Customized assessments and assignments in phys-ics: An R and LaTeX-based workflow for learning electric fields

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55767/2451.6007.v36.n1.45317

Keywords:

Electromagnetism, Electric Field, Physics Assessment, Problem Generation, LaTeX

Abstract

This article introduces an educational resource designed to enhance the teaching and assessment of electromagnetism, focusing specifically on the concept of electric fields. Through a workflow that integrates R Markdown and LaTeX, it facilitates the creation of varied problems with random values. This tool is particularly useful for generating practice materials and exams, allowing for effective assessment of students' understanding in various physical situations. The automatic generation of PDF documents ready for use in educational settings demonstrates the resource's versatility and efficiency. Capable of covering topics from the electric field generated by point charges to the motion of an electron in a uniform field, this resource is suitable for intermediate-level university electromagnetism courses. Its implementation not only saves teachers time in material preparation but also enriches the learning process for students, providing them with resources for a solid preparation.

References

Allaire J., Xie Y., Dervieux C., McPherson J., Luraschi J., Ushey K., Atkins A., Wickham H., Cheng J., Chang W., Iannone R. (2023). rmarkdown: Dynamic Documents for R. Recuperado de https://github.com/rstudio/rmarkdown

Barniol, P. y Zavala, G. (2014). Evaluación del entendimiento de los estudiantes en la representación vectorial utili-zando un test con opciones múltiples en español. Revista mexicana de física E, 60(2), 86–102.

Bettina, G. y Achim, Z. (2009). Automatic Generation of Exams in R. Journal of Statistical Software, 29(10), 1-14. doi:10.18637/jss.v029.i10

Feynman, R., Leighton, R., y Sands, M. (1999). Física Volumen 2: Electromagnetismo y Materia (Edición revisada). Méxi-co: Addison Wesley Longman.

Fraser, J., Timan, A., Miller, K., Dowd, J., Tucker, L., y Mazur, E. (2014). Teaching and physics education research: Bridg-ing the gap. Reports on Progress in Physics, 77(3), 032401. doi:10.1088/0034-4885/77/3/032401

Griffiths, D. J. (2013). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Boston, USA: Pearson.

Hestenes, D., Wells, M., y Swackhamer, G. (1992). Force concept inventory. The Physics Teacher, 30(3), 141–158. doi:10.1119/1.2343497

Ooms, J. (2023). pdftools: Text Extraction, Rendering and Converting of PDF Documents. (3.4.0) [Software]. https://cran.r-project.org/web/packages/pdftools/index.html

R Core Team (2023). R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. Recuperado de https://www.R-project.org/

Tecpan, S., Benegas, J., y Zavala, G. (2015). Entendimiento conceptual y dificultades de aprendizaje de Electricidad y Magnetismo identificadas por profesores. Latin-American Journal of Physics Education, 9(E1), 4.

Wieman, C. E. (2014). Large-scale comparison of science teaching methods sends clear message. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(23), 8319–8320. doi:10.1073/pnas.1407304111

Yihui, X. (2023). knitr: A General-Purpose Package for Dynamic Report Generation in R. Recuperado de https://yihui.org/knitr/

Young, H. y Freedman, R. (2018) Física Universitaria con Física Moderna. Volumen 2. 14a Ed. México: Pearson Educación.

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Published

2024-06-17

How to Cite

Cajamarca-Sacta , K. D. (2024). Customized assessments and assignments in phys-ics: An R and LaTeX-based workflow for learning electric fields. Journal of Physics Teaching, 36(1), 127–138. https://doi.org/10.55767/2451.6007.v36.n1.45317

Issue

Vol. 36 No. 1 (2024): January - June

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Essays and Special Topics

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