Summary
Этот протокол направляет исследователей и преподавателей через реализацию подхода «Решение проблем до обучения» (PS-I) в классе статистики бакалавриата. Он также описывает встроенную экспериментальную оценку этой реализации, где эффективность PS-I измеряется с точки зрения обучения и мотивации у студентов с различными когнитивными и аффективными предрасположенностями.
Abstract
В настоящее время то, как поощрять рефлексивное мышление студентов, является одной из главных задач для учителей на различных уровнях образования. Многие студенты испытывают трудности при выполнении задач, которые включают в себя высокий уровень рефлексии, например, на курсах STEM (наука, технология, инженерия и математика). Многие также имеют глубоко укоренившуюся тревогу и демотивацию по отношению к таким курсам. Чтобы преодолеть эти когнитивные и аффективные проблемы, исследователи предложили использовать подходы «Решение проблем до обучения» (PS-I). PS-I заключается в предоставлении студентам возможности генерировать индивидуальные решения проблем, которые впоследствии решаются в классе. Эти решения сравниваются с каноническим решением на следующем этапе обучения вместе с представлением содержания урока. Было высказано предположение, что с помощью этого подхода студенты могут повысить свое концептуальное понимание, перенести свое обучение на различные задачи и контексты, стать более осведомленными о пробелах в своих знаниях и создать личную конструкцию предыдущих знаний, которая может помочь сохранить их мотивацию. Несмотря на преимущества, этот подход подвергся критике, так как студенты могут тратить много времени на бесцельное пробо и ошибку на начальном этапе генерации решений или даже могут чувствовать разочарование в этом процессе, что может нанести ущерб будущему обучению. Что еще более важно, существует мало исследований о том, как уже существующие характеристики студентов могут помочь им извлечь выгоду (или нет) из этого подхода. Целью настоящего исследования является представление разработки и реализации подхода PS-I, применяемого к обучению статистике у студентов бакалавриата, а также методологического подхода, используемого для оценки его эффективности с учетом ранее существовавших различий студентов.
Introduction
Один из вопросов, который больше всего волнует учителей в настоящее время, заключается в том, как стимулировать размышления студентов. Эта проблема распространена в курсах математического характера, таких как курсы STEM (наука, технология, инженерия и математика), в которых абстракция многих понятий требует высокой степени рефлексии, но многие студенты сообщают о приближении к этим курсам исключительно с помощью методов, основанных на памяти1. Кроме того, учащиеся часто проявляют поверхностное изучение понятий1,2,3. Трудности, с которыми сталкиваются студенты, применяя процессы рефлексии и глубокого обучения, однако, являются не только когнитивными. Многие студенты испытывают тревогу и демотивацию, сталкиваясь с этими курсами4,5. На самом деле, эти трудности, как правило, сохраняются на протяжении всего образованиястудентов 6. Поэтому важно изучить образовательные стратегии, которые мотивационно и когнитивно готовят студентов к глубокому обучению, независимо от их различных предрасположенностей.
Особенно полезно найти стратегии, которые дополняют типичные учебные подходы. Одним из наиболее типичных является прямое обучение. Прямое обучение означает полное руководство студентами от введения новых концепций с явной информацией об этих концепциях, а затем с помощью стратегий консолидации, таких как действия по решению проблем, обратная связь, дискуссии или дальнейшие объяснения7,8. Прямая инструкция может быть эффективной для легкой передачи контента8,9,10. Тем не менее, студенты часто не задумываются о важных аспектах, таких как то, как содержание связано с их личными знаниями, или потенциальные процедуры, которые могли бы работать и не11. Поэтому важно внедрить дополнительные стратегии, чтобы заставить студентов мыслить критически.
Одной из таких стратегий является подход12«Решение проблем до инструкции» (PS-I), также называемый подходом11 изобретения или подходом13«Продуктивный отказ». PS-I отличается от прямого обучения в том смысле, что студенты не знакомятся непосредственно с концепциями, вместо этого существует фаза решения проблем до типичной прямой учебной деятельности, в которой студенты ищут индивидуальные решения проблем, прежде чем получить какое-либо объяснение о процедурах их решения.
В этой первоначальной задаче от студентов не ожидается полного раскрытия целевых концепций13. Студенты могут также чувствовать когнитивную перегрузку14,15,16 и даже негативно влиять на17 с неопределенностью и многими аспектами, которые следует учитывать. Тем не менее, этот опыт может быть продуктивным в долгосрочной перспективе, потому что он может облегчить критическое мышление о важных особенностях. В частности, первоначальная проблема может помочь учащимся лучше осознать пробелы в своих знаниях18,активировать предварительные знания, связанные с содержанием, охватить13,и повысить мотивацию из-за возможности основывать свое обучение на личных знаниях7,17,19.
С точки зрения обучения, эффекты PS-I обычно видны, когда результаты оцениваются с показателями глубокого обучения20,21. В целом не было обнаружено различий между учащимися, которые учились через PS-I, и теми, кто учился через прямое обучение с точки зрения процедурных знаний20,22,которые относятся к способности воспроизводить изученные процедуры. Тем не менее, студенты, которые проходят PS-I, как правило, демонстрируют высшее образование в концептуальных знаниях7,19,23,которые относятся к пониманию охватываемого содержания, и передаче7,15,19,24,которая относится к способности применять это понимание к новым ситуациям. Например, недавнее исследование в классе о статистической изменчивости показало, что студенты, которым была предоставлена возможность изобрести свои собственные решения для измерения статистической изменчивости до получения объяснений об общих концепциях и процедурах в этой теме, продемонстрировали лучшее понимание в конце урока, чем те, кто смог непосредственно изучить соответствующие концепции и процедуры, прежде чем участвовать в какой-либо деятельности по решению проблем23. Тем не менее, некоторые исследования не показали различий в обучении16,25,26 или мотивации19,26 между PS-I и альтернативами прямого обучения, или даже лучшем обучении в альтернативах прямого обучения14,26,и важно учитывать потенциальные источники изменчивости.
Конструктивные особенности, лежащие в основе реализации PS-I, являются важной особенностью20. Систематический обзор20 показал, что для PS-I было более вероятно преимущество в обучении по сравнению с альтернативами прямого обучения, когда вмешательства PS-I были реализованы по крайней мере с помощью одной из двух стратегий, либо формулируя первоначальную проблему с контрастными случаями, либо выстраивая последующую инструкцию с подробной обратной связью о решениях студентов. Контрастные случаи состоят из упрощенных примеров, которые отличаются несколькими важными характеристиками11 (см. Рисунок 1 для примера), и могут помочь учащимся определить соответствующие признаки и оценить свои собственные решения во время первоначальной задачи11,20. Вторая стратегия, предоставляющая объяснения, которые основаны на решенияхстудентов 13,состоит из объяснения канонической концепции, давая обратную связь о возможностях и ограничениях решений, генерируемых студентами, что также может помочь студентам сосредоточиться на соответствующих особенностях и оценить пробелы в их собственных знаниях20,но после завершения начальной фазы решения проблем (см. Рисунок 3 для примера строительных лесов из типичных решений студентов).
Учитывая поддержку в литературе этих двух стратегий, противопоставление кейсов и построение обучения на решениях студентов, важно учитывать их при содействии включению PS-I в реальную образовательную практику. Это первая цель нашего протокола. Протокол предоставляет материалы для вмешательства PS-I, которые включают эти два принципа. Это протокол, который, хотя и адаптируемый, он контекстуализирован для урока по статистической изменчивости, очень распространенного урока для студентов университетов и старших классов, которые, как правило, являются целевыми группами в литературе по PS-I29. Начальная фаза решения проблем состоит из изобретения мер изменчивости для распределения доходов в странах, что является спорной темой30, которая может быть знакома студентам во многих областях обучения. Затем предоставляются материалы для студентов для изучения решений этой проблемы на рабочем примере и для лекции, которая включает в себя обсуждение общих решений, созданных студентами, наряду со встроенными практическими проблемами.
Вторая цель нашего протокола состоит в том, чтобы сделать экспериментальную оценку PS-I доступной для преподавателей и исследователей, что может облегчить исследование PS-I с более разнообразных точек зрения, сохраняя при этом некоторые условия постоянными во всей литературе. Тем не менее, условия этой экспериментальной оценки являются гибкими к модификациям. Экспериментальная оценка, описанная в протоколе, может быть применена на обычных уроках, так как учащимся в одном классе могут быть назначены материалы для условия PS-I или материалы для условия прямого обучения одновременно(рисунок 4). Это условие прямого обучения также адаптируется к потребностям исследований и образования, но, как первоначально описано в протоколе, студенты начинают с получения первоначальных объяснений о целевой концепции с отработанным примером, а затем консолидируют эти знания с практической задачей (представленной только в этом состоянии, чтобы компенсировать время, которое студенты PS-I тратят на начальную задачу), и с лекцией23. Потенциальные адаптации включают в себя начало с лекции, а затем получение студентами деятельности по решению проблем, что является типичным контрольным условием для сравнения PS-I, которое часто приводило к лучшему обучению для условий PS-I7,13,19,26. Альтернативно, контрольное условие может быть сведено к исследованию рабочего примера, за которым следует фаза лекции, которая, хотя и является более упрощенной версией подходов к прямому обучению, чем первоначально предложено, более распространена в литературе и привела к различным результатам, причем некоторые исследования указывают на лучшее обучение в PS-I15,24,а другие указывают на лучшее обучение из этого типа условия прямого обучения14,26.
Наконец, третья цель протокола заключается в предоставлении ресурсов для оценки того, как учащиеся с различными предрасположенностями и когнитивными способностями могут извлечь выгоду из PS-I15. Оценка этих предрасположенностей особенно важна, если учесть негативные предрасположенности, которые некоторые студенты часто имеют с курсами STEM, и тот факт, что PS-I все еще может вызывать негативные реакции в некоторых случаях14. Однако исследований по этому вопросу мало.
С одной стороны, поскольку PS-I облегчает ассоциацию обучения с индивидуальными идеями, а не просто формальными знаниями, PS-I можно предположить как способное помочь мотивировать студентов с низким академическим уровнем, тех, кто имеет низкое чувство компетентности или низкую мотивацию по предмету13,27. Одно исследование показало, что студенты с низкой ориентацией на мастерство, то есть с меньшим количеством целей, связанных с личным обучением, получили больше пользы от PS-I, чем те, у кого была более высокая мотивация к обучению27. С другой стороны, учащиеся с другими профилями могут столкнуться с трудностями при участии в PS-I. Более конкретно, метапознание играет важную роль в PS-I31,и учащиеся с низкими навыками метапознания могут не извлечь выгоду из PS-I из-за трудностей в осознаниях их пробелов в знаниях или распознавании соответствующего контента15. Кроме того, поскольку начальная фаза PS-I основана на производстве индивидуальных решений, учащиеся с низкими дивергентными способностями, трудностями, порождающими различные ответы в данной ситуации, могут извлечь из PS-I меньше пользы, чем другие студенты. В протоколе представлены надежные инструменты для оценки этих предрасположенностей(таблица 1),хотя могут быть рассмотрены и другие.
Таким образом, этот протокол направлен на то, чтобы сделать реализацию вмешательства PS-I, которое следует принятым принципам в литературе PS-I, доступным для преподавателей и исследователей. Кроме того, протоколы обеспечивают экспериментальную оценку этого вмешательства и облегчают оценку когнитивных и мотивационных предрасположенностей студентов. Это протокол, который не требует доступа к новым технологиям или конкретным ресурсам, и который может быть изменен на основе исследовательских и образовательных потребностей.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Этот протокол следует Хельсинкской декларации этических принципов исследований с людьми, но применяет эти принципы к дополнительным трудностям интеграции исследований в реальных условиях в образовании32. В частности, ни определение условий обучения, ни решение об участии не могут иметь последствий для возможностей обучения студентов. Кроме того, конфиденциальность и анонимность студентов сохраняется даже тогда, когда именно преподаватели отвечают за оценку. Цели, сфера охвата и процедуры протокола были одобрены Комитетом по этике исследований Княжества Астурия (Испания) (ссылка: 242/19).
Обратите внимание, что если пользователь заинтересован только в реализации подхода PS-I, то актуальны только Шаг 6 (без назначения участников контрольному условию) и Шаг 7. Несмотря на это, шаги 5 и 9 могут быть добавлены в качестве практических упражнений для студентов. Если пользователь также заинтересован в экспериментальной оценке, важно, чтобы учащиеся работали индивидуально во время шагов 4, 5, 6 и 9. Поэтому рекомендуется, чтобы во время этих шагов студенческие места были организованы таким образом, чтобы рядом с каждым студентом было пустое место.
В зависимости от удобства, шаги могут быть реализованы непрерывно в течение одного занятия или с последующими шагами в другом классе.
1. Информация для студентов о цели и процедурах обучения
- Потратьте 10 минут на занятие, чтобы проинформировать студентов об исследовании.
- Прямо объясните студентам общую цель исследования, их свободу согласия на участие, тот факт, что они могут свободно отказаться, а также гарантии анонимности и конфиденциальности при обработке данных.
- Скажите им, что общая цель исследования заключается в изучении эффективности различных образовательных подходов, а также в оценке влияния когнитивных и аффективных предрасположенностей студентов на эффективность этих подходов.
- Скажите им, что, хотя они будут назначены одному из двух подходов, содержание, охватываемое двумя условиями, будет одинаковым. Сообщите им, что мероприятия, используемые в обоих условиях, будут доступны всем студентам в конце обучения.
- Сообщите им, что они могут свободно участвовать в исследовании и что они могут покинуть учебу в любое время, не влияя на свои возможности обучения или свои оценки. Если они не хотят участвовать в исследовании, они могут выполнять учебные мероприятия, не сдавая их. Кроме того, за короткое время участники заполняют анкеты, неучаствуя могут изучать другие материалы.
- Сообщите им, что их участие будет анонимным и что конфиденциальность будет поддерживаться в любое время, произвольный идентификационный номер будет использоваться для объединения данных по различным сессиям и мероприятиям.
- Предоставьте студентам две копии формы информированного согласия(Приложение А),которая также содержит контактную информацию исследователя. Попросите их подписать одну копию для вас, а другую копию оставить себе.
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол предназначен для студентов университетов, где не требуется родительское разрешение. Его можно было бы обобщить на более низкие уровни образования, хотя для учащихся, которые юридически являются несовершеннолетними, также потребуется информированное согласие родителей. - Если студенты добавляются к исследованию на более поздних этапах протокола, попросите их заполнить информированное согласие, как описано в этом разделе, прежде чем они присоединятся к исследованию.
2. Предоставление учащимся идентификационного номера, не связанного с другими записями
- Чтобы сохранить анонимность ответов студентов, случайным образом присваивайте каждому студенту идентификационный номер (например, подготовьте сумку со случайными числами и попросите каждого студента выбрать один, отправьте каждому студенту случайное число через веб-приложение). Попросите их отметить номер в том месте, где он будет доступен при последующих оценках в протоколе.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если исследование проводится через онлайн-приложение, которое позволяет анонимно отслеживать ответы студентов, это не обязательно.
3. Заполнение анкет о когнитивных и аффективных предрасположенностям и основных демографических данных
- Зарезервируйте 10 минут в классный период для администрирования анкет для всех студентов в классе.
- Дайте студентам, которые решили не участвовать в эксперименте, другие варианты обучения, такие как индивидуальная работа над другим контентом.
- Попросите студентов заполнить анкеты об их предрасположенности, это можно сделать с помощью анкет в Приложении В. Попросите их работать индивидуально.
ПРИМЕЧАНИЕ: Набор вопросников в Приложении В включает шкалу когнитивной компетентности в Обзоре отношения к статистике (SATS-28) 33,шкалу подхода к овладению в вопроснике достижения цели - пересмотренную34, шкалу регулирования познания инвентаризации метакогнитивной осведомленности35и демографические вопросы.- Чтобы контролировать потенциальные эффекты загрязняющих веществ, связанные с порядком, в котором учащиеся заполняют анкеты, случайным образом раздают различные версии листов анкеты, которые различаются в порядке, в котором представлены анкеты. В Приложении В-1 имеются различные печатные варианты предлагаемых вопросников с различным порядком.
ПРИМЕЧАНИЕ: Если анкеты заполняются в цифровом виде, создайте ссылки с различными порядками и случайным образом распределите четыре ссылки между учащимися в классе (например, по группам, созданным в алфавитном порядке).
- Чтобы контролировать потенциальные эффекты загрязняющих веществ, связанные с порядком, в котором учащиеся заполняют анкеты, случайным образом раздают различные версии листов анкеты, которые различаются в порядке, в котором представлены анкеты. В Приложении В-1 имеются различные печатные варианты предлагаемых вопросников с различным порядком.
- Дайте студентам 7 минут на заполнение анкет. Инструкции включены в анкеты, и никаких дополнительных инструкций не требуется.
4. Администрирование теста на дивергентное мышление
- В случае, если этот тест представляет интерес, потратьте 10 минут в классе, чтобы выполнить задание альтернативного использования36,37, которое измеряет беглость дивергентного мышления для всех студентов в классе.
- Предоставьте каждому студенту чистую бумагу и попросите его написать свой идентификационный номер.
- Объясните инструкции теста.
- Скажите им, что им будет предоставлен объект, который имеет общее использование, но они должны придумать как можно больше других применений.
- Приведите им пример (например, например, если я представляю вам газету, которая обычно используется для чтения, вы должны написать альтернативные варианты использования, такие как использование ее в качестве временной шляпы, чтобы защитить вас от солнца или выровнять нижнюю часть сумки)38.
- Прочитайте вслух первый пункт теста и напишите его на доске: «Напишите столько применений, сколько вы можете придумать для кирпича». Дайте студентам две минуты, чтобы они написали свои ответы. По истечении двух минут попросите студентов перевернуть свою бумагу в другую сторону.
- Прочитайте вслух второй пункт теста и напишите его на доске: «Напишите столько применений, сколько вы можете придумать для скрепки». Дайте студентам две минуты, чтобы они написали свои ответы.
- Как только две минуты законьтся, попросите студентов прекратить писать и собрать свои работы.
5. Прохождение предварительного теста на предыдущие академические знания
- Зарезервируйте 15 минут в классе для администрирования предыдущего предварительного теста академических знаний в Приложении C.
ПРИМЕЧАНИЕ: Предварительный тест посвящен центральной тенденции, которая имеет отношение к тому, чтобы усвоить содержание о изменчивости, которое должно быть изучено в последующих условиях обучения на шаге 67. Никакое содержание класса о центральной тенденции не должно быть предоставлено студентам между администрированием этого предварительного теста и шагом 6. Мы также не рекомендуем заменять этот предварительный тест другой предтестовой изменчивостью покрытия, поскольку это может создать эффект PS-I, который может загрязнить результаты эксперимента26. - Раздайте предварительный тест студентам. С этого момента попросите их работать индивидуально.
- Дайте студентам 10 минут для завершения предварительного теста. Инструкции включены в тест, и больше никаких спецификаций не требуется. Как только время идит, попросите студентов перевернуть свою бумагу и передать ее вам.
6. Назначение и администрирование двух условий обучения
- Потратьте 35 минут классного периода, чтобы управлять двумя условиями обучения в одном классе.
ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы предотвратить ошибки надежности из-за времени, мы рекомендуем не более одной недели между заполнением анкет и тестов в шагах 2 и 3 и этим шагом. - Убедитесь, что книги задач подготовлены должным образом, содержащие материалы для двух условий.
ПРИМЕЧАНИЕ: ВВП на душу населения был выбран для контекстуализации этих учебных материалов по нескольким причинам: во-первых, это спорная тема30, которая может быть знакома студентам из многих областей обучения, и, во-вторых, это переменная соотношения, которая позволяет использовать различные меры изменчивости, которые обсуждаются во время урока (диапазон, межквартильный диапазон, стандартное отклонение, дисперсия и коэффициент вариации).- Для условия PS-I распечатайте соответствующую целевую книгу в Приложении D-1, которая содержит: упражнение «Проблема изобретения», в котором учащимся предлагается изобрести индекс неравенства; Упражнение «Рабочий пример», в котором студенты могут изучить решения этой проблемы.
- Для получения условия прямой инструкции распечатайте соответствующую книгу задач в Приложении D-1, которая содержит: действие Рабочий пример (тот же Рабочий пример, приведенный к условию PS-I); Практическая задача в сочетании с этим рабочим примером.
ПРИМЕЧАНИЕ: Важно, чтобы практическая задача, включенная в материалы для этого состояния, не присутствовала в состоянии PS-I. Он включен для экспериментальной компенсации дополнительного времени, затрачиваемого студентами PS-I на задачу изобретения. Неотъемлемым ограничением конструкций PS-I является сложность контроля эквивалентности как с точки зрения времени, так и материалов. Даже в конструкциях, в которых условие PS-I и условие управления различаются только в том порядке, в котором представлены учебные материалы (то есть либо представление проблемы до явной фазы обучения, либо представление одной и той же проблемы после той же явной фазы обучения), эквивалентность не достигается, потому что ожидается, что проблема, которая решается до обучения, займет больше времени, чем после обучения. Этот протокол решает эту проблему так же, как и другие исследования24,путем включения дополнительных материалов в условие прямого обучения. - Разделите два задания в каждой книге задач, связав бумаги, соответствующие второму упражнению (например, с помощью клипа или записки), вместе, чтобы учащиеся не могли видеть содержание второго упражнения во время выполнения первого упражнения.
- Сообщите учащимся о процедуре, которую необходимо выполнить на этом конкретном этапе.
- Скажите им, что в зависимости от книги с заданиями, которую им поручают, у них будет две разные пары заданий, но все студенты увидят одинаковое содержание, и в конце урока все они будут иметь доступ ко всем заданиям.
- Дайте им знать, что им будет сказано, когда начать первое занятие и когда они должны перейти ко второму. Также скажите им, что документы для второго вида деятельности были обязаны помешать им посмотреть до соответствующего времени.
- Чтобы уменьшить потенциальное разочарование, связанное со страхом потерпеть неудачу, скажите им, что, хотя они могут найти некоторые виды деятельности трудными, они должны попытаться рассматривать эти трудности как возможности обучения39.
- Случайным образом распределите две книги с заданиями для студентов в классе
ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы предотвратить загрязняющие факторы, связанные с тем, где сидят учащиеся, равномерно распределите тетради по различным частям класса. Например, когда вы ходите по классу, дайте книгу задач PS-I одному ученику, а затем прямую книгу с заданиями следующему ученику. - После того, как вы раздали книги с заданиями всем студентам в классе, попросите их начать индивидуально работать над первым упражнением.
- Скажите студентам, что у них есть 15 минут для первого занятия. Инструкции включены в бумажные листы, и никаких дополнительных общих инструкций не требуется.
- Скажите им, что вы доступны для любых вопросов, но избегайте давать студентам какой-либо дополнительный контент, отличный от того, что у них есть в книгах с заданиями.
ПРИМЕЧАНИЕ: Особенно для студентов, решающих проблему изобретения, избегайте направления их к традиционным решениям, потому что это может сократить развитие их собственных знаний11. Вместо этого мы предлагаем три возможных ответа на вопросыстудентов 11:а) помочь им прояснить свои собственные процессы, попросив их объяснить, что они делают; б) помочь им руководствоваться своей интуицией, спросив их, в какой стране, по их мнению, больше неравенства, чем в других странах; c) помочь им понять цель деятельности, попросив их создать общие индексы, которые учитывали бы различия, которые они видят, вы можете привести примеры других количественных индексов (например, «среднее является индексом для расчета центрального значения в распределении»).
- Как только 15 минут для первого занятия закончатся, попросите студентов перейти к соответствующему второму упражнению, для которого они должны удалить зажим или записку.
- Скажите им, что у них есть 15 минут на второе занятие. Инструкции включены в бумажные листы, и никаких дополнительных общих инструкций не требуется. Скажите им, что вы доступны для любых вопросов.
ПРИМЕЧАНИЕ: Учащиеся имеют доступ к содержимому предыдущего занятия.
- Скажите им, что у них есть 15 минут на второе занятие. Инструкции включены в бумажные листы, и никаких дополнительных общих инструкций не требуется. Скажите им, что вы доступны для любых вопросов.
- Как только 15 минут закончится, попросите их передать вам готовый материал.
7. Администрирование содержания лекции
- Зарезервируйте 40 минут в течение одного или нескольких периодов занятий, чтобы прочитать лекцию о статистической изменчивости для всех студентов в классе.
ПРИМЕЧАНИЕ: Протокол может быть прерван в любой момент во время лекции и может быть продолжен в следующем занятии. - Чтобы прочитать лекцию, перейдите по слайдам, которые можно найти по следующей ссылке: https://www.dropbox.com/sh/aa6p3hs8esyf5xa/AACTvpVlEbdEtLVfBIbe9j7aa?dl=0.
ПРИМЕЧАНИЕ: Файл содержит анимацию для разбиения содержимого, комментарии с предлагаемыми объяснениями для студентов и указания о приблизительном времени, отведенном для каждого объяснения. Содержание и виды деятельности включают определение изменчивости, использование различных мер изменчивости (диапазон, межквартильный диапазон, дисперсия, стандартное отклонение и коэффициент вариации), свойства этих мер, а также их преимущества и недостатки по сравнению друг с другом и с другими неоптимальными решениями13. Более подробное описание этой предлагаемой лекции можно найти в Приложении E. Пользователь может адаптировать эти материалы в зависимости от различных факторов, таких как конкретный контент для освещения в классе, предпочтительные принципы обучения или различные выражения культуры.
8. Заполнение анкеты любопытства
- В конце лекции дайте студентам шкалу любопытства из анкеты40 «Эпистемические связанныеэмоции» (Приложение F)и дайте им 2 минуты для ее заполнения. Напомните студентам, чтобы они написали свой идентификационный номер в анкете, прежде чем вручать его обратно.
ПРИМЕЧАНИЕ: В литературе любопытство часто измеряется сразу после изобретательской деятельности и соответствующей контрольной деятельности14,17. Протокол является гибким к этой и другим возможным изменениям в этом отношении. Для простоты мы включили измерение любопытства только в конце урока, потому что это имеет отношение к изучению долгосрочных эффектов PS-I на любопытство, и потому что повышенное любопытство сразу после изобретательской деятельности может быть частично объяснено тем фактом, что во время деятельности по изобретению учащиеся получают меньше информации, чем во время альтернативных видов деятельности, используемых в качестве контрольных.
9. Администрирование обучения после теста
- В соответствии с учителем в каждом классе, потратьте 30 минут в классе на проведение пост-теста.
- Раздайте студентам пост-тест в Приложении G. Попросите их поработать над этим индивидуально.
- Дайте студентам 25 минут, чтобы сделать пост-тест. Инструкции включены в пост-тест, и никаких дополнительных общих инструкций не требуется.
- Как только 25 минут законьются, попросите их вернуть вам пост-тест.
10. Предоставление студентам обратной связи и всех учебных материалов
- Сделайте материалы, использованные для этого урока, доступными для студентов. Слайды Power-Point, материалы для двух условий обучения и решения для предварительного и посттестового обучения доступны в Приложении H.
11. Кодирование данных
- Рассчитайте баллы по различным шкалам в вопросниках путем сложения всех баллов по пунктам в рамках каждой шкалы вопросника (краткое изложение пунктов вопросника в предлагаемых вопросниках см. в приложении В).
- Рассчитайте балл за беглость дивергентного мышления, подсчитав все соответствующие ответы, данные каждым студентом в обоих пунктах задания37«Альтернативное использование».
ПРИМЕЧАНИЕ: Другие меры, часто кодировка из задачи альтернативного использования, такие как гибкость, оригинальность и проработка, также могут рассматриватьсякак 36,37. - Рассчитайте балл предыдущего предварительного теста знаний, сначала оценив каждый элемент с помощью ключа ответа в Приложении I-1, а затем сложив баллы по всем пунктам.
- Рассчитайте различные показатели обучения, сначала оценив каждый элемент в пост-тесте, используя ключ ответа в Приложении I-2, а затем сложив баллы для каждого показателя обучения: баллы в пунктах 1-3 для процедурной меры обучения, баллы в пунктах 4-8 для концептуальной меры обучения и баллы в пунктах 9-11 для передачи меры обучения.
ПРИМЕЧАНИЕ: Другие показатели процесса обучения, такие как количество решений, произведенных учащимися во время задачи изобретения, или правильность решений во всех действиях по решению проблем, могут быть рассмотрены, но они не будут объяснены в этом протоколе.
12. Анализ данных
Обратите внимание, что ссылки в этом разделе относятся к практическим руководствам по выполнению анализа с помощью программного обеспечения SPSS и PROCESS, но также могут использоваться и другие программы.
- Чтобы оценить общую эффективность PS-I, сравните показатели любопытства и обучения состоянию PS-I с любопытством и оценками обучения контрольного состояния.
ПРИМЕЧАНИЕ: До тех пор, пока предположения выполняются, мы в первую очередь рекомендуем ANCOVA контролировать предрасположенность ковариатов. В качестве второго варианта мы рекомендуем t-тесты для независимых групп, а в качестве третьего варианта мы рекомендуем тесты Mann-Whitney U41. Для этих анализов не требуется минимальный размер выборки, но, учитывая размеры эффекта в предыдущей литературе(d = 0,43)21,минимальная выборка из 118 студентов в группе будет рекомендована для облегчения идентификации эффектов как значительных (двухсторонний анализ мощности для различий между независимыми средствами, α = 0,05, β = 0,). Выборки, превышающие 30 студентов в группе, облегчат выполнение предположений о нормальности для ANCOVA или t-тестов41. - Чтобы интуитивно исследовать эффекты медиации (например, посредничество любопытства в обучении) и / или смягчающее влияние предрасположенностей, выполните корреляционный анализ между медиаторной переменной (например, любопытство) и переменной обучения (например, концептуальным знанием) в двух условиях обучения.
ПРИМЕЧАНИЕ: До тех пор, пока предположения выполняются, мы в первую очередь рекомендуем использовать корреляции Пирсона, а в качестве второго варианта мы рекомендуем корреляции Спирмена42. Для этих анализов не требуется минимальный размер выборки, но большие выборки (например, более 30 студентов в группе) облегчают выполнение предположений о нормальности, необходимых для корреляций Пирсона. Возможные эффекты модерации будут обозначены переменными предрасположенности, которые имеют разные значения корреляции в одном состоянии обучения по сравнению с другим. Возможный эффект посредничества (например, посредничество любопытства при обучении) будет указан, если опосредующая переменная коррелирует с результатами обучения по крайней мере в одном состоянии, и если уровни этой переменной отличаются в одном состоянии обучения по сравнению с другим (см. результаты в Шаге 12.1). - Чтобы продолжить оценку посреднического влияния на обучение и/или модеривщего влияния предрасположенности студентов, выполните либо медиативный анализ, либо анализ модерации, либо анализ условного процесса (который сочетает в себе медиациацию и модерационный анализ) в зависимости от концептуальной модели для теста43,которая будет варьироваться в зависимости от выбранных гипотез и/или предварительного анализа на шаге 12.2.
ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку эти анализы основаны на множественных регрессиях и, следовательно, основаны на статистическом подходе с фиксированным эффектом, чтобы сделать результаты как можно более обобщаемыми, мы рекомендуем минимальный размер выборки 15 студентов на посредническую переменную, включенную в концептуальную модель, плюс 30 студентов на переменную модерации, включенную в модель. Некоторые программы, такие как PROCESS, допускают одновременное включение не более двух модеририруя переменных. Для включения большего количества модерируемых переменных потребуется провести несколько анализов с изменением включенных модераторов.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Этот протокол был удовлетворительно реализован в предыдущем исследовании23,за исключением показателей предрасположенности студентов с точки зрения их чувства компетентности, целей подхода к мастерству, метапознания и дивергентного мышления.
Для устранения этих предрасположенностей этот протокол включает меры, которые были ранее проверены и которые показали высокий уровень надежности(таблица 1).
Типичные решения, генерируемые студентами в изобретательской задаче условия PS-I, можно увидеть на рисунке 3A-D. Студенты обычно не производят каноническое решение стандартного отклонения. Однако неоптимальные решения, которые они производят, показывают размышления о соответствующих аспектах стандартного отклонения (например, диапазон, суммирование отклонений или усреднение отклонений). Предыдущие исследования показали, что разнообразие решений в исходной задаче у PS-I было связано с высшим образованием, независимо от правильности ответа44. Тем не менее, важно отметить, что отсутствие ответа на эту проблему не является показателем того, что учащиеся не получают от нее пользы, поскольку учащиеся могут критически размышлять о проблеме, не давая видимого результата.
Типичное решение, полученное студентами в практической задаче, используемой в контрольном состоянии(рисунок 2),показано на рисунке 3 E. Эти решения более однородны и соответствуют канонической концепции стандартного отклонения, потому что это проблема, которая была представлена после того, как они изучили концепции и процедуры в рабочем примере(Приложение D-2).
На рисунке 5 приведен пример сообщения об общих различиях между PS-I и прямым обучением в экспериментальной оценке. Он основан на результатах предыдущего исследования, которое следовало этому протоколу23, в котором студенты в состоянии PS-I не отличались процедурными знаниями, передачей знаний, любопытством или предыдущими знаниями, но отличались концептуальными знаниями.
На рисунке 6 показан пример для сообщения о модериративном эффекте одной из предложенных учащимся предрасположенностей, метакогнитивных способностей. В этом гипотетическом примере учащиеся с более низкими метакогнитивными способностями узнали больше от прямого обучения, чем от PS-I, в то время как учащиеся с более высокими метакогнитивными способностями получили больше пользы от PS-I, чем от прямого обучения.
Рисунок 1:Проблема изобретения в состоянии PS-I. В этой задаче23 студентам в состоянии PS-I предлагается изобрести количественные индексы для измерения неравенства в четырех странах. Он сформулирован с помощью метода контрастных случаев11:страны показывают согласованность и вариации относительно соответствующих признаков, и эти вариации легко рассчитать. Например, Пинпанпун и Товео имеют одинаковое среднее (5), одинаковое количество случаев (7), одинаковый диапазон (10), но разное распределение. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 2:Практическая задача в условиях прямого обучения. В этой задаче23 учащимся в условиях прямого обучения предлагается применить концепции и процедуры, изученные в Рабочем примере. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 3:Общие решения в проблеме изобретения и в практической проблеме. Изображения A-D показывают общие решения в задаче изобретения, которые могут быть использованы на заднем этапе прямого обучения содержимому каркаса: (A) Диапазон - легко вычислить, но не учитывает различия между всеми жителями; (B) Мера, основанная на диапазоне, - учитывает больше жителей, чем диапазон, по мере его усиления при повторении максимальных значений, но не учитывает все значения; (C) Среднее значение отклонений - оно учитывает различия между всеми жителями, но оно сбивает с толку, поскольку отрицательные отклонения вычитают из положительных отклонений; D) среднее значение абсолютных отклонений - концептуально полное решение, аналогичное каноническому решению стандартного отклонения; Е) типичное решение практической проблемы контрольного состояния. Студенты в этом состоянии уже изучили Рабочий Пример, и поэтому большинство из них способны воспроизвести и правильно интерпретировать канонические решения стандартного отклонения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 4:Проектирование экспериментальной оценки. После заполнения анкет и тестов для измерения предрасположенности учащихся учащиеся случайным образом распределяются по деятельности двух условий обучения (все учащиеся остаются в одном классе). Как только студенты завершают эти мероприятия, все они получают одну и ту же лекцию о статистической изменчивости. Любопытство и обучение измеряются в конце процесса обучения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 5:Результаты об эффективности PS-I в сравнении с прямой инструкцией. Графика отображает типичный результат сравнения между условием PS-I и условием прямой инструкции в каждой зависимой переменной, используя данные предыдущего исследования, в котором использовался этот протокол23. Две полосы на каждом рисунке представляют средние для двух условий, в то время как соответствующие им полосы ошибок представляют +/- 1 стандартную ошибку этих средств. * указывает на значимые результаты на уровне значимости .05. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Рисунок 6:Гипотетические результаты о смягчающих эффектах предрасположенности студентов. Графика отображает гипотетический результат о модеритирующей силе метакогнитивных способностей на относительную эффективность PS-I для содействия обучению, в котором PS-I более эффективен, чем прямое обучение, только для студентов, которые сообщают о средних и высоких метакогнитивных способностях. Следуя рекомендациям в43,16-м, 50-м и86-мпроцентилях, они использовались для представления учащихся с низкими, средними и высокими метапознательными способностями. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
| Строить | Мера и описание | ||
| Чувство компетентности | Можно использовать шкалу когнитивной компетентности в Обзоре отношения к статистике (SATS-28)33 (Приложение B2). Он состоит из 6 пунктов, которые спрашивают студентов, насколько они согласны с утверждениями об их чувстве компетентности, изучая статистику (например, «Я могу изучать статистику»). Он показал внутреннюю, конвергентную и прогностическую валидность, а также высокую надежность (α = .71 - .93)45. | ||
| Цели подхода к мастерству | Можно использовать шкалу подхода к овладению в вопроснике о достижении целей, пересмотренном 34 (Приложение B3). Он состоит из 3 пунктов, которые спрашивают студентов, насколько они согласны с утверждениями о наличии целей обучения, которые сосредоточены на личном обучении (например, «Я стремлюсь понять содержание этого курса как можно полнее»). Он показал внутреннюю, конвергентную и прогностическую валидность, а также высокую внутреннюю надежность (α =.84)34. | ||
| Метакогнитивная регуляция | Может быть использована шкала регуляции познания инвентаря метакогнитивной осведомленности46 (Приложение B4). Он состоит из 35 пунктов, которые спрашивают студентов, насколько типично для них использовать различные метакогнитивные стратегии (например, «Я переоцениваю свои предположения, когда путаюсь»). Он показал внутреннюю и прогностическую валидность, а также высокую надежность (α = .88)46. | ||
| Дивергентное мышление | Можно использовать оценку беглости из задачи альтернативного использования36. Он состоит из представления студентам нескольких объектов (например, скрепки) и просьбы предоставить как можно больше необычных применений для каждого объекта в течение определенного времени. Это надежный балл (H = 0,631), который был внутренне проверен 47 и показал прогностическую валидность в версиях с различными расширениями, варьирующимися от 1 до 20 представленных объектов, и от 1 до 3 минут, данных для каждого объекта37,48,49. Для временных ограничений в образовательных учреждениях в настоящем протоколе предлагается короткая версия из двух объектов и двух минут на объект37. | ||
| Предыдущие академические знания | Чтобы адаптироваться к конкретному содержанию, охватываемому этим протоколом, предварительный тест обучения был адаптирован (Приложение C) из надежного (α = 0,75) предварительного теста, используемого в предыдущем исследовании 7. Он состоит из 5 пунктов, которые спрашивают студентов о центральных показателях тенденции, которые имеют отношение к усвоению содержания изменчивости. | ||
Таблица 1: Предлагаемые конструкции и меры для оценки предрасположенности студентов. Пять конструктов о предрасположенности студентов предлагается оценить в качестве модераторов эффективности PS-I. Предлагаемая мера для каждой конструкции описывается в отношении количества элементов, описания элементов и доказательств обоснованности и надежности.
| Строить | Мера и описание | ||
| Любопытство | Можно использовать шкалу любопытства в опроснике40 «Эпистемологически связанные эмоции» (Приложение F). Он состоит из трех пунктов, которые просят студентов оценить интенсивность, которую они чувствовали любопытным, заинтересованным и любознательным. Он показал внутреннюю и прогностическую валидность, а также высокую надежность (α = .88)40. | ||
| Обучение (процедурное, концептуальное и трансферное) | Для оценки знаний о конкретном содержании изменчивости, охватываемом этим протоколом, был адаптирован пост-тест обучения (Приложение G) из надежного (α = 0,84) пост-теста, используемого в предыдущем исследовании7. Он состоит из 12 пунктов: три пункта, относящихся к процедурному обучению (например, пункт 1, где учащиеся должны рассчитать стандартное отклонение), шесть пунктов, относящихся к концептуальному обучению (например, пункт 4, где учащиеся должны рассуждать о компонентах формулы стандартного отклонения), и три пункта, относящиеся к передаче (например, пункт 10, где учащиеся должны вывести процедуру сравнения баллов с различными измерениями). | ||
Таблица 2: Предлагаемые конструкции и меры по оценке эффективности PS-I. Описаны предлагаемые инструменты для измерения любопытства и три типа обучения (процедурный, концептуальный и трансферный), включая информацию о количестве предметов, описание предметов и доказательства достоверности и надежности.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Цель этого протокола состоит в том, чтобы направлять исследователей и преподавателей в реализации и оценке подхода PS-I в реальных условиях класса. Согласно некоторым предыдущим опытам, PS-I может помочь в продвижении глубокого обучения и мотивации у студентов19,21,24лет, но есть необходимость в дополнительных исследованиях о его эффективности у студентов с различными способностями и мотивационными предрасположенностями14,27. Более конкретно, используя этот документ, преподаватели могут следовать протоколу реализации PS-I для класса статистики, разработанного в соответствии с наиболее широко признанными принципами в литературе PS-I11,13,20,50 (шаги 6-7). Кроме того, преподаватели и исследователи могут следовать встроенной экспериментальной оценке эффективности этой реализации у студентов с различными мотивационными и / или когнитивными предрасположенностями (все шаги). Это экспериментирование не противоречит образовательным принципам равенства возможностей, свободного согласия на участие или уважения конфиденциальности студентов, а также не является необходимым использовать какие-либо новые технологии.
Протокол является гибким и может быть изменен или применен в соответствии с новыми исследованиями или образовательными потребностями. Тем не менее, как описано в этом документе, протокол позволяет оценить эффективность PS-I с точки зрения любопытства и различных типов обучения, включая меры обучения, требующие глубокого обучения, такие как концептуальные знания и передача знаний, а также меры обучения, которые не обязательно требуют глубокого обучения, такие как процедурные знания. Как мотивация, так и глубокое обучение являются важными проблемами для всех инструкторов. Дизайнеры курсов STEM особенно обеспокоены этими темами, поскольку большая часть студентов испытывают трудности с пониманием этих курсов1,2,3 и испытывают различные мотивационные проблемы4,5. Протокол также предоставляет руководство для оценки эффективности PS-I у студентов с точки зрения некоторых когнитивных и / или мотивационных предрасположенностей, которые также являются проблемой в stem-образовании, и в относительной эффективности PS-I. Предрасположенности, предложенные в протоколе, включают в себя предыдущие академические знания, цели подхода к мастерству, чувство компетентности в изучении предмета, метапознание и дивергентное мышление.
Примеры модификации протокола на основе идей, предложенных в литературе, включают увеличение числа задач в условиях15,предоставление студентам больше времени для исследования проблем44,и включение различных переменных для учета процессов посреднического обучения14,15,24. Протокол также является гибким в отношении применения различных шагов в разных сеансах класса. Каждый шаг может быть выполнен в тот же период класса, что и предыдущий шаг, и исследователи и преподаватели могут решить, как организовать шаги для своего удобства.
Тем не менее, решающим фактором для оценки является то, что учащиеся сотрудничают в соблюдении правил оценки. Например, на некоторых этапах они должны работать индивидуально, чтобы возможные взаимодействия между ними не загрязняли результаты. Для достижения этой цели важно, чтобы учащиеся были проинформированы о процедурах и чтобы они были в равной степени вовлечены в учебную деятельность независимо от того, хотят ли они участвовать в экспериментальной оценке или нет32,как описано в Шаге 1 протокола. Для мероприятий, которые требуют индивидуальной работы, мы также рекомендовали убедиться, что между студентами остались места.
Таким образом, этот протокол может быть полезен для того, чтобы сделать PS-I и его экспериментальную оценку более доступными для преподавателей и исследователей, предоставить им материалы и руководство, предоставить им гибкость в применении его в соответствии с их исследовательскими и образовательными потребностями и предложить варианты анализа, которые адаптируются к различным размерам выборки. Однако одним из возможных ограничений здесь может быть время, необходимое для заполнения анкет и тестов о предрасположенности учащихся. Когда пользователь заинтересован в оценке этих предрасположенностей, но нет свободного времени для этого во время занятий, эти анкеты могут быть заполнены как задание вне класса. Вторым ограничением является потенциальная погрешность измерения некоторых из предлагаемых показателей предрасположенности, которые конкретно не контекстуализированы при изучении мер изменчивости, а скорее в общем обучении (метапознание и дивергентное мышление) или обучении общей статистике (цели подхода к овладению и чувство компетентности). Эту ошибку следует рассматривать как потенциальное ограничение любых исследований, проводимых с использованием этого протокола. Последнее ограничение заключается в том, что предыдущие знания, предтестовые и полученные после теста, не являются валидируемыми показателями в предыдущей литературе, поскольку содержание реализации очень специфично, а утвержденные меры для них недоступны. Однако ожидается, что будущая реализация этого протокола будет способствовать их валидации.
Аналогичным образом, будущее применение протокола также определит новые потребности в исследованиях и новые варианты, которые будут применяться. Наличие протокола в качестве общего источника может способствовать обеспечению определенной систематической структуры в различных исследованиях. Кроме того, до тех пор, пока преподаватели находят экспериментальную оценку этого протокола совместимой с их образовательной практикой, этот протокол может поощрять участие преподавателей в исследованиях PS-I, что будет означать более широкую профессиональную перспективу в процессе исследования и лучший доступ к образцам32.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторам нечего раскрывать.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана проектом Княжества Астурия (FC-GRUPIN-IDI/2018/000199) и преддокторским грантом Министерства образования, культуры и спорта Испании (FPU16/05802). Мы хотели бы поблагодарить Стефани Джун за ее помощь в редактировании английского языка в учебных материалах.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| SPSS Program | International Business Machines Corporation (IBM) | Other programs for general data analysis might be used instead | |
| PROCESS program | Andrew F. Hayes (Ohio State University) | Freely accesible at: http://www.processmacro.org. Other programs for mediation, moderation, or conditional process analyses might be used instead | |
| Cognitive Competence Scale in the Survey of Attitudes towards Statistics (SATS-28) | Candace Schau (Arizona State University) | In case it is used, request should be requested from the author, who holds the copyright | |
| Mastery Approach Scale in the Achievement Goal Questionnaire-Revised | Andrew J. Elliot (University of Rochester) | In case it is used, request should be requested from the author | |
| Regulation of Cognition Scale of the Metacognitive Awareness Inventory | Gregory Schraw (University of Nevada Las Vegas) | In case it is used, request should be requested from the creator |
References
- Silver, E. A., Kenney, P. A. Results from the seventh mathematics assessment of the National Assessment of Educational Progress. Council of Teachers of Mathematics. , (2000).
- OECD. Results (Volume I): Excellence and Equity in Education. PISA, OECD. , OECD publishing. Paris, France. (2016).
- Mallart Solaz, A. La resolución de problemas en la prueba de Matemáticas de acceso a la universidad: procesos y errores. , (2014).
- García, T., Rodríguez, C., Betts, L., Areces, D., González-Castro, P. How affective-motivational variables and approaches to learning predict mathematics achievement in upper elementary levels. Learning and Individual Differences. 49, 25-31 (2016).
- Lai, Y., Zhu, X., Chen, Y., Li, Y. Effects of mathematics anxiety and mathematical metacognition on word problem solving in children with and without mathematical learning difficulties. PloS one. 10 (6), 0130570 (2015).
- Ma, X., Xu, J. The causal ordering of mathematics anxiety and mathematics achievement: a longitudinal panel analysis. Journal of Adolescence. 27 (2), 165-179 (2004).
- Kapur, M.
- Kirschner, P. A., Sweller, J., Clark, R. E. Why Minimal Guidance During Instruction Does Not Work: An Analysis of the Failure of Constructivist, Discovery, Problem-Based, Experiential, and Inquiry-Based Teaching. Educational Psychologist. 41 (2), 75-86 (2006).
- Stockard, J., Wood, T. W., Coughlin, C., Khoury, C. R. The Effectiveness of Direct Instruction Curricula: A Meta-Analysis of a Half Century of Research. Review of educational research. 88 (4), 479-507 (2018).
- Clark, R., Kirschner, P. A., Sweller, J. Putting students on the path to learning: The case for fully guided instruction. American Educator. , (2012).
- Schwartz, D. L., Martin, T. Inventing to prepare for future learning: The hidden efficiency of encouraging original student production in statistics instruction. Cognition and instruction. 22 (2), 129-184 (2004).
- Loibl, K., Rummel, N. The impact of guidance during problem-solving prior to instruction on students' inventions and learning outcomes. Instructional Science. 42 (3), 305-326 (2014).
- Kapur, M., Bielaczyc, K.
- Glogger-Frey, I., Fleischer, C., Grueny, L., Kappich, J., Renkl, A. Inventing a solution and studying a worked solution prepare differently for learning from direct instruction. Learning and Instruction. 39, 72-87 (2015).
- Glogger-Frey, I., Gaus, K., Renkl, A. Learning from direct instruction: Best prepared by several self-regulated or guided invention activities. Learning and Instruction. 51, 26-35 (2017).
- Likourezos, V., Kalyuga, S. Instruction-first and problem-solving-first approaches: alternative pathways to learning complex tasks. Instructional Science. 45 (2), 195-219 (2017).
- Lamnina, M., Chase, C. C. Developing a thirst for knowledge: How uncertainty in the classroom influences curiosity, affect, learning, and transfer. Contemporary educational psychology. 59, 101785 (2019).
- Loibl, K., Rummel, N. Knowing what you don't know makes failure productive. Learning and Instruction. 34, 74-85 (2014).
- Weaver, J. P., Chastain, R. J., DeCaro, D. A., DeCaro, M. S. Reverse the routine: Problem solving before instruction improves conceptual knowledge in undergraduate physics. Contemporary educational psychology. 52, 36-47 (2018).
- Loibl, K., Roll, I., Rummel, N. Towards a Theory of When and How Problem Solving Followed by Instruction Supports Learning. Educational psychology review. 29 (4), 693-715 (2017).
- Darabi, A., Arrington, T. L., Sayilir, E. Learning from failure: a meta-analysis of the empirical studies. Etr&D-Educational Technology Research and Development. 66 (5), 1101-1118 (2018).
- Chen, O. H., Kalyuga, S. Exploring factors influencing the effectiveness of explicit instruction first and problem-solving first approaches. European Journal of Psychology of Education. , (2019).
- González-Cabañes, E., García, T., Rodríguez, C., Cuesta, M., Núñez, J. C. Learning and Emotional Outcomes after the Application of Invention Activities in a Sample of University Students. Sustainability. 12 (18), 7306 (2020).
- Schwartz, D. L., Chase, C. C., Oppezzo, M. A., Chin, D. B. Practicing Versus Inventing With Contrasting Cases: The Effects of Telling First on Learning and Transfer. Journal of educational psychology. 103 (4), 759-775 (2011).
- Chase, C. C., Klahr, D. Invention Versus Direct Instruction: For Some Content, It's a Tie. Journal of Science Education and Technology. 26 (6), 582-596 (2017).
- Newman, P. M., DeCaro, M. S. Learning by exploring: How much guidance is optimal. Learning and Instruction. 62, 49-63 (2019).
- Belenky, D. M., Nokes-Malach, T. J. Motivation and Transfer: The Role of Mastery-Approach Goals in Preparation for Future Learning. Journal of the Learning Sciences. 21 (3), 399-432 (2012).
- Bergold, S., Steinmayr, R. The relation over time between achievement motivation and intelligence in young elementary school children: A latent cross-lagged analysis. Contemporary educational psychology. 46, 228-240 (2016).
- Mazziotti, C., Rummel, N., Deiglmayr, A., Loibl, K. Probing boundary conditions of Productive Failure and analyzing the role of young students' collaboration. NPJ science of learning. 4, 2 (2019).
- Stiglitz, J. E.
- Holmes, N. G., Day, J., Park, A. H., Bonn, D., Roll, I. Making the failure more productive: scaffolding the invention process to improve inquiry behaviors and outcomes in invention activities. Instructional Science. 42 (4), 523-538 (2014).
- Herreras, E. B. La docencia a través de la investigación-acción. Revista Iberoamericana de Educación. 35 (1), 1-9 (2004).
- Schau, C., Stevens, J., Dauphinee, T. L., Delvecchio, A. The development and validation of the survey of attitudes toward statistics. Educational and Psychological Measurement. 55 (5), 868-875 (1995).
- Elliot, A. J., Murayama, K. On the measurement of achievement goals: Critique, illustration, and application. Journal of educational psychology. 100 (3), 613-628 (2008).
- Schraw, G., Dennison, R. S.
- Guilford, J. P. The nature of human intelligence. , (1967).
- Zmigrod, L., Rentfrow, P. J., Zmigrod, S., Robbins, T. W. Cognitive flexibility and religious disbelief. Psychological Research-Psychologische Forschung. 83 (8), 1749-1759 (2019).
- Wilson, S. Divergent thinking in the grasslands: thinking about object function in the context of a grassland survival scenario elicits more alternate uses than control scenarios. Journal of Cognitive Psychology. 28 (5), 618-630 (2016).
- Autin, F., Croizet, J. -C. Improving working memory efficiency by reframing metacognitive interpretation of task difficulty. Journal of experimental psychology: General. 141 (4), 610 (2012).
- Pekrun, R., Vogl, E., Muis, K. R., Sinatra, G. M. Measuring emotions during epistemic activities: the Epistemically-Related Emotion Scales. Cognition and Emotion. 31 (6), 1268-1276 (2017).
- Pallant, J. Statistical techniques to compare groups. SPSS survival manual. , McGraw-Hill Education. UK. 211 (2013).
- Pallant, J. Statistical techniques to explore relationships among variables. SPSS survival manual. , McGraw-Hill Education. UK. 125-149 (2013).
- Hayes, A. F. Introduction to mediation, moderation, and conditional process analysis: A regression-based approach. , Guilford publications. New York, NY. (2017).
- Kapur, M. Productive failure in learning the concept of variance. Instructional Science. 40 (4), 651-672 (2012).
- Nolan, M. M., Beran, T., Hecker, K. G. Surveys Assessing Students' Attitudes Toward Statistics: A Systematic Review of Validity and Reliability. Statistics Education Research Journal. 11 (2), (2012).
- Schraw, G., Dennison, R. S.
- Dumas, D., Dunbar, K. N. Understanding Fluency and Originality: A latent variable perspective. Thinking Skills and Creativity. 14, 56-67 (2014).
- Roberts, R., et al. An fMRI investigation of the relationship between future imagination and cognitive flexibility. Neuropsychologia. 95, 156-172 (2017).
- Chamorro-Premuzic, T. Creativity versus conscientiousness: Which is a better predictor of student performance. Applied Cognitive Psychology: The Official Journal of the Society for Applied Research in Memory and Cognition. 20 (4), 521-531 (2006).
- Kapur, M. Examining productive failure, productive success, unproductive failure, and unproductive success in learning. Educational Psychologist. 51 (2), 289-299 (2016).
