Summary
פרוטוקול זה מנחה חוקרים ומחנכים באמצעות יישום הגישה לפתרון בעיות לפני ההוראה (PS-I) בשיעור סטטיסטיקה לתואר ראשון. הוא גם מתאר הערכה ניסיונית מוטבעת של יישום זה, שבו היעילות של PS-I נמדדת במונחים של למידה ומוטיבציה אצל תלמידים עם נטיות קוגניטיביות ורגשניות שונות.
Abstract
כיום, כיצד לעודד חשיבה רפלקטיבית של התלמידים היא אחד החששות העיקריים של מורים ברמות חינוך שונות. תלמידים רבים מתקשים להתמודד עם משימות הכרוכות ברמות גבוהות של הרהורים, כגון בקורסי STEM (מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה). לרבים יש גם חרדה עמוקה ודמוטיבציה כלפי קורסים כאלה. על מנת להתגבר על אתגרים קוגניטיביים ורגשיים אלה, החוקרים הציעו את השימוש "פתרון בעיות לפני הוראה" (PS-I) גישות. PS-I מורכב מתן הזדמנות לתלמידים ליצור פתרונות בודדים לבעיות שנפתרו מאוחר יותר בכיתה. פתרונות אלה מושוים לפתרון הקנוני בשלב ההוראה הבא, יחד עם הצגת תוכן השיעור. הוצע כי עם גישה זו התלמידים יכולים להגביר את ההבנה המושגית שלהם, להעביר את הלמידה שלהם למשימות והקשרים שונים, להיות מודעים יותר לפערים בידע שלהם, וליצור מבנה אישי של ידע קודם שיכול לעזור לשמור על המוטיבציה שלהם. למרות היתרונות, גישה זו זכתה לביקורת, שכן התלמידים עשויים להשקיע זמן רב בניסוי וטעייה חסרי מטרה במהלך השלב הראשוני של יצירת פתרונות או שהם עשויים אפילו להרגיש מתוסכלים בתהליך זה, אשר עלול לפגוע בלמידה עתידית. חשוב מכך, יש מעט מחקר על איך מאפיינים קודמים של התלמידים יכולים לעזור להם להפיק תועלת (או לא) מגישה זו. מטרת המחקר הנוכחי היא להציג את העיצוב והיישום של גישת ה-PS-I המיושמת בסטטיסטיקה של למידה בסטודנטים לתואר ראשון, כמו גם גישה מתודולוגית המשמשת להערכת יעילותה בהתחשב בהבדלים הקיימים של התלמידים.
Introduction
אחת השאלות שהמורים מודאגים מהן כרגע היא כיצד לעורר את השתקפות התלמידים. דאגה זו נפוצה בקורסים בעלי אופי מתמטי, כגון קורסי STEM (מדע, טכנולוגיה, הנדסה ומתמטיקה), שבהם הפשטה של מושגים רבים דורשת רמה גבוהה של השתקפות, אך סטודנטים רבים מדווחים על התקרבות לקורסים אלה אך ורק בשיטות מבוססות זיכרון1. בנוסף, התלמידים מראים לעתים קרובות למידה שטחית של המושגים1,2,3. עם זאת, הקשיים שהתלמידים חווים ביישום תהליכי השתקפות ולמידה עמוקה אינם רק קוגניטיביים. סטודנטים רבים חשים חרדה ודמוטיבציה מול קורסים אלה4,5. למעשה, קשיים אלה נוטים להימשך לאורך כל החינוך של התלמידים6. לכן חשוב לחקור אסטרטגיות חינוכיות שמכינות את התלמידים ללמידה עמוקה, ללא קשר לנטיותיהם השונות.
זה שימושי במיוחד כדי למצוא אסטרטגיות המשלימים גישות הדרכה טיפוסיות. אחד האופייניים ביותר להיות הוראה ישירה. הוראה ישירה פירושה הנחיה מלאה של התלמידים מהכנסת מושגים חדשניים עם מידע מפורש על מושגים אלה, ולאחר מכן עם אסטרטגיות איחוד כגון פעילויות לפתרון בעיות, משוב, דיונים, או הסברים נוספים7,8. הדרכה ישירה יכולה להיות יעילה להעברת תוכןבקלות 8,9,10. עם זאת, לעתים קרובות התלמידים אינם משקפים היבטים חשובים, כגון כיצד התוכן מתייחס לידע האישי שלהם, או נהלים פוטנציאליים שיכולים לעבוד ואינם11. לכן חשוב להציג אסטרטגיות משלימות כדי לגרום לתלמידים לחשוב באופן ביקורתי.
אסטרטגיה אחת כזו היא גישת פתרון הבעיות לפני ההוראה (PS-I)12, המכונה גם גישת ההמצאה11 או גישת הכשל היצרני13. PS-I שונה להוראה ישירה במובן זה שהתלמידים אינם מוצגים ישירות למושגים, במקום זאת יש שלב לפתרון בעיות לפני פעילויות ההוראה הישירה הטיפוסיות שבהן התלמידים מחפשים פתרונות פרטניים לבעיות לפני שהם מקבלים הסבר כלשהו על נהלים לפתרון אותם.
בבעיה ראשונית זו, התלמידים אינם צפויים לגלות באופן מלא את מושגי היעד13. התלמידים עשויים גם להרגיש עומס קוגניטיבי14,15,16 ואפילו שלילי להשפיעעל 17 עם חוסר הוודאות ואת ההיבטים הרבים שיש לקחת בחשבון. עם זאת, חוויה זו יכולה להיות פרודוקטיבית בטווח הארוך מכיוון שהיא יכולה להקל על חשיבה ביקורתית על תכונות חשובות. באופן ספציפי, הבעיה הראשונית יכולה לעזור לתלמידים להיות מודעים יותר לפערים בידע שלהם18,להפעיל ידע מוקדם הקשור לתוכן כדי לכסות13, ולהגביר את המוטיבציה בגלל ההזדמנות לבסס את לימודם על ידע אישי7,17,19.
במונחים של למידה, ההשפעות של PS-I נראים בדרך כלל כאשר התוצאות מוערכים עם אינדיקטורים למידה עמוקה20,21. באופן כללי לא נמצאו הבדלים בין תלמידים שלמדו באמצעות PS-I לבין אלה שלמדו באמצעות הוראה ישירה במונחים של ידעפרוצדורלי 20,22, המתייחס ליכולת לשחזר נהלים מלומדים. עם זאת, סטודנטים שעוברים PS-I בדרך כלל מפגינים השכלה גבוהה בידעמושגי 7,19,23, המתייחס להבנת התוכן המכוסה, ולהעביר7,15,19,24, המתייחס ליכולת ליישם הבנה זו למצבים חדשניים. לדוגמה, מחקר שנערך לאחרונה בכיתה על שונות סטטיסטית הראה כי תלמידים שקיבלו את ההזדמנות להמציא את הפתרונות שלהם כדי למדוד שונות סטטיסטית לפני קבלת הסברים על המושגים הכלליים והנהלים בנושא זה הורידו את ההבנה הטובה יותר בסוף השיעור מאשר אלה שהצליחו ללמוד ישירות את המושגים והנהלים הרלוונטיים לפני שהיו מעורבים בפעילות לפתרון בעיות23. עם זאת, כמה מחקרים הראו שום הבדלים בלמידה16,25,26 או מוטיבציה19,26 בין PS-I וחלופות הוראה ישירה, או אפילו למידה טובה יותר בחלופות הוראה ישירה14,26, וחשוב לשקול מקורות פוטנציאליים של שונות.
תכונות העיצוב שבבסיס היישום של PS-I הן תכונה חשובה20. סקירה שיטתית20 מצאה כי יש סבירות גבוהה יותר להיות יתרון למידה עבור PS-I על פני חלופות הוראה ישירה כאשר התערבויות PS-I יושמו עם לפחות אחת משתי אסטרטגיות, או גיבוש הבעיה הראשונית עם מקרים מנוגדים, או בניית ההוראה הבאה עם משוב מפורט על הפתרונות של התלמידים. מקרים מנוגדים מורכבים מדוגמאות פשוטות הנבדלות בכמה מאפיינים חשובים11 (ראה איור 1 לדוגמה), ויכולות לעזור לתלמידים לזהות תכונות רלוונטיות ולהעריך את הפתרונות שלהם במהלך הבעיה הראשונית11,20. האסטרטגיה השנייה, המספקת הסברים המתבססים על פתרונות התלמידים13, מורכבת מהסבר הרעיון הקנוני תוך מתן משוב על המחירים והמגבלות של פתרונות שנוצרו על ידי סטודנטים, שיכולים גם לעזור לתלמידים להתמקד בתכונות רלוונטיות ולהעריך את הפערים בידע שלהם20, אך לאחר השלמת שלב פתרון הבעיות הראשוני (ראו איור 3 לדוגמה של הפיגומים מהפתרונות הטיפוסיים של התלמידים).
בהינתן התמיכה בספרות בשתי אסטרטגיות אלה, מקרים מנוגדים ובניית הוראה על פתרונות התלמידים, חשוב לשקול אותם בעת קידום הכללת PS-I בפרקטיקה חינוכית אמיתית. זו המטרה הראשונה של הפרוטוקול שלנו. הפרוטוקול מספק חומרים להתערבות PS-I המשלבים שני עקרונות אלה. זהו פרוטוקול, כי למרות הסתגלות, הוא בהקשר לשיעור על שונות סטטיסטית, שיעור נפוץ מאוד עבור תלמידי אוניברסיטה ותיכון, שהם בדרך כלל אוכלוסיות היעד בספרות על PS-I29. השלב הראשוני לפתרון בעיות מורכב מהמצאת מדדי שונות לחלוקת הכנסות במדינות, שהוא נושא שנוי במחלוקת30 שעשוי להיות מוכר לתלמידים בתחומי למידה רבים. לאחר מכן מסופקים חומרים לתלמידים כדי ללמוד פתרונות לבעיה זו בדוגמה עובדת, ולהרצאה המשלבת דיון בפתרונות נפוצים המיוצרים על ידי התלמידים יחד עם בעיות תרגול מוטבעות.
המטרה השנייה של הפרוטוקול שלנו היא להנגיש את ההערכה הניסיונית של PS-I למחנכים ולחוקרים, מה שיכול להקל על חקירת PS-I ממגוון רחב יותר של נקודות מבט תוך שמירה על תנאים מסוימים קבועים ברחבי הספרות. עם זאת, התנאים של הערכה ניסיונית זו גמישים לשינויים. ניתן ליישם את ההערכה הניסיונית המתוארת בפרוטוקול בשיעורים רגילים, שכן ניתן להקצות לתלמידים בכיתה אחת את החומרים למצב PS-I או את החומרים למצב הוראה ישיר בו זמנית(איור 4). תנאי הוראה ישיר זה מותאם גם לצרכי המחקר והחינוך, אך כפי שתואר במקור בפרוטוקול התלמידים מתחילים בקבלת ההסברים הראשוניים על מושג היעד עם הדוגמה שעבדה, ולאחר מכן מאחדים ידע זה עם בעיית תרגול (מוצג רק במצב זה כדי לפצות על הזמן שתלמידי PS-I מבלים על הבעיה הראשונית), ועם ההרצאה23. התאמות פוטנציאליות כוללות החל מהרצאה ולאחר מכן יש תלמידים לעשות את הפעילות לפתרון בעיות, שהוא תנאי בקרה אופייני להשוואת PS-I כי לעתים קרובות הוביל ללמידה טובה יותר עבור PS-I מצב7,13,19,26. לחלופין, ניתן להפחית את מצב הבקרה לחקירה של דוגמה עובדת ואחריה שלב ההרצאה, אשר, למרות גרסה פשוטה יותר של גישות הוראה ישירה מאשר במקור הציע, הוא נפוץ יותר בספרות והוביל לתוצאות מגוונות, עם כמה מחקרים המצביעים על למידה טובה יותר PS-I15,24, ואחרים המצביעים על למידה טובה יותר מסוג זה של מצבהוראה ישירה 14,26.
לבסוף, מטרה שלישית של הפרוטוקול היא לספק משאבים להערכת האופן שבו תלמידים עם נטיות ויכולות קוגניטיביות שונות יכולים להפיק תועלת מ- PS-I15. ההערכה של נטיות אלה חשובה במיוחד אם ניקח בחשבון את הנטיות השליליות שיש לחלק מהסטודנטים לעתים קרובות עם קורסי STEM, ואת העובדה כי PS-I עדיין יכול לייצר תגובות שליליות במקרים מסוימים14. עם זאת, יש מעט מחקר על זה.
מצד אחד, מאז PS-I מקל על הקשר של למידה עם רעיונות בודדים, ולא רק ידע פורמלי, PS-I יכול להיות משוער כמו להיות מסוגל לעזור להניע סטודנטים מרמות אקדמיות נמוכות, אלה שיש להם תחושות נמוכות של יכולת, או מוטיבציה נמוכה על הנושא13,27. מחקר אחד הראה כי תלמידים עם אוריינטציה שליטה נמוכה, כלומר, פחות מטרות הקשורות ללמידה אישית, נהנו יותר מ- PS-I מאשר אלה עם מוטיבציה גבוהה יותר ללמוד27. מצד שני, תלמידים עם פרופילים אחרים עלולים להיתקל בקשיים כאשר הם מעורבים ב- PS-I. ליתר דיוק, metacognition ממלא תפקיד חשוב PS-I31, וסטודנטים עם כישורי metacognition נמוך לא יכול ליהנות PS-I בשל קשיים להיות מודעים פערי הידע שלהם או הבחנה תוכן רלוונטי15. בנוסף, מכיוון שהשלב הראשוני של PS-I מבוסס על ייצור פתרונות פרטניים, תלמידים עם יכולות שונות נמוכות, קשיים ביצירת מגוון תגובות במצב נתון, עשויים להפיק פחות מ- PS-I מאשר תלמידים אחרים. הפרוטוקול מציג מכשירים אמינים להערכה עבור נטיות אלה (טבלה 1) אם כי אחרים עשויים להיחשב.
לסיכום, פרוטוקול זה נועד להפוך יישום של התערבות PS-I העוקבת אחר עקרונות מקובלים בספרות PS-I נגיש למחנכים וחוקרים. בנוסף, הפרוטוקולים מספקים הערכה ניסיונית של התערבות זו, ומאפשרים הערכה של הנטיות הקוגניטיביות והמוטיבציה של התלמידים. זהו פרוטוקול שאינו דורש גישה לטכנולוגיות חדשות או למשאבים ספציפיים, וכזו שניתן לשנות על בסיס צרכי מחקר וחינוך.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
פרוטוקול זה עוקב אחר הצהרת הלסינקי של עקרונות אתיים למחקר עם בני אדם, אך מיישם עקרונות אלה על הקשיים הנוספים של שילוב מחקר בתוך הגדרות בחיים האמיתיים בחינוך32. באופן ספציפי, לא הקצאת תנאי הלמידה ולא ההחלטה להשתתף יכולות להיות השלכות על הזדמנויות הלמידה של התלמידים. בנוסף, הסודיות והאנונימיות של התלמידים נשמרים גם כאשר המורים הם האחראים על ההערכה. המטרות, ההיקף והנהלים של הפרוטוקול אושרו על ידי ועדת האתיקה המחקרית של נסיכות אסטוריאס (ספרד) (התייחסות: 242/19).
שים לב שאם המשתמש מעוניין רק ביישום גישת PS-I, רק שלב 6 (מבלי להקצות משתתפים לתנאי הבקרה) ושלב 7 רלוונטיים. למרות זאת, ניתן להוסיף את שלבים 5 ו-9 כתרגילי תרגול לתלמידים. אם המשתמש מעוניין גם בהערכה הניסיונית, חשוב שהתלמידים יעבדו בנפרד בשלבים 4, 5, 6 ו-9. לכן מומלץ כי בשלבים אלה, ישיבה לתלמיד מסודרת כך שיש חלל ריק ליד כל תלמיד.
בהתאם לנוחות, ניתן ליישם את השלבים ברציפות בתוך הפעלת מחלקה אחת או עם השלבים הבאים בהפעלת מחלקה אחרת.
1. מידע לתלמידים על מטרתו ונהלי המחקר
- קח 10 דקות של תקופת כיתה כדי ליידע את התלמידים על המחקר.
- הסבר מפורש לתלמידים את המטרה הכללית של המחקר, את חופש ההסכמה שלהם להשתתף, את העובדה שהם רשאים לסגת בחופשיות, ואת ההבטחה של אנונימיות וסודיות בעיבוד הנתונים.
- אמור להם כי המטרה הכללית של המחקר היא לחקור את היעילות של גישות חינוכיות שונות, כמו גם להעריך את ההשפעה של הנטיות הקוגניטיביות והרגשיות של התלמידים על היעילות של גישות אלה.
- אמור להם שלמרות שהם יוקצו לאחת משתי הגישות, התוכן המכוסה בשני התנאים יהיה זהה. הודיעו להם כי הפעילויות המשמשות בשני התנאים יהיו זמינות לכל התלמידים בסוף המחקר.
- תן להם לדעת כי הם חופשיים להשתתף במחקר וכי הם יכולים לעזוב את המחקר בכל עת מבלי להשפיע על הזדמנויות הלמידה שלהם או הציונים שלהם. אם הם לא רוצים להשתתף במחקר, הם יכולים לעשות את פעילויות הלמידה מבלי למסור אותם. בנוסף, בזמן הקצר המשתתפים משלימים שאלונים, שאינם משתתפים יכולים ללמוד חומרים אחרים.
- הודיע להם כי השתתפותם תהיה אנונימית וכי הסודיות תישמר בכל עת, מספר זיהוי שרירותי ישמש לשילוב הנתונים בין מפגשים ופעילויות שונות.
- ספק לתלמידים שני עותקים של טופס ההסכמה מדעת (נספח א ')המכיל גם את פרטי הקשר של החוקר. בקש מהם לחתום עבור עותק אחד עבורך ולשמור את העותק השני לעצמם.
הערה: פרוטוקול זה מיועד לסטודנטים באוניברסיטה, שם אין צורך באישור הורים. ניתן להכלל אותה לרמות השכלה נמוכות יותר, אם כי עבור תלמידים שהם קטינים מבחינה חוקית, יהיה צורך גם בהסכמה מודיעה הורית. - אם התלמידים מתווספים למחקר בשלבים מאוחרים יותר של הפרוטוקול, בקש מהם להשלים את ההסכמה מדעת כמתואר בסעיף זה לפני שהם מצטרפים למחקר.
2. מתן מספר זיהוי לתלמידים מנותק מרשומות אחרות
- כדי לשמור על האנונימיות של תגובות התלמידים, הקצה באופן אקראי לכל תלמיד מספר זיהוי (למשל, הכין תיק עם מספרים אקראיים ובקש מכל תלמיד לבחור אחד, שלח לכל תלמיד מספר אקראי באמצעות יישום אינטרנט). בקש מהם לציין את המספר במקום שבו הוא יהיה נגיש בהערכות הבאות בפרוטוקול.
הערה: אם המחקר נעשה באמצעות אפליקציה מקוונת המאפשרת מעקב אנונימי אחר תגובות התלמידים, אין צורך בכך.
3. השלמת שאלונים על נטיות קוגניטיביות ורגשניות ונתונים דמוגרפיים בסיסיים
- שמור 10 דקות בתקופת כיתה כדי לנהל את השאלונים לכל התלמידים בכיתה.
- תן לתלמידים שמחליטים לא להשתתף בניסוי אפשרויות למידה אחרות כגון עבודה בנפרד על תוכן אחר.
- בקש מהתלמידים להשלים את השאלונים על נטיותיהם, ניתן לעשות זאת באמצעות השאלונים בנספח ב '. בקש מהם לעבוד בנפרד.
הערה: ערכת השאלונים בנספח ב' כוללת את סולם היכולת הקוגניטיבית בסקר עמדות כלפי סטטיסטיקה (SATS-28) 33, סולם גישת השליטה בשאלון יעד ההישגים-מתוקן34 , הרגולציה של סולם ההכרה של מלאי המודעות המט-קוגניטיבית35, ושאלות דמוגרפיות.- כדי לשלוט על השפעות מזהמות פוטנציאליות הקשורות לסדר שבו התלמידים משלימים את השאלונים, למסור באופן אקראי גרסאות שונות של גליונות השאלון המשתנים בסדר שבו השאלונים מוצגים. בנספח ב'-1 קיימות גרסאות מודפסות שונות של השאלונים המוצעים עם הזמנות שונות.
הערה: אם השאלונים הושלמו באופן דיגיטלי, צור קישורים עם ההזמנות השונות והפץ באקראי את ארבעת הקישורים בין התלמידים בכיתה (למשל, בין קבוצות שנוצרו לפי סדר אלפביתי).
- כדי לשלוט על השפעות מזהמות פוטנציאליות הקשורות לסדר שבו התלמידים משלימים את השאלונים, למסור באופן אקראי גרסאות שונות של גליונות השאלון המשתנים בסדר שבו השאלונים מוצגים. בנספח ב'-1 קיימות גרסאות מודפסות שונות של השאלונים המוצעים עם הזמנות שונות.
- תן לתלמידים 7 דקות כדי להשלים את השאלונים. ההוראות כלולות בשאלונים ואין צורך בהוראות נוספות.
4. ניהול מבחן החשיבה המפוצלת
- במקרה מבחן זה הוא עניין, לקחת 10 דקות בתקופת הכיתה כדי לנהל את המשימהשימושים חלופיים 36,37 אשר מודד שטף של חשיבה מפוצלת עבור כל התלמידים בכיתה.
- ספק לכל תלמיד נייר ריק ובקש ממנו לכתוב את מספר הזיהוי שלו.
- הסבר את הוראות הבחינה.
- תגיד להם שהם יקבלו אובייקט שיש לו שימוש נפוץ, אבל הם צריכים לבוא עם שימושים רבים אחרים ככל שהם יכולים.
- תן להם דוגמה (למשל, אם אני מציג לך עיתון, אשר נפוץ לקרוא, אתה צריך לכתוב שימושים חלופיים, כגון שימוש בו ככובע זמני כדי להגן עליך מפני השמש, או כדי בשורה בתחתית שקית נסיעות)38.
- קרא את הפריט הראשון במבחן בקול רם, וכתוב אותו על הלוח: "כתוב כמה שיותר שימושים שאתה יכול לחשוב עליהם ללבנה". תן לתלמידים שתי דקות לכתוב את התגובות שלהם. לאחר שתי הדקות, בקש מהתלמידים להפוך את הנייר שלהם לצד השני.
- קרא את הפריט השני במבחן בקול רם, וכתוב אותו על הלוח: "כתוב כמה שיותר שימושים שאתה יכול לחשוב עליהם עבור מהדק נייר". תן לתלמידים שתי דקות לכתוב את התגובות שלהם.
- לאחר שתי הדקות, בקש מהתלמידים להפסיק לכתוב ולאסוף את המסמכים שלהם.
5. השלמת הבחינה הקדם-מקדים של ידע אקדמי קודם
- שמור 15 דקות בתקופה כיתתית כדי לנהל את קדם הבחינה האקדמית הקודמת בנספח ג'.
הערה: המבחן הקדם הוא על נטייה מרכזית, אשר רלוונטי על מנת להטמיע את התוכן על שונות ללמוד בתנאי הלמידה הבאים בשלב 67. אין לתת תוכן כיתה על נטייה מרכזית לתלמידים בין ניהול מבחן קדם זה לשלב 6. אנחנו גם לא ממליצים החלפת בדיקה מוקדמת זו עם שונות אחרת לפני הבדיקה כיסוי כי זה יכול ליצור אפקט PS-I שעלול לזהם את התוצאות של הניסוי26. - תחלק את הבחינה הקדם-מקדים לתלמידים. מנקודה זו, בקש מהם לעבוד בנפרד.
- תן לתלמידים 10 דקות להשלים את הבחינה המקדים. הוראות כלולות בבחינה ואין צורך במפרטים נוספים. ברגע שזמן תם, בקש מהתלמידים להפוך את הנייר שלהם ולמסור לך אותו.
6. הקצאה וניהול של שני תנאי הלמידה
- קח 35 דקות של תקופת כיתה כדי לנהל את שני תנאי הלמידה באותה כיתה.
הערה: כדי למנוע שגיאות אמינות עקב זמן, אנו ממליצים לא יותר משבוע אחד בין השלמת השאלונים והבדיקות בשלבים 2 ו -3 לשלב זה. - ודא כי ספרי המשימות מוכנים כראוי, המכיל את החומרים עבור שני התנאים.
הערה: התוצר לנפש נבחר להקשר חומרי למידה אלה מכמה סיבות: ראשית, זהו נושא שנוי במחלוקת30 שעשוי להיות מוכר לתלמידים מאזורי למידה רבים, ושנית זהו משתנה יחס המאפשר שימוש באמצעי שונות שונים הנדונים במהלך השיעור (טווח, טווח בין-קווי, סטיית תקן, שונות ומקדם וריאציה).- עבור תנאי PS-I, להדפיס את ספר המשימות המתאים בנספח D-1 המכיל: פעילות בעיית המצאה, שבה התלמידים מתבקשים להמציא מדד אי שוויון; הפעילות 'דוגמה עובדת', שבה התלמידים יכולים ללמוד את הפתרונות לבעיה זו.
- עבור תנאי ההוראה הישירה, הדפס את ספר המשימות המתאים בנספח D-1 המכיל: הפעילות 'דוגמה עבדה' (אותה דוגמה שעבדת שניתנה לתנאי PS-I); בעיית התרגול המשויכת לדוגמה זו עבדה.
הערה: חשוב כי בעיית התרגול הכלולה בחומרים עבור מצב זה אינה קיימת במצב PS-I. הוא כלול כדי לפצות באופן ניסיוני על הזמן הנוסף שהושקע על ידי תלמידי PS-I על בעיית ההמצאה. מגבלה מהותית של עיצובי PS-I היא הקושי לשלוט על שקילות הן מבחינת הזמן והן מבחינת החומרים. גם בעיצובים שבהם מצב PS-I ומצב הבקרה שונים רק בסדר שבו מוצגים חומרי למידה (כלומר, או הצגת בעיה לפני שלב הוראה מפורש, או הצגת אותה בעיה בדיוק לאחר אותו שלב הוראה מפורשת), השתוות אינה מושגת, מכיוון שבעיה שנפתרת לפני ההוראה צפויה להימשך זמן רב יותר מאשר לאחר ההוראה. פרוטוקול זה מטפל בבעיה זו באותו אופן כמו מחקרים אחרים24, על ידי הכללת חומרים נוספים בתנאי ההוראה הישירה. - הפרד את שתי הפעילויות בכל ספר משימות על-ידי איגוד הניירות המתאימים לפעילות השנייה (למשל, עם קליפ או פתק דביק) יחד, כך שהתלמידים לא יוכלו לראות את תוכן הפעילות השנייה בזמן שהם מבצעים את הפעילות הראשונה.
- הודע לתלמידים על ההליך לבצע בשלב מסוים זה.
- אמור להם כי בהתאם לספר המשימות שהוקצה להם, יהיו להם שני זוגות פעילויות שונים, אך כל התלמידים יראו את אותו תוכן, ובסוף השיעור לכולם תהיה גישה לכל הפעילויות.
- תן להם לדעת כי הם יקבלו נאמר מתי להתחיל את הפעילות הראשונה ומתי הם צריכים לעבור לפעילות השנייה. כמו כן, אמור להם שהמסמכים לפעילות השנייה היו חייבים למנוע מהם להסתכל לפני הזמן המתאים.
- כדי להפחית את התסכול הפוטנציאלי הקשור לפחד להיכשל, תגיד להם כי למרות שהם עלולים למצוא כמה פעילויות קשות, הם צריכים לנסות לראות את הקשיים האלה כהזדמנויותלמידה 39.
- הקצה באופן אקראי את שני ספרי המשימות לתלמידים בכיתה
הערה: כדי למנוע גורמים מזהמים הקשורים למקום שבו התלמידים יושבים, הפץ את ספרי המשימות בצורה הומוגנית על פני החלקים השונים של הכיתה. לדוגמה, כשאתה מסתובב בכיתה נותן את ספר המשימות PS-I לתלמיד אחד, ואז את ספר המשימות של ההוראה הישירה לתלמיד הבא. - לאחר שהפצת את ספרי המשימות לכל התלמידים בכיתה, בקש מהם להתחיל לעבוד בנפרד על הפעילות הראשונה.
- תגיד לתלמידים שיש להם 15 דקות לפעילות הראשונה. ההוראות כלולות בגליונות הנייר ואין צורך בהוראות כלליות נוספות.
- אמור להם שאתה זמין לכל שאלה, אך הימנע מלתת לתלמידים תוכן נוסף מלבד מה שיש להם בספרי המשימות.
הערה: במיוחד עבור תלמידים לפתור את בעיית ההמצאה, להימנע להנחות אותם לקראת פתרונות קונבנציונליים, כי זה יכול לקצר את הפיתוח של הידע שלהם11. במקום זאת, אנו מציעים שלוש תשובות אפשריות לשאלות התלמידים11: א) לעזור להם להבהיר את התהליכים שלהם על ידי בקשתם להסביר מה הם עושים; ב) לעזור להם להנחות את עצמם באינטואיציה שלהם על ידי לשאול אותם איזו מדינה לדעתם יש יותר אי שוויון מאשר מדינות אחרות; ג) לעזור להם להבין את מטרת הפעילות על ידי בקשתם לייצר אינדקסים כלליים שיביאו בחשבון את ההבדלים שהם רואים, אתה יכול לספק דוגמאות של אינדקסים כמותיים אחרים (למשל, "הממוצע הוא אינדקס לחישוב הערך המרכזי בהתפלגות").
- לאחר 15 הדקות של הפעילות הראשונה, בקשו מהתלמידים להתקדם לפעילות השנייה המתאימה להם, שעבורה עליהם להסיר את הקליפ או הפתק הדביק.
- תגיד להם שיש להם 15 דקות לפעילות השנייה. ההוראות כלולות בגליונות הנייר ואין צורך בהוראות כלליות נוספות. תגיד להם שאתה זמין לכל שאלה.
הערה: לתלמידים יש גישה לתוכן מהפעילות הקודמת.
- תגיד להם שיש להם 15 דקות לפעילות השנייה. ההוראות כלולות בגליונות הנייר ואין צורך בהוראות כלליות נוספות. תגיד להם שאתה זמין לכל שאלה.
- לאחר 15 הדקות, בקש מהם למסור לך את החומר שהושלם.
7. ניהול תוכן ההרצאה
- שמור 40 דקות בתוך כיתה אחת או כמה כדי לתת את ההרצאה על שונות סטטיסטית לכל התלמידים בכיתה.
הערה: ניתן להפריע לפרוטוקול בכל נקודה במהלך ההרצאה והוא יכול להמשיך במפגש הכיתה הבא. - כדי להעביר את ההרצאה, עקוב אחר השקופיות, שניתן למצוא בקישור הבא: https://www.dropbox.com/sh/aa6p3hs8esyf5xa/AACTvpVlEbdEtLVfBIbe9j7aa?dl=0.
הערה: הקובץ כולל הנפשות כדי להדהים את התוכן, הערות עם הסברים מוצעים לתת לתלמידים, וסימנים על הזמן המשוער שהוקצה לכל הסבר. התוכן והפעילויות הכלולים עוסקים בהגדרת השונות, בשימוש במדדי שונות שונים (טווח, טווח בין-משרדי, שונות, סטיית תקן ומקדם וריאציה), המאפיינים של אמצעים אלה, ויתרונותיהם וחסרונותיהם בהשוואה זה לזה ולפתרונות תת-אופטימליים אחרים13. תיאור נוסף של הרצאה מוצעת זו ניתן למצוא בנספח E. המשתמש יכול להתאים חומרים אלה בהתאם לגורמים שונים כגון תוכן ספציפי לכיסוי בכיתה, עקרונות הוראה מועדפים או ביטויים תרבותיים שונים.
8. השלמת שאלון הסקרנות
- בסוף ההרצאה, תן לתלמידים את סולם הסקרנות מתוך שאלון הרגשות הקשורים לאפטמיה40 (נספח ו ')ותן להם 2 דקות כדי להשלים אותו. הזכר לתלמידים לכתוב את מספר הזיהוי שלהם בשאלון לפני מסירתו בחזרה.
הערה: בספרות, סקרנות נמדדת לעתים קרובות מיד לאחר פעילות ההמצאה ופעילויות הבקרה המתאימות14,17. הפרוטוקול גמיש להתאמות אפשריות אלה ואחרות בעניין זה. לפשטות, כללנו רק את מדידת הסקרנות בסוף השיעור מכיוון שהיא רלוונטית לבחינת ההשפעות ארוכות הטווח של PS-I על סקרנות, ומכיוון שסקרנות מוגברת מיד לאחר פעילות ההמצאה יכולה להיות מוסברת חלקית על ידי העובדה שבמהלך פעילות ההמצאה התלמידים מקבלים פחות מידע מאשר במהלך פעילויות חלופיות המשמשות כפקדים.
9. ניהול הלמידה לאחר הבחינה
- בהתאם למורה בכל כיתה, יש ליטול 30 דקות בתקופה כיתתית כדי לנהל את הבחינה שלאחר הבחינה.
- חלקו את הבחינה שלאחר הבחינה בנספח ג' לתלמידים. בקש מהם לעבוד על זה בנפרד.
- תן לתלמידים 25 דקות לעשות את המבחן שלאחר הבחינה. ההוראות כלולות לאחר הבחינה ואין צורך בהוראות כלליות נוספות.
- לאחר 25 הדקות למעלה, בקש מהם למסור לך את הבדיקה שלאחר הבדיקה.
10. מתן משוב לתלמידים וכל חומרי הלימוד
- הפוך את החומרים המשמשים לשיעור זה לזמינים לתלמידים. שקופיות נקודת הכוח, החומרים עבור שני תנאי הלמידה והפתרונות לבחינה הקדם-מבחן ולאחר הבחינה זמינים בנספח ח' .
11. קידוד הנתונים
- חשב את הציונים עבור הסולמות השונים בשאלונים על ידי חיבור כל ציוני הפריטים בכל סולם שאלון (ראה נספח ב' לסיכום פריטי השאלון בשאלונים המוצעים).
- חשב את הציון עבור שטף חשיבה מפוצלת על-ידי ספירת כל התגובות המתאימות שניתנו על-ידי כל תלמיד בשני הפריטים במשימה37לשימושים חלופיים .
הערה: אמצעים אחרים המקודדים לעתים קרובות ממשימה לשימושים חלופיים, כגון גמישות, מקוריות והרחבה, עשויים להיחשב גם36,37. - חשב את הציון של מבחן קדם הידע הקודם על-ידי דירוג ראשון של כל פריט באמצעות מפתח התשובה בנספח I-1 ולאחר מכן הוספת הציונים עבור כל הפריטים.
- חשב את אמצעי הלמידה השונים על ידי דירוג ראשון של כל פריט בבחינה שלאחר הבחינה באמצעות מפתח התשובה בנספח I-2 ולאחר מכן הוספת הציונים עבור כל מדד למידה: ציונים בפריטים 1 עד 3 עבור מדד הלמידה הפרוצדורלית, ציונים בפריטים 4-8 עבור מדד הלמידה המושגית, וציונים בפריטים 9-11 להעברת מדד הלמידה.
הערה: ניתן לשקול אמצעים אחרים לגבי תהליך הלמידה, כגון מספר הפתרונות המיוצרים על ידי התלמידים במהלך בעיית ההמצאה או נכונות הפתרונות בכל הפעילויות לפתרון בעיות, אך הם לא יותבררו בפרוטוקול זה.
12. ניתוח הנתונים
שים לב כי הפניות בסעיף זה מתייחסות למדריכים מעשיים כיצד לבצע את הניתוחים באמצעות תוכנת SPSS ו- PROCESS, אך ניתן להשתמש גם בתוכניות אחרות.
- כדי להעריך את היעילות הכללית של PS-I, השווה את הסקרנות וציוני הלמידה של מצב PS-I לעומת הסקרנות וציוני הלמידה של מצב הבקרה.
הערה: כל עוד ההנחות מתקיימות, אנו ממליצים בעיקר ANCOVA לשלוט על נטייה של covariates. כאופציה שנייה אנו ממליצים על t-בדיקות עבור קבוצות עצמאיות וכאופציה שלישית אנו ממליצים מאן-ויטני U בדיקות41. לא נדרש גודל מדגם מינימלי עבור ניתוחים אלה, אך בהתחשב בגדלי ההשפעה בספרות הקודמת (d = .43)21,מומלץ לדגימה מינימלית של 118 תלמידים לכל קבוצה כדי להקל על זיהוי ההשפעות כמשמעותיות (ניתוחי כוח דו-זנביים להבדלים בין אמצעים עצמאיים, α = .05, β = .95,). דגימות גדולות מ -30 תלמידים לכל קבוצה יקלו על עמידה בהנחות הנורמליות עבור ANCOVA או t-tests41. - כדי לחקור באופן אינטואיטיבי את השפעות הגישור (למשל, את תיווך הסקרנות בלמידה) ו/או את ההשפעה הממתנת של הנטיות, לבצע ניתוחים מתואמים בין משתנה המתווך (למשל, סקרנות) לבין משתנה הלמידה (למשל, ידע רעיוני) בשני תנאי הלמידה.
הערה: כל עוד ההנחות מתקיימות, אנו ממליצים בעיקר על שימוש בקורלציות פירסון וכאופציה שנייה אנו ממליצים על מתאם ספירמן42. אין צורך בגודל מדגם מינימלי עבור ניתוחים אלה, אך דגימות גדולות (למשל, יותר מ -30 תלמידים לקבוצה) יקלו על מילוי הנחות הנורמליות הדרושות למתאם פירסון. אפקטי מתינות אפשריים יצוינו על-ידי משתני נטייה בעלי ערכי מתאם שונים בתנאי למידה אחד לעומת השני. אפקט גישור אפשרי (למשל, תיווך הסקרנות בלמידה) יצוין אם משתנה התיווך מתואם עם תוצאות הלמידה בתנאי אחד לפחות, ואם רמות משתנה זה שונות בתנאי למידה אחד בהשוואה למשנהו (ראה תוצאות בשלב 12.1). - כדי להמשיך להעריך אפקט גישור על למידה ו/או ההשפעה הממתנת של נטיות התלמידים, לבצע ניתוח גישור, ניתוח מתינות או ניתוח תהליכים מותנים (המשלב גישור וניתוח מתינות) בהתאם למודל המושגי למבחן43, אשר ישתנה בהתאם להשערות שנבחרו ו /או הניתוח הראשוני בשלב 12.2.
הערה: מכיוון שניתוחים אלה מבוססים על רגרסיות מרובות, ולכן מבוססים על גישה סטטיסטית של השפעה קבועה, על מנת להפוך את התוצאות להכללה ככל האפשר, אנו ממליצים על גודל מדגם מינימלי של 15 תלמידים לכל משתנה גישור הכלול במודל המושגי, בתוספת 30 תלמידים לכל משתנה מתינות הכלול במודל. תוכניות מסוימות, כגון PROCESS, מאפשרות הכללה של שני משתנים ממתנים לכל היותר בו-זמנית. כדי לשלב משתנים מנחים יותר, יהיה צורך להפעיל מספר ניתוחים בשינוי המנחים הכלולים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
פרוטוקול זה יושם באופן משביע רצון במחקר קודם23, למעט מדדי הנטיות של התלמידים מבחינת תחושת היכולת שלהם, מטרות גישת השליטה, המטקוגניציה והחשיבה המפוצלת.
כדי לטפל בנטיות אלה, פרוטוקול זה כולל אמצעים שאומתו בעבר ושהם הראו רמות אמינות גבוהות (טבלה 1).
פתרונות אופייניים שנוצרו על ידי תלמידים בבעיית ההמצאה של מצב PS-I ניתן לראות באיור 3A-D. התלמידים בדרך כלל לא מייצרים את הפתרון הקנוני של סטיית תקן. עם זאת, הפתרונות התת-אופטימליים שהם מייצרים חושפים השתקפות על היבטים רלוונטיים של סטיית תקן (למשל, טווח, סטייות סיכום או סטייות ממוצעות). מחקרים קודמים הראו כי מגוון הפתרונות בבעיה הראשונית ב- PS-I היה קשור להשכלה גבוהה, ללא קשר לנכונות התגובה44. עם זאת, חשוב לציין כי היעדר תגובה בבעיה זו אינו אינדיקטור לכך שתלמידים אינם נהנים ממנה, שכן התלמידים יכולים לשקף באופן ביקורתי על הבעיה מבלי לייצר תוצאה נראית לעין.
פתרון טיפוסי המיוצר על ידי תלמידים בבעיית התרגול המשמשת בתנאי הבקרה (איור 2) מוצג באיור 3 E. פתרונות אלה הם הומוגניים יותר ובהתאם לתפיסה הקנונית של סטיית תקן מכיוון שזו בעיה שהוצגה לאחר שלמדו את המושגים והנהלים בדוגמה עבדה (נספח D-2).
איור 5 משחזר דוגמה לדיווח על ההבדלים הכלליים בין PS-I לבין הוראה ישירה בהערכה הניסיונית. הוא מבוסס על תוצאות מחקר קודם שעקב אחר פרוטוקול23 זה שבו תלמידים במצב PS-I לא היו שונים בידע פרוצדורלי, העברת ידע, סקרנות או ידע קודם, אך היו שונים בידע רעיוני.
איור 6 מציג דוגמה לדיווח על ההשפעה הממתנת של אחת מהנטיות המוצעות של התלמידים, יכולות מטא-קוגניטיביות. בדוגמה היפותטית זו, תלמידים עם יכולות metacognitive נמוכות יותר למדו יותר מהוראה ישירה מאשר מ PS-I, בעוד אלה עם יכולות metacognitive גבוה יותר נהנו יותר PS-I מאשר מהוראה ישירה.
איור 1:בעיית המצאה במצב PS-I. בבעיה זו23 תלמידים במצב PS-I מתבקשים להמציא מדדים כמותיים כדי למדוד את אי השוויון בארבע המדינות. הוא מנוסח עם הטכניקה של מקרים מנוגדים11: המדינות מראות עקביות וריאציות לגבי התכונות הרלוונטיות, וריאציות אלה קל לחשב. לדוגמה, לפינפון ולטובו יש את אותו ממוצע (5), אותו מספר מקרים (7), אותו טווח (10), אך הפצה שונה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: בעיית תרגול בתנאי ההוראה הישירה. בבעיה זו23 תלמידים בתנאי הוראה ישירה מתבקשים ליישם את המושגים והנהלים שנלמדו בדוגמה עבד. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: פתרונות נפוצים בבעיית ההמצאה ובבעיית הפרקטיקה. תמונות A-D מציגות פתרונות נפוצים בבעיית ההמצאה, אשר ניתן להשתמש בהם בשלב ההוראה הישירה האחורית לתוכן פיגומים: (א) הטווח - קל לחישוב, אך אינו מסביר הבדלים בין כל התושבים - ; (ב) מדד מבוסס טווח - רואה יותר תושבים מהטווח כפי שהוא הופך מוגבר כאשר ערכי מקסימום חוזרים על עצמם, אבל לא לוקח בחשבון את כל הערכים-; (ג) ממוצע הסטיות - הוא מסביר את ההבדלים בין כל התושבים, אבל זה מבלבל כי חריגות שליליות מפחיתות סטיות חיוביות-; (ד) ממוצע סטיות מוחלטות - פתרון שלם רעיוני הדומה לפתרון הקנוני של סטיית התקן-; (ה) פתרון טיפוסי לבעיית התרגול של תנאי הבקרה. סטודנטים במצב זה כבר למדו את הדוגמה עבד, ולכן רובם מסוגלים לשחזר ולפרש כראוי את הפתרונות הקנוניים של סטיית התקן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: תכנון הערכה ניסיונית. לאחר השלמת השאלונים והמבחנים למדידת הנטיות של התלמידים, התלמידים מוקצים באופן אקראי לפעילות של שני תנאי הלמידה (כל התלמידים נשארים באותה כיתה). לאחר שהתלמידים משלימים את הפעילויות הללו, כולם מקבלים את אותה הרצאה על שונות סטטיסטית. סקרנות ולמידה נמדדות בסוף תהליך הלמידה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: תוצאות על היעילות של PS-I לעומת הוראה ישירה. הגרפיקה מציגה תוצאה אופיינית של ההשוואה בין תנאי PS-I לבין תנאי ההוראה הישירה בתוך כל משתנה תלוי, באמצעות נתונים של מחקר קודם שהשתמש בפרוטוקול23. שני הפסים בכל גרפיקה מייצגים את האמצעים עבור שני התנאים, בעוד שפסי השגיאה המתאימים שלהם מייצגים +/- 1 שגיאות סטנדרטיות של אמצעים אלה. * מציין תוצאות משמעותיות ברמת המשמעות של 0.05. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6: תוצאות היפותטיות על ההשפעות הממתנות של נטיות התלמידים. הגרפיקה מציגה תוצאה היפותטית על ההשפעה הממתנת של יכולות metacognitive על היעילות היחסית של PS-I כדי לקדם את הלמידה, שבה PS-I יעיל יותר מאשר הוראה ישירה רק לתלמידים המדווחים על יכולות metacognitive בינוניות וגבוהות. בעקבות המלצות ב43,16, 50th, ו 86האחוזונים שימשו בהתאמה לייצג תלמידים עם יכולות metacogntive נמוכות, בינוניות וגבוהות. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
| מבנה | מדידה ותיאור | ||
| תחושת כשירות | ניתן להשתמש בסולם היכולות הקוגניטיביות בסקר עמדות כלפי סטטיסטיקה (SATS-28)33 (נספח B2). הוא מורכב מ -6 פריטים ששואלים את התלמידים עד כמה הם מסכימים עם הצהרות על תחושת המיומנות שלהם ללמוד סטטיסטיקה (למשל "אני יכול ללמוד סטטיסטיקה"). הוא הראה תוקף פנימי, מתכנס ותחזיתי ואמינות גבוהה (α = .71 - .93)45. | ||
| מטרות גישת שליטה | ניתן להשתמש בסולם גישת השליטה בשאלון יעדי הישגים 34 מתוקן (נספח ב3). הוא מורכב משלושה פריטים ששואלים את התלמידים עד כמה הם מסכימים עם הצהרות על כך שיש להם מטרות למידה המתמקדות בלמידה אישית (למשל, "אני שואף להבין את התוכן של הקורס הזה בצורה יסודית ככל האפשר"). הוא הראה תוקף פנימי, מתכנס ותחזיתי ואמינות פנימית גבוהה (α =.84)34. | ||
| רגולציה מטא-קוגניטיבית | ניתן להשתמש ברגולציה של סולם ההכרה של מלאי המודעות המטא-קוגניטיבית46 (נספח ב4). הוא מורכב מ -35 פריטים ששואלים את התלמידים עד כמה זה אופייני להם להשתמש באסטרטגיות metacognitive שונות (למשל, "אני בוחן מחדש את ההנחות שלי כשאני מתבלבל"). הוא הראה תוקף פנימי ותחזיתי, ואמינות גבוהה (α = .88)46. | ||
| חשיבה מפוצלת | ניתן להשתמש בציון השטף ממשימה36 לשימושים חלופיים. הוא מורכב מהצגת תלמידים עם מספר אובייקטים (למשל, מהדק נייר), ומבקש מהם לספק כמה שיותר שימושים נדירים עבור כל אובייקט בתוך זמן נתון. זהו ציון אמין (H = .631) שאומת באופן פנימי 47 והראה תוקף חזוי בגירסאות עם הרחבות שונות, המשתנות בין 1 ל - 20 אובייקטים שהוצגו, ובין 1 ל -3 דקות שניתנו עבור כל אובייקט37,48,49. עבור הגבלות זמן בהגדרות החינוך, מוצעת פרוטוקול זה גירסה קצרה של שני אובייקטים ושתי דקות לכל אובייקט37. | ||
| ידע אקדמי קודם | כדי להתאים את עצמו לתכנים הספציפיים המכוסים בפרוטוקול זה, הותאמה מבחן קדם למידה (נספח ג') ממבחן מקדים אמין (α =.75) ששימש במחקר קודם 7. הוא מורכב מ-5 פריטים ששואלים את התלמידים על מדדי נטייה מרכזיים הרלוונטיים להטמעת תכני השונות. | ||
טבלה 1: מבנים ואמצעים מוצעים להערכת הנטייה של התלמידים. חמישה מבנים על נטיות התלמידים מוצעים להיות מוערכים כמנחים ביעילות של PS-I. אמצעי מוצע לכל מבנה מתואר לגבי מספר הפריטים, תיאור הפריטים וראיות לגבי תוקף ואמינות.
| מבנה | מדידה ותיאור | ||
| סקרנות | ניתן להשתמש בסולם הסקרנות בשאלון רגשות הקשורים לאפיסטמיות40 (נספח ו'). הוא מורכב משלושה פריטים שמבקשים מהתלמידים לדרג את האינטנסיביות שחשו סקרנים, מעוניינים וסקרנים. הוא הראה תוקף פנימי ותחזיתי, ואמינות גבוהה (α = .88)40. | ||
| למידה (פרוצדורלית, רעיונית והעברה) | כדי להעריך את הלמידה על תוכן השונות הספציפי המכוסה בפרוטוקול זה, למידה לאחר בדיקה הותאמה(נספחG) מבחינה אמינה (α =.84) לאחר בדיקה בשימוש במחקר קודם 7 . הוא מורכב מ-12 פריטים: שלושה פריטים המופנים ללמידה פרוצדורלית (למשל, פריט 1 שבו התלמידים צריכים לחשב את סטיית התקן), שישה פריטים המופנים ללמידה מושגית (למשל, פריט 4 שבו התלמידים צריכים לחשוב על רכיבים של נוסחת סטיית התקן), ושלושה פריטים המוזכרים להעברה (למשל, פריט 10 שבו התלמידים צריכים להסיק הליך כדי להשוות ציונים למדידות שונות). | ||
טבלה 2: מבנים ואמצעים מוצעים להערכת היעילות של PS-I. הכלים המוצעים למדידת סקרנות ושלושה סוגי למידה (פרוצדורלית, מושגית והעברה) מתוארים, כולל מידע על מספר הפריטים, תיאור הפריטים וראיות על תוקף ואמינות.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
מטרת פרוטוקול זה היא להנחות חוקרים ומחנכים ביישום והערכה של גישת PS-I בהקשרים אמיתיים בכיתה. על פי כמה חוויות קודמות, PS-I יכול לעזור לקדם למידה עמוקה ומוטיבציה אצל תלמידים19,21,24, אבל יש צורך במחקר נוסף על יעילותו אצל תלמידים עם יכולות שונות ונטיות מוטיבציה14,27. ליתר דיוק, באמצעות מסמך זה, מחנכים יכולים לעקוב אחר פרוטוקול יישום PS-I עבור כיתת סטטיסטיקה שתוכננה על פי העקרונות המקובלים ביותר בספרות PS-I11,13,20,50 (שלבים 6-7). בנוסף, מחנכים וחוקרים יכולים לעקוב אחר הערכה ניסיונית מוטבעת על היעילות של יישום זה אצל תלמידים עם נטיות מוטיבציה ו / או קוגניטיביות שונות (כל השלבים). ניסוי זה אינו סותר את העקרונות החינוכיים של שוויון הזדמנויות, הסכמה חופשית להשתתף או כיבוד סודיות התלמידים, ואין צורך להשתמש בטכנולוגיות חדשות.
הפרוטוקול גמיש וניתן לשנותו או ליישמו בהתאם לצרכים מחקריים או חינוכיים חדשים. עם זאת, כפי שמתואר במסמך זה, הפרוטוקול מאפשר הערכה של היעילות של PS-I במונחים של סקרנות וסוגים שונים של למידה, כולל אמצעי למידה הדורשים למידה עמוקה, כגון ידע רעיוני והעברת ידע, כמו גם אמצעי למידה שאינם דורשים בהכרח למידה עמוקה, כגון ידע פרוצדורלי. הן מוטיבציה והן למידה עמוקה הן דאגות משמעותיות לכל המדריכים. מעצבי קורס STEM מודאגים במיוחד בנושאים אלה מכיוון שחלק גדול מהסטודנטים מתקשים להבין את הקורסיםהאלה 1,2,3 וחווים בעיות מוטיבציה שונות4,5. הפרוטוקול מספק גם הדרכה להערכת היעילות של PS-I אצל התלמידים במונחים של כמה נטיות קוגניטיביות ו / או מוטיבציה, אשר הם גם דאגה בחינוך STEM, ואת היעילות היחסית של PS-I. הנטיות המוצעות בפרוטוקול כוללות ידע אקדמי קודם, מטרות שליטה-גישה, תחושת כשירות ללמוד את הנושא, מטא-קוגניציה וחשיבה מפוצלת.
דוגמאות לשינוי בפרוטוקול בהתבסס על רעיונות המוצעים בספרות כוללות הגדלת מספר הבעיות בתנאים15, נותן לתלמידים יותר זמן לחקר בעיות44, וכולל משתנים שונים כדי להסביר תהליכילמידה גישוריים 14,15,24. הפרוטוקול הוא גם גמיש לגבי היישום של השלבים השונים על פני הפעלות מחלקה שונות. כל שלב יכול להתבצע באותה תקופת כיתה כמו בשלב הקודם, וחוקרים ומחנכים יכולים להחליט כיצד לארגן את הצעדים לנוחיותם.
עם זאת, גורם קריטי להערכה הוא שהתלמידים משתפים פעולה בכיבוד כללי ההערכה. לדוגמה, בשלבים מסוימים הם אמורים לעבוד בנפרד, כך אינטראקציות אפשריות ביניהם לא לזהם את התוצאות. על מנת להשיג זאת, חשוב לתלמידים לקבל מידע על הנהלים, ושהם יהיו מעורבים באותה מידה בפעילויות הלמידה ללא קשר אם הם רוצים להשתתף בהערכה הניסיונית או לא32, כמתואר בשלב 1 של הפרוטוקול. לפעילויות הדורשות עבודה פרטנית, המלצנו גם לוודא שנותרו רווחים בין התלמידים.
לסיכום, פרוטוקול זה עשוי להיות שימושי בהנגשת PS-I וההערכה הניסיונית שלו למחנכים ולחוקרים, לספק להם חומרים והדרכה, לתת להם את הגמישות ליישם אותו בהתאם לצרכים המחקריים והחינוכיים שלהם, ומציע אפשרויות ניתוח המותאמות לגדלי מדגם שונים. עם זאת, מגבלה אפשרית אחת כאן עשויה להיות הזמן הנדרש כדי להשלים את השאלונים והמבחנים על נטיות התלמידים. כאשר המשתמש מעוניין להעריך נטיות אלה אך אין זמן זמין לעשות זאת במהלך השיעור, שאלונים אלה עשויים להסתיים כמשימה מחוץ למחלקה. מגבלה שנייה היא טעות המדידה הפוטנציאלית של חלק מצעדי הנטייה המוצעים שאינם בהקשר ספציפי בלמידה של מדדי שונות, אלא בלמידה כללית (מטא-קוגניציה וחשיבה מפוצלת) או לימוד סטטיסטיקה כללית (מטרות גישה שליטה ותחושת כשירות). שגיאה זו צריכה להיחשב מגבלה פוטנציאלית של כל מחקר שנערך עם פרוטוקול זה. מגבלה סופית היא שהידע הקודם לפני המבחן והלמידה שלאחר הבחינה אינם מאומתים בספרות הקודמת עד כה מכיוון שתוכן היישום הוא ספציפי מאוד ואמצעים מאומתים עבורם אינם זמינים. עם זאת, צפוי כי היישום העתידי של פרוטוקול זה יקדם את האימות שלהם.
בקווים דומים, יישום עתידי של הפרוטוקול יגדיר גם צרכי מחקר חדשים וריאציות חדשות שייושמו. לאחר הפרוטוקול כמקור משותף עשוי לתרום לספק מבנה שיטתי מסוים על פני מחקרים שונים. בנוסף, כל עוד המחנכים מוצאים את ההערכה הניסיונית של פרוטוקול זה תואם את הפרקטיקה החינוכית שלהם, פרוטוקול זה עשוי לעודד מעורבות של מחנכים עם מחקר PS-I, אשר אומר נקודת מבט מקצועית רחבה יותר בתהליך המחקר וגישה טובה יותר לדגימות32.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי פרויקט נסיכות אסטוריאס (FC-GRUPIN-IDI/2018/000199) ומענק דו-דוקטורט ממשרד החינוך, התרבות והספורט של ספרד (FPU16/05802). ברצוננו להודות לסטפני ג'ון על עזרתה בעריכת האנגלית בחומרי הלימוד.
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).
