Aps-ajp-11-1001-Book indb

veloping Science Teacher Pedagogical Content Knowledge
共Sense Publishers, Rotterdam, Taipei, 2006兲.
关21兴 P. Grossman, A. Schoenfeld, and C. Lee, in Preparing Teach-
ers for a Changing World
, edited by L. Darling-Hammond and
J. Bransford
共Jossey-Bass, San Francisco, CA, 2005兲, pp. 201–
231.
关22兴 J. Minstrell, in Designing for Science: Implications for Profes-
sional, Instructional, and Everyday Science
, edited by K.
Crowley, C. D. Schunn, and T. Okada, Mahwah, NJ, 2001
兲, p.
369.
关23兴 A. Van Heuvelen, Learning to think like a physicist: A review
of research-based instructional strategies,
Am. J. Phys. 59, 891
共1991兲.
关24兴 F. Reif and J. I. Heller, Knowledge structure and problem solv-
ing in physics, Educ. Psychol. 17, 102
共1982兲.
关25兴 A. Van Heuvelen and E. Etkina, Active Learning Guide 共Ad-
dison Wesley, San Francisco, CA, 2005
兲.
关26兴 D. T. Brookes, The Role of Language in Learning Physics,
Unpublished Doctoral dissertation, Rutgers University, 2006.
关27兴 D. Gentner and D. R. Gentner, in Mental Models, edited by D.
Gentner and A. L. Stevens
共Erlbaum Associates, Hillsdale,
N.J., 1983
兲.
关28兴 A. Van Heuvelen and D. P. Maloney, Playing Physics Jeop-
ardy,
Am. J. Phys. 67, 252
共1999兲.
关29兴 E. Etkina and A. Van Heuvelen, Investigative Science Learn-
ing Environment—A Science Process Approach to Learning
Physics, edited by E. F. Redish and P. Cooney, Research Based
Reform of University Physics,
共AAPT兲, 共2007兲. Online at
http://per-central.org/per_reviews/media/volume1/ISLE-
2007.pdf
关30兴 S. S. Stodolsky and P. L. Grossman, The Impact of Subject
Matter on Curricular Activity: An Analysis of Five Academic
Subjects,
Am. Educ. Res. J. 32, 227
共1995兲.
关31兴 A. Arons, Teaching Introductory Physics 共Wiley, New York,
1997
兲.
关32兴 R. Knight, Five easy lessons 共Addison Wesley Longman, San
Francisco, CA, 2003
兲.
关33兴 A. Van Heuvelen and E. Etkina, Active Learning Guide. In-
structor edition
共Addison Wesley, San Francisco, CA, 2005兲.
关34兴 R. Clift and P. Brady, in Studying Teacher Education: The
Report of the AERA Panel on Research and Teacher Educa-
tion
, edited by M. Cochran-Smith and K. Zeichner
共Lawrence
Erlbaum, Mahwah, NJ, 2005
兲, pp. 309–424.
关35兴 V. Otero, N. Finkelstein, R. McCray, and S. Pollock, Who Is
Responsible for Preparing Science Teachers?
Science 313, 445
共2006兲.
For more information on the University of Colorado at
Boulder program, see
http://stem.colorado.edu
.
关36兴 A. Collins, J. S. Brown, and S. E. Newman, in Knowing,
Learning, and Instruction: Essays in Honor of Robert Glaser
,
edited by L. B. Resnick
共LEA, Hillsdale, NJ, 1989兲, pp. 453–
494.
关37兴 B. J. Reiser, Scaffolding complex learning: The mechanisms of
structuring and problematizing student work,
J. Learn. Sci. 13,
273
共2004兲.
关38兴 D. Wood, J. S. Bruner, and G. Ross, The role of tutoring in
problem solving,
J. Child Psychol. Psychiatry 17, 89
共1976兲.
关39兴 A. Collins, J. S. Brown, and A. Holum, Cognitive apprentice-
ship: Making thinking visible, Am. Educ. 15,
共1991兲.
关40兴 National Research Council, in How People Learn, edited by J.
D. Bransford, A. L. Brown, and R. R. Cocking
共National
Academy Press, Washington, D.C., 1999
兲.
关41兴 Tomorrow’s Teachers: A Report of The Holmes Group 共Holmes
Group Inc., East Lancing, Michigan, 1986
兲.
关42兴 R. R. Hake, Interactive-Engagement Versus Traditional Meth-
ods: A Six-Thousand-Student Survey of Mechanics Test Data
for Introductory Physics Courses,
Am. J. Phys. 66, 64
共1998兲.
关43兴 E. Etkina, A. Van Heuvelen, S. White-Brahmia, D. T. Brookes,
M. Gentile, M. S. Murthy, D. Rosengrant, and A. Warren,
Developing and assessing student scientific abilities,
Phys.
Rev. ST Phys. Educ. Res. 2, 020103
共2006兲.
关44兴 E. Etkina, S. Murthy, and X. Zou, Using introductory labs to
engage students in experimental design,
Am. J. Phys. 74, 979
共2006兲.
关45兴 NJ state standards
http://www.edusite.com/nj/science/cccs.htm
关46兴 E. Etkina, T. Matilsky, and M. Lawrence, What can we learn
from pushing to the edge? Rutgers Astrophysics Institute mo-
tivates talented high school students,
J. Res. Sci. Teach. 40,
PEDAGOGICAL CONTENT KNOWLEDGE AND PREPARATION
…
PHYS. REV. ST PHYS. EDUC. RES. 6, 020110
共2010兲
020110-25
Teacher Education in Physics
127

---

958
共2003兲.
关47兴 D. T. Brookes and E. Etkina, Using conceptual metaphor and
functional grammar to explore how language used in physics
affects student learning,
Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res. 3,
010105
共2007兲.
关48兴 D. T. Brookes and E. Etkina, Force, ontology and language,
Phys. Rev. ST Phys. Educ. Res. 5, 010110
共2009兲.
关49兴 G. Holton and S. Brush, Physics, The Human Adventure 共Rut-
gers University Press, New Brunswick, NJ 2001
兲.
关50兴 M. Shamos, Great Experiments in Physics 共Dover Publica-
tions, New York, 1987
兲.
关51兴
http://paer.rutgers.edu/pt3
关52兴
http://phet.colorado.edu
关53兴 J. Clement, Using bridging analogies and anchoring intuitions
to deal with students’ preconceptions in physics,
J. Res. Sci.
Teach. 30, 1241
共1993兲.
关54兴 The Physics Suite. A series of curriculum materials including
Interactive Tutorials
共M. Wittmann, R. Steinberg, and E. Re-
dish
兲, Interactive Lecture Demonstrations 共D. Sokoloff, and R.
Thornton
兲, Real Time Physics 共D. Sokoloff, R. Thornton, and
P. Laws
兲 and Workshop Physics 共P. Laws兲 共Wiley, Hoboken,
NJ, 2004
兲.
关55兴 C. J. Hieggelke and D. P. Maloney, T. L. O’Kuma, Steve
Kanim. E & M TIPERs: Electricity and Magnetism Tasks
共Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 2006兲.
关56兴 ActivPhysics by A. Van Heuvelen
http://wps.aw.com/
aw_young_physics_11/0,8076,898588-
nav_and_content,00.html
关57兴
http://ccl.northwestern.edu/netlogo/
关58兴 D. Sawada, M. Piburn, K. Falconer, R. Benford, and I. Bloom,
Reformed Teaching Observation Protocol: Reference Manual,
ACEPT Technical Report #IN00–3 Arizona Collaborative for
Excellence in the Preparation of Teachers, 2000.
关59兴 See rubrics at
http://paer.rutgers.edu/scientificabilities
关60兴 Cognitive theories such as perceptual symbol systems propose
that human thinking happens in the perceptual areas of the
brain. The more perceptual areas of the brain are associated
with the concept the more the concept is understood and the
easier it is accesses/retrieved. One can find more information
on the subject in L. W. Barsalou, Perceptual symbol systems,
Behav. Brain Sci. 22, 577
共1999兲
However, this paper is not a