McDermott,
“Bridging the gap between teaching and learning in geometrical optics:
The role of research,” Opt. Photonics News 9
共9兲, 30–36 共1998兲.
9
The results support the views expressed in Ref. 1.
10
L. C. McDermott and E. F. Redish, “Resource letter: PER-1: Physics
education research,” Am. J. Phys. 67, 755–767
共1999兲.
11
See, for example, “Balance and motion,” in Full Option Science System
共Lawrence Hall of Science, Berkeley, CA, 1995兲.
12
See “Background for the teacher,” p. 2 of “Balance” in “Teacher Guide:
Balance and motion,” in Full Option Science System
共Lawrence Hall of
Science, Berkeley, CA, 1995
兲.
13
L. C. McDermott and the Physics Education Group at the University of
Washington, Physics by Inquiry
共Wiley, NY, 1996兲.
14
PbI has been used in courses for nonscience majors, as well as in prepa-
ratory courses for students aspiring to science-related careers but who are
underprepared in science and mathematics. Two examples are R. E.
Scherr, “An implementation of Physics by Inquiry in a large-enrollment
class,” Phys. Teach. 41
共2兲, 113–118 共2003兲and L. C. McDermott, L. K.
Piternick, and M. L. Rosenquist, “Helping minority students succeed in
science, Part I. Development of a curriculum in physics and biology,” J.
Coll. Sci. Teach. 9, 136–140
共1980兲.
15
The term “pedagogical content knowledge” was introduced by L. S. Shul-
man, to characterize what a teacher needs to know beyond the content
and pedagogy in order to help students learn. See, for example, L. S.
Shulman, “Those who understand: Knowledge growth in teaching,” Edu-
cational Researcher 15
共2兲, 4–14 共1986兲.
16
This question is discussed in greater detail in Ref. 7.
17
L. C. McDermott, P. S. Shaffer, and the Physics Education Group at the
University of Washington, Tutorials in Introductory Physics
共Prentice
Hall, Upper Saddle River, NJ, 2002
兲.
18
See, for example, the discussion of research in the context of electric
circuits described in L. C. McDermott, P. S. Shaffer, and C. P. Constan-
tinou, “Preparing teachers to teach physics and physical science by in-
quiry,” Phys. Educ. 35
共6兲, 411–416 共2000兲.
19
For a more detailed description of the teaching experience, see D. L.
Messina, L. S. DeWater, and M. R. Stetzer, “Helping preservice teachers
implement and assess research-based instruction in K-12 classrooms,”
AIP Conf. Proc. edited by J. Marx, P. Heron, and S. Franklin
共AIP,
Melville, New York, 2005
兲, p. 97.
20
See Secs. 1 and 2 of the module Light and Color in Physics by Inquiry
共Ref. 13兲.
21
In addition to the examples from dynamics and geometrical optics dis-
cussed in this paper, see also the second paper in Refs. 6 and 18.
22
For additional assessments of teacher understanding in courses based on
Physics by Inquiry that were reported by faculty at other institutions, see,
for example, R. E. Scherr, “An implementation of Physics by Inquiry in a
large-enrollment class,” Phys. Teach. 41
共2兲, 113–118 共2003兲; K. C.
Trundle, R. K. Atwood, and J. E. Christopher, “Preservice elementary
teachers’ conceptions of moon phases before and after instruction,” J.
Res. Sci. Teach. 39
共7兲, 633–658 共2002兲; J. A. Marshall and J. T. Dor-
ward, “Inquiry experiences as a lecture supplement for preservice el-
ementary teachers and general education students,” Am. J. Phys. 68
共7兲,
S27–S36
共2000兲; B. Thacker, E. Kim, K. Trefz, and S. M. Lea, “Com-
paring problem solving performance of physics students in inquiry-based
and traditional introductory physics courses,” Am. J. Phys. 62
共7兲, 627–
633
共1994兲; and S. M. Lea, “Adapting a research-based curriculum to
disparate teaching environments,” J. Coll. Sci. Teach. 22
共4兲, 242–244
共1993兲.
23
See, for example, Refs. 4–6 and 8.
767
767
Am. J. Phys., Vol. 74, No. 9, September 2006
McDermott et al.

---