Summary
يرشد هذا البروتوكول الباحثين والمعلمين من خلال تنفيذ نهج حل المشاكل قبل التعليم (PS-I) في صف الإحصاءات الجامعية. كما يصف التقييم التجريبي المضمن لهذا التنفيذ، حيث تقاس فعالية PS-I من حيث التعلم والتحفيز لدى الطلاب ذوي الميول المعرفية والتأثيرية المختلفة.
Abstract
في الوقت الحاضر، تعتبر كيفية تشجيع التفكير التأملي للطلاب أحد الشواغل الرئيسية للمعلمين على مختلف المستويات التعليمية. يواجه العديد من الطلاب صعوبات عند مواجهة المهام التي تنطوي على مستويات عالية من التفكير، مثل دورات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات. ويشعر الكثيرون أيضا بقلق عميق الجذور وتثبيط للهمم تجاه هذه الدورات. من أجل التغلب على هذه التحديات المعرفية والتأثيرية، اقترح الباحثون استخدام نهج "حل المشاكل قبل التعليم" (PS-I). PS-I يتكون من إعطاء الطلاب الفرصة لتوليد حلول فردية للمشاكل التي يتم حلها في وقت لاحق في الصف. تتم مقارنة هذه الحلول مع الحل الكنسي في المرحلة التالية من التعليمات، جنبا إلى جنب مع عرض محتوى الدرس. وقد اقترح أنه مع هذا النهج يمكن للطلاب زيادة فهمهم المفاهيمي، ونقل تعلمهم إلى مهام وسياقات مختلفة، وتصبح أكثر وعيا من الثغرات في معارفهم، وتوليد بناء الشخصية من المعرفة السابقة التي يمكن أن تساعد في الحفاظ على دوافعهم. وعلى الرغم من المزايا، فقد تم انتقاد هذا النهج، حيث قد يقضي الطلاب الكثير من الوقت في التجربة والخطأ بلا هدف خلال المرحلة الأولية من توليد الحل أو حتى أنهم قد يشعرون بالإحباط في هذه العملية، مما قد يضر بالتعلم في المستقبل. والأهم من ذلك، هناك القليل من الأبحاث حول كيف يمكن لخصائص الطلاب الموجودة مسبقا أن تساعدهم على الاستفادة (أو عدم الاستفادة) من هذا النهج. والهدف من الدراسة الحالية هو تقديم تصميم وتنفيذ نهج PS-I المطبق على تعلم الإحصاءات لدى طلاب المرحلة الجامعية، فضلا عن نهج منهجي يستخدم لتقييم فعاليته بالنظر إلى الاختلافات الموجودة من قبل الطلاب.
Introduction
أحد الأسئلة التي يهتم بها المعلمون أكثر من غيرهم حاليا هو كيفية تحفيز تفكير الطلاب. هذا القلق شائع في الدورات ذات الطبيعة الرياضية ، مثل دورات STEM (العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات) ، حيث يتطلب تجريد العديد من المفاهيم درجة عالية من التفكير ، ومع ذلك يبلغ العديد من الطلاب عن الاقتراب من هذه الدورات فقط من خلال طرق قائمة على الذاكرة1. وبالإضافة إلى ذلك، غالبا ما تظهر الطلاب التعلم السطحي للمفاهيم1،2،3. ومع ذلك، فإن الصعوبات التي يواجهها الطلاب في تطبيق التفكير وعمليات التعلم العميق ليست معرفية فقط. يشعر العديد من الطلاب بالقلق والتثبيط في مواجهة هذه الدورات4،5. في الواقع، هذه الصعوبات تميل إلى الاستمرار في جميع أنحاء التعليم الطلاب6. لذلك من المهم استكشاف الاستراتيجيات التعليمية التي تعد الطلاب تحفيزيا ومعرفيا للتعلم العميق ، بغض النظر عن ميولهم المختلفة.
ومن المفيد بشكل خاص إيجاد استراتيجيات تكمل النهج التعليمية النموذجية. واحدة من أكثر نموذجية يجري التعليم المباشر. التعليم المباشر يعني توجيه الطلاب بشكل كامل من إدخال مفاهيم جديدة مع معلومات صريحة عن هذه المفاهيم ، ثم بعد ذلك مع استراتيجيات التوحيد مثل أنشطة حل المشاكل ، وردود الفعل ، والمناقشات ، أو تفسيرات أخرى7،8. يمكن أن يكون التعليم المباشر فعالا لنقل المحتوىبسهولة 8و9و10. ومع ذلك، لا يفكر الطلاب في كثير من الأحيان في جوانب مهمة، مثل كيفية ارتباط المحتوى بمعرفتهم الشخصية، أو الإجراءات المحتملة التي يمكن أن تعمل ولاتعمل 11. ولذلك من المهم إدخال استراتيجيات تكميلية لجعل الطلاب يفكرون بشكل نقدي.
واحدة من هذه الاستراتيجية هي حل المشاكل قبل التعليمات (PS-I) النهج12، ويشار إليها أيضا باسم نهج الاختراع11 أو نهج الفشل الإنتاجي13. PS-I يختلف عن التعليم المباشر بمعنى أن الطلاب لا يتم تعريفهم مباشرة على المفاهيم ، بدلا من ذلك هناك مرحلة حل المشاكل قبل أنشطة التعليم المباشر النموذجية التي يبحث فيها الطلاب عن حلول فردية للمشاكل قبل الحصول على أي تفسير حول إجراءات حلها.
في هذه المشكلة الأولية، لا يتوقع من الطلاب أن يكتشفوا تماما المفاهيم المستهدفة13. قد يشعر الطلاب أيضا الزائد المعرفي14،15،16 وحتى سلبية تؤثرعلى 17 مع عدم اليقين والعديد من الجوانب للنظر. ومع ذلك، يمكن أن تكون هذه التجربة مثمرة على المدى الطويل لأنها يمكن أن تسهل التفكير النقدي حول السمات الهامة. على وجه التحديد، يمكن أن تساعد المشكلة الأولية الطلاب على أن يصبحوا أكثر وعيا بالثغرات في معرفتهم18،تفعيل المعرفة المسبقة المتعلقة بالمحتوىلتغطية 13،وزيادة الحافز بسبب فرصة تأسيس تعلمهم على المعرفة الشخصية7،17،19.
من حيث التعلم ، وينظر عموما آثار PS - I عندما يتم تقييم النتائج مع مؤشرات التعلم العميق20،21. بشكل عام لم يتم العثور على اختلافات بين الطلاب الذين تعلموا من خلال PS-I وأولئك الذين تعلموا من خلال التعليم المباشر من حيث المعرفة الإجرائية20،22، والتي تشير إلى القدرة على إعادة إنتاج الإجراءات المستفادة. ومع ذلك، فإن الطلاب الذين يمرون PS-I عموما عرض التعليم العالي في المعرفةالمفاهيمية 7،19،23، والذي يشير إلى فهم المحتوى المشمول ، ونقل7،15،19،24، والذي يشير إلى القدرة على تطبيق هذا الفهم لحالات جديدة. على سبيل المثال، أظهرت دراسة حديثة في فصل حول التغير الإحصائي أن الطلاب الذين أتيحت لهم الفرصة لابتكار حلولهم الخاصة لقياس التباين الإحصائي قبل تلقي تفسيرات حول المفاهيم والإجراءات العامة في هذا الموضوع أظهروا فهما أفضل في نهاية الفصل من أولئك الذين تمكنوا من دراسة المفاهيم والإجراءات ذات الصلة مباشرة قبل الانخراط في أي نشاط لحل المشاكل23. ومع ذلك، أظهرت بعض الدراسات أي اختلافات في التعلم16،25،26 أو الدافع19،26 بين PS-I وبدائل التعليم المباشر، أو حتى أفضل التعلم في بدائل التعليم المباشر14،26،وأنه من المهم النظر في المصادر المحتملة للتغير.
ميزات التصميم الكامنة وراء تنفيذ PS-I هي ميزة هامة20. ووجد استعراض منهجي20 أن هناك على الأرجح ميزة التعلم لPS-I على بدائل التعليم المباشر عندما تم تنفيذ تدخلات PS-I مع واحدة على الأقل من استراتيجيتين، إما صياغة المشكلة الأولية مع الحالات المتناقضة، أو بناء التعليم اللاحق مع ردود فعل مفصلة حول حلول الطلاب. وتتكون الحالات المتناقضة من أمثلة مبسطة تختلف في بعض الخصائص الهامة11 (انظر الشكل 1 على سبيل المثال)، ويمكن أن تساعد الطلاب على تحديد الميزات ذات الصلة وتقييم حلولهم الخاصة خلال المشكلة الأولية11،20. أما الاستراتيجية الثانية، وهي تقديم تفسيرات تستند إلى حلول الطلاب13،فهي تتمثل في شرح المفهوم الكنسي مع إعطاء ملاحظات حول الحلول التي يولدها الطلاب وحدودها، والتي يمكن أن تساعد الطلاب أيضا على التركيز على الميزات ذات الصلة وتقييم الفجوات في معرفتهمالخاصة 20،ولكن بعد الانتهاء من المرحلة الأولية لحل المشاكل (انظر الشكل 3 للحصول على مثال على السقالات من الحلول النموذجية للطلاب).
ونظرا للدعم في الأدبيات لهذين الاستراتيجيتين، والحالات المتناقضة وبناء التعليم على حلول الطلاب، من المهم النظر فيها عند تشجيع إدراج PS-I في الممارسة التعليمية الحقيقية. هذا هو الهدف الأول من بروتوكولنا. ويوفر البروتوكول مواد لتدخل PS-I يتضمن هذين المبدأين. وهو بروتوكول ، على الرغم من قابليته للتكيف ، فإنه يتم وضعه في سياقه لدرس حول التباين الإحصائي ، وهو درس شائع جدا لطلاب الجامعات والمدارس الثانوية ، الذين هم عموما السكان المستهدفين في الأدبيات علىPS-I 29. وتتألف المرحلة الأولية لحل المشاكل من ابتكار تدابير تقلب لتوزيع الدخل في البلدان، وهو موضوع مثير للجدلهو 30 موضوعا قد يكون مألوفا للطلاب في العديد من مجالات التعلم. ثم يتم توفير المواد للطلاب لدراسة حلول لهذه المشكلة في مثال عمل، ولمحاضرة تتضمن مناقشة الحلول المشتركة التي تنتجها الطلاب جنبا إلى جنب مع مشاكل الممارسة المضمنة.
الهدف الثاني من بروتوكولنا هو جعل التقييم التجريبي ل PS-I في متناول المعلمين والباحثين ، والذي يمكن أن يسهل التحقيق في PS-I من مجموعة أكبر من وجهات النظر مع الحفاظ على بعض الشروط ثابتة عبر الأدبيات. ومع ذلك، فإن شروط هذا التقييم التجريبي مرنة للتعديلات. يمكن تطبيق التقييم التجريبي الموصوف في البروتوكول في الدروس العادية ، حيث يمكن تعيين المواد للطلاب في فصل واحد لحالة PS-I أو المواد اللازمة لحالة التعليم المباشر في نفس الوقت(الشكل 4). هذا الشرط التعليم المباشر هو أيضا قابلة للتكيف مع احتياجات البحث والتعليم، ولكن كما هو موضح أصلا في البروتوكول يبدأ الطلاب من خلال الحصول على تفسيرات أولية حول المفهوم المستهدف مع مثال عملت، ومن ثم دمج هذه المعرفة مع مشكلة الممارسة (قدمت فقط في هذه الحالة للتعويض عن الوقت PS-I الطلاب يقضون على المشكلة الأولية)، ومع المحاضرة23. وتشمل التعديلات المحتملة بدءا من المحاضرة ومن ثم وجود الطلاب للقيام بنشاط حل المشاكل، وهو شرط السيطرة النموذجية لمقارنة PS-I التي أدت في كثير من الأحيان إلى تعلم أفضل لشرط PS-I7،13،19،26. بدلا من ذلك، يمكن اختزال شرط التحكم في استكشاف مثال عملي تتبعه مرحلة المحاضرة، والتي، على الرغم من أن نسخة أكثر تبسيطا من نهج التعليم المباشر مما كان مقترحا في الأصل، هي أكثر شيوعا في الأدب وأدت إلى نتائج متنوعة، مع بعض الدراسات التي تشير إلى تعلم أفضل فيPS-I 15،24، وغيرها تشير إلى تعلم أفضل من هذا النوع من حالة التعليم المباشر14،26.
وأخيرا، فإن الهدف الثالث من البروتوكول هو توفير الموارد لتقييم كيف يمكن للطلاب ذوي الاستعدادات والقدرات المعرفية المختلفة الاستفادة من PS-I15. تقييم هذه الاستعدادات مهم بشكل خاص إذا نظرنا إلى الميول السلبية التي غالبا ما يكون لدى بعض الطلاب مع دورات STEM ، وحقيقة أن PS-I لا يزال قادرا على إنتاج ردود فعل سلبية في بعض الحالات14. ومع ذلك، لا يوجد سوى القليل من البحوث في هذا الشأن.
من ناحية ، منذ PS - I يسهل ارتباط التعلم مع الأفكار الفردية ، بدلا من مجرد المعرفة الرسمية ، يمكن افتراض PS - I بأنها قادرة على المساعدة في تحفيز الطلاب من المستويات الأكاديمية المنخفضة ، وأولئك الذين لديهم مشاعر منخفضة من الكفاءة ، أو انخفاض الدافع حول الموضوع13،27. وأظهرت إحدى الدراسات أن الطلاب ذوي التوجه اتقان منخفضة، أي أهداف أقل تتعلق بالتعلم الشخصي، استفادت أكثر من PS-I من أولئك الذين لديهم حافز أعلى لتعلم27. من ناحية أخرى، قد يواجه الطلاب الذين يعانون من ملفات تعريف أخرى صعوبات عند المشاركة في PS-I. وبشكل أكثر تحديدا، يلعب الإدراك ميتاكوجنيتيون دورا هاما في PS-I31،والطلاب ذوي المهارات منخفضة metacognition قد لا تستفيد من PS-I بسبب صعوبات في أن تكون على بينة من الثغرات المعرفية الخاصة بهم أو تمييز المحتوى ذي الصلة15. بالإضافة إلى ذلك ، حيث أن المرحلة الأولية من PS-I تستند إلى إنتاج حلول فردية ، فإن الطلاب ذوي القدرات المتباينة المنخفضة ، والصعوبات في توليد مجموعة متنوعة من الاستجابات في حالة معينة ، قد يستفيدون من PS-I أقل من الطلاب الآخرين. ويقدم البروتوكول أدوات موثوقة لتقييم هذه الميول(الجدول 1)على الرغم من أنه يمكن النظر في حالات أخرى.
وباختصار، يهدف هذا البروتوكول إلى جعل تنفيذ تدخل PS-I يتبع المبادئ المقبولة في أدب PS-I في متناول المعلمين والباحثين. بالإضافة إلى ذلك، توفر البروتوكولات تقييما تجريبيا لهذا التدخل، وتيسر تقييم الميول المعرفية والتحفيزية للطلاب. وهو بروتوكول لا يتطلب الوصول إلى التكنولوجيات الجديدة أو موارد محددة، ويمكن تعديله على أساس الاحتياجات البحثية والتعليمية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
يتبع هذا البروتوكول إعلان هلسنكي للمبادئ الأخلاقية للبحوث مع البشر، ولكنه يطبق هذه المبادئ على الصعوبات الإضافية لدمج البحث في بيئات الحياة الواقعية في التعليم32. وعلى وجه التحديد، لا يمكن أن يكون لتخصيص شروط التعلم ولا قرار المشاركة عواقب على فرص تعلم الطلاب. وبالإضافة إلى ذلك، يتم الحفاظ على سرية الطلاب وعدم الكشف عن هويتهم حتى عندما يكون المعلمون هم المسؤولون عن التقييم. وقد وافقت لجنة أخلاقيات البحوث التابعة لأمارة أستورياس (إسبانيا) على أهداف البروتوكول ونطاقه وإجراءاته (المرجع: 242/19).
يرجى ملاحظة أنه إذا كان المستخدم مهتما فقط بتنفيذ نهج PS-I، فإن الخطوة 6 فقط (دون تعيين المشاركين إلى شرط التحكم) والخطوة 7 هي ذات صلة. على الرغم من ذلك، يمكن إضافة الخطوتين 5 و 9 كتمارين تدريبية للطلاب. إذا كان المستخدم مهتما أيضا بالتقييم التجريبي، فمن المهم أن يعمل الطلاب بشكل فردي خلال الخطوات 4 و5 و6 و9. ولذلك فمن المستحسن أن خلال هذه الخطوات، يتم ترتيب مقاعد الطلاب بحيث يكون هناك مساحة فارغة بجانب كل طالب.
اعتمادا على الراحة، يمكن تنفيذ الخطوات بشكل مستمر داخل جلسة عمل فئة واحدة أو مع الخطوات اللاحقة في جلسة عمل فئة مختلفة.
1. معلومات للطلاب عن الغرض من الدراسة وإجراءاتها
- خذ 10 دقائق من فترة الفصل لإبلاغ الطلاب بالدراسة.
- شرح للطلاب صراحة الغرض العام من الدراسة، وحريتهم في الموافقة على المشاركة، وحقيقة أنهم قد ينسحبون بحرية، وضمان عدم الكشف عن الهوية والسرية في معالجة البيانات.
- أخبرهم أن الغرض العام من الدراسة هو استكشاف فعالية النهج التعليمية المختلفة ، وكذلك تقييم تأثير التصرفات المعرفية والتأثيرية للطلاب على فعالية هذه النهج.
- أخبرهم أنه على الرغم من أنه سيتم تعيينهم لأحد النهجين ، إلا أن المحتوى الذي يغطيه الشرطان سيكون هو نفسه. إبلاغهم بأن الأنشطة المستخدمة في كلا الشرطين ستكون متاحة لجميع الطلاب في نهاية الدراسة.
- يجب أن يعلموا أنهم أحرار في المشاركة في الدراسة وأن بإمكانهم ترك الدراسة في أي وقت دون التأثير على فرص التعلم أو درجاتهم. إذا كانوا لا يريدون المشاركة في الدراسة، يمكنهم القيام بأنشطة التعلم دون تسليمهم. وبالإضافة إلى ذلك، خلال فترة قصيرة من المشاركين في استكمال الاستبيانات، يمكن لغير المشاركين دراسة مواد أخرى.
- إبلاغهم بأن مشاركتهم ستكون مجهولة الهوية وأنه سيتم الحفاظ على السرية في جميع الأوقات ، وسيتم استخدام رقم تعريف تعسفي لدمج البيانات عبر جلسات وأنشطة مختلفة.
- تزويد الطلاب بنسختين من نموذج الموافقة المستنيرة(الملحق أ)الذي يحتوي أيضا على معلومات الاتصال الخاصة بالباحث. اطلب منهم التوقيع على نسخة واحدة لك، والاحتفاظ بنسخة أخرى لأنفسهم.
ملاحظة: يستهدف هذا البروتوكول طلاب الجامعات، حيث لا يلزم الحصول على إذن الوالدين. ويمكن تعميمه على مستويات تعليمية أدنى، وإن كانت هناك حاجة أيضا إلى موافقة الوالدين المستنيرة بالنسبة للطلاب القصر قانونا. - إذا تمت إضافة الطلاب إلى الدراسة في مراحل لاحقة من البروتوكول، اطلب منهم إكمال الموافقة المستنيرة كما هو موضح في هذا القسم قبل الانضمام إلى الدراسة.
2. تزويد الطلاب برقم تعريف غير مرتبط بالسجلات الأخرى
- للحفاظ على عدم الكشف عن هوية ردود الطلاب، قم بتعيين رقم تعريف لكل طالب عشوائيا (على سبيل المثال، إعداد حقيبة بأرقام عشوائية ومطالبة كل طالب باختيار واحد، إرسال رقم عشوائي لكل طالب عبر تطبيق ويب). اطلب منهم ملاحظة الرقم في مكان يمكن الوصول إليه في التقييمات اللاحقة في البروتوكول.
ملاحظة: إذا تم إجراء الدراسة من خلال تطبيق عبر الإنترنت يسمح لردود الطلاب أن يتم تعقب مجهول، هذا ليس ضروريا.
3. استكمال الاستبيانات حول الاستعداد المعرفي والتأثيري والبيانات الديموغرافية الأساسية
- حجز 10 دقائق في فترة الفصل الدراسي لإدارة الاستبيانات لجميع الطلاب في الصف.
- إعطاء الطلاب الذين يقررون عدم المشاركة في التجربة خيارات تعليمية أخرى مثل العمل بشكل فردي على محتوى آخر.
- اطلب من الطلاب ملء الاستبيانات حول ميولهم، ويمكن القيام بذلك باستخدام الاستبيانات في الملحق B. اطلب منهم العمل بشكل فردي.
ملاحظة: تتضمن مجموعة الاستبيانات في التذييل B مقياس الكفاءة المعرفية في مسح المواقف تجاه الإحصاءات (SATS-28) 33، مقياس نهج الإتقان في استبيان هدف الإنجاز المنقح34 ، وتنظيم مقياس الإدراك لجرد الوعي المعرفي35، والأسئلة الديموغرافية.- وللتحكم في الآثار المحتملة للملوثات المتعلقة بالترتيب الذي يقوم به الطلاب بإكمال الاستبيانات، قم بتسليم نسخ مختلفة من أوراق الاستبيان بشكل عشوائي تختلف حسب ترتيب تقديم الاستبيانات. 17- وفي التذييل باء - 1، توجد نسخ مطبوعة مختلفة من الاستبيانات المقترحة بأوامر مختلفة.
ملاحظة: إذا تم إكمال الاستبيانات رقميا، قم بإنشاء ارتباطات مع الأوامر المختلفة، ثم قم بتوزيع الروابط الأربعة عشوائيا بين الطلاب في الفصل (على سبيل المثال، عبر المجموعات التي تم إنشاؤها حسب الترتيب الأبجدي).
- وللتحكم في الآثار المحتملة للملوثات المتعلقة بالترتيب الذي يقوم به الطلاب بإكمال الاستبيانات، قم بتسليم نسخ مختلفة من أوراق الاستبيان بشكل عشوائي تختلف حسب ترتيب تقديم الاستبيانات. 17- وفي التذييل باء - 1، توجد نسخ مطبوعة مختلفة من الاستبيانات المقترحة بأوامر مختلفة.
- امنح الطلاب 7 دقائق لإكمال الاستبيانات. وترد التعليمات في الاستبيانات ولا حاجة إلى تعليمات إضافية.
4. إدارة اختبار التفكير المتباين
- في حالة هذا الاختبار هو من الفائدة، يستغرق 10 دقائق في فترة الصف لإدارة استخدامات بديلة المهمة36،37 الذي يقيس طلاقة التفكير المتباينة لجميع الطلاب في الصف.
- تزويد كل طالب بورق فارغ واطلب منه كتابة رقم تعريفه.
- شرح تعليمات الاختبار.
- نقول لهم أنه سيتم تزويدهم مع كائن له استخدام مشترك، ولكن ينبغي أن تأتي مع العديد من الاستخدامات الأخرى ما في وسعهم.
- أعطهم مثالا (على سبيل المثال ، إذا قدمت لك صحيفة ، والتي تستخدم عادة للقراءة ، عليك أن تكتب استخدامات بديلة ، مثل استخدامها كقبعة مؤقتة لحمايتك من الشمس ، أو لخط الجزء السفلي من حقيبة السفر)38.
- قراءة العنصر الأول في الاختبار بصوت عال، والكتابة على السبورة: "اكتب العديد من الاستخدامات التي يمكن أن يخطر لك لبنة". امنح الطلاب دقيقتين لكتابة إجاباتهم. بمجرد انتهاء الدقيقتين، اطلب من الطلاب قلب ورقتهم إلى الجانب الآخر.
- قراءة العنصر الثاني في الاختبار بصوت عال، والكتابة على السبورة: "اكتب العديد من الاستخدامات التي يمكن أن يخطر لك لمقطع الورق". امنح الطلاب دقيقتين لكتابة إجاباتهم.
- بمجرد انتهاء الدقيقتين، اطلب من الطلاب التوقف عن الكتابة، وجمع أوراقهم.
5. إكمال الاختبار المسبق للمعرفة الأكاديمية السابقة
- حجز 15 دقيقة في فترة الصف لإدارة المعرفة الأكاديمية السابقة قبل الاختبار في التذييل C.
ملاحظة: الاختبار التمهيدي هو حول الاتجاه المركزي، وهو أمر ذو صلة من أجل استيعاب المحتوى على التباين الذي سيتم تعلمه في ظروف التعلم اللاحقة في الخطوة 67. لا ينبغي إعطاء أي محتوى فئة حول الاتجاه المركزي للطلاب بين إدارة هذا الاختبار المسبق والخطوة 6. كما أننا لا نوصي باستبدال هذا الاختبار المسبق بتقلب مختلف يغطي ما قبل الاختبار لأن ذلك يمكن أن يخلق تأثير PS-I قد يلوث نتائج التجربة26. - توزيع الاختبار التمهيدي على الطلاب. من هذه النقطة، اطلب منهم العمل بشكل فردي.
- امنح الطلاب 10 دقائق لإكمال الاختبار التمهيدي. يتم تضمين التعليمات في الاختبار ولا حاجة إلى مزيد من المواصفات. بمجرد أن ي حان الوقت اطلب من الطلاب قلب ورقتهم وتسليمها لك.
6. التكليف بإدارة شروط التعلم
- خذ 35 دقيقة من فترة الفصل الدراسي لإدارة شرطي التعلم داخل نفس الفصل الدراسي.
ملاحظة: لمنع أخطاء الوثوقية بسبب الوقت، نوصي لا يزيد عن أسبوع واحد بين إكمال الاستبيانات والاختبارات في الخطوتين 2 و 3 وهذه الخطوة. - تأكد من إعداد دفاتر المهام بشكل صحيح، والتي تحتوي على المواد الخاصة بالشرطين.
ملاحظة: تم اختيار نصيب الفرد من الناتج المحلي الإجمالي لوضع هذه المواد التعليمية في سياقها لعدة أسباب: أولا، إنه موضوع مثير للجدل30 قد يكون مألوفا للطلاب من العديد من مجالات التعلم، وثانيا هو متغير نسبة يسمح باستخدام مقاييس التباين المختلفة التي تتم مناقشتها أثناء الدرس (النطاق، النطاق بين الكوارتيل، الانحراف المعياري، التباين، ومعامل الاختلاف).- بالنسبة لشرط PS-I، قم بطباعة دفتر المهام المقابل في الملحق D-1 الذي يحتوي على: نشاط مشكلة الاختراع، حيث يطلب من الطلاب اختراع فهرس عدم المساواة؛ وفهرس مشكلة الاختراع، الذي يتم فيه طلب فهرس عدم المساواة؛ وفهرس مشكلة الاختراع، الذي يتم فيه إعادة كتابة فهرس المهام في الملحق D-1. نشاط "مثال العمل"، حيث يمكن للطلاب دراسة حلول هذه المشكلة.
- للحصول على شرط التعليم المباشر، طباعة دفتر المهام المقابلة في الملحق D-1 الذي يحتوي على: نشاط "مثال العمل" (نفس المثال العمل المعطاة إلى شرط PS-I); مشكلة التدريب العملي المقترنة مع هذا المثال العمل.
ملاحظة: من المهم أن المشكلة الممارسة المضمنة في المواد لهذا الشرط غير موجود في شرط PS-I. يتم تضمينه للتعويض تجريبيا عن الوقت الإضافي الذي يقضيه طلاب PS-I في مشكلة الاختراع. ومن القيود الجوهرية لتصاميم PS-I صعوبة التحكم في التكافؤ من حيث الوقت والمواد على حد سواء. حتى في التصاميم التي تختلف فيها حالة PS-I وحالة التحكم فقط في الترتيب الذي يتم به تقديم مواد التعلم (أي إما تقديم مشكلة قبل مرحلة تعليمات صريحة ، أو تقديم نفس المشكلة بالضبط بعد نفس مرحلة التعليم الصريحة) ، لا يتحقق التكافؤ ، لأنه من المتوقع أن تستغرق المشكلة التي يتم حلها قبل التعليم وقتا أطول مما بعد التعليم. يتعامل هذا البروتوكول مع هذه المشكلة بنفس الطريقة التي تتعامل بها الدراسات الأخرى24، من خلال تضمين مواد إضافية في حالة التعليم المباشر. - افصل بين النشاطين في كل دفتر مهام بربط الأوراق المقابلة للنشاط الثاني (على سبيل المثال، مع مقطع أو ملاحظة لاصقة) معا بحيث لا يتمكن الطلاب من رؤية محتويات النشاط الثاني أثناء قيامهم بالنشاط الأول.
- إبلاغ الطلاب بالإجراء الواجب اتباعه في هذه الخطوة المحددة.
- أخبرهم أنه اعتمادا على دفتر المهام الذي تم تعيينهم ، سيكون لديهم زوجان مختلفان من الأنشطة ، ولكن جميع الطلاب سيرون نفس المحتوى ، وفي نهاية الدرس سيكون لديهم جميعا إمكانية الوصول إلى جميع الأنشطة.
- دعهم يعرفون أنه سيتم إخبارهم بموعد بدء النشاط الأول ومتى يجب أن ينتقلوا إلى النشاط الثاني. أخبرهم أيضا أن أوراق النشاط الثاني كانت ملزمة بمنعهم من النظر قبل الوقت المناسب.
- للحد من الإحباط المحتملة المتعلقة بالخوف من الفشل، ونقول لهم أنه على الرغم من أنها قد تجد بعض الأنشطة الصعبة، ينبغي أن تحاول أن ترى هذه الصعوبات كفرص التعلم39.
- تعيين دفاتر المهام بشكل عشوائي للطلاب في الفصل
ملاحظة: لمنع العوامل الملوثة المتعلقة بمكان وجود الطلاب، قم بتوزيع دفاتر المهام بشكل متجانس عبر الأجزاء المختلفة من الفصل. على سبيل المثال، أثناء التنقل في الفصل الدراسي، قم بإعطاء دفتر مهام PS-I لطالب واحد، ثم كتاب مهام التعليم المباشر للطالب التالي. - بمجرد توزيع دفاتر المهام على جميع الطلاب في الفصل، اطلب منهم البدء في العمل بشكل فردي على النشاط الأول.
- أخبر الطلاب أن لديهم 15 دقيقة للنشاط الأول. يتم تضمين التعليمات في الأوراق الورقية ولا حاجة إلى مزيد من التعليمات العامة.
- أخبرهم أنك متاح لأي أسئلة، ولكن تجنب إعطاء الطلاب أي محتوى إضافي بخلاف ما لديهم في دفاتر المهام.
ملاحظة: خاصة بالنسبة للطلاب حل مشكلة الاختراع، وتجنب توجيههم نحو الحلول التقليدية، لأنه يمكن اختصار تطوير معارفهم الخاصة11. بدلا من ذلك، نقترح ثلاثة ردود محتملة على أسئلة الطلاب11: أ) مساعدتهم على توضيح العمليات الخاصة بهم من خلال مطالبتهم بشرح ما يفعلونه. ب) مساعدتهم على توجيه أنفسهم بحدسهم بسؤالهم عن البلد الذي يعتقدون أنه يعاني من عدم المساواة أكثر من البلدان الأخرى؛ ج) مساعدتهم على فهم الهدف من النشاط من خلال مطالبتهم بإنتاج فهارس عامة من شأنها أن تفسر الاختلافات التي يرونها ، يمكنك تقديم أمثلة على الفهارس الكمية الأخرى (على سبيل المثال ، "المتوسط هو مؤشر لحساب القيمة المركزية في التوزيع").
- بمجرد انتهاء الدقائق ال 15 للنشاط الأول ، اطلب من الطلاب التقدم إلى نشاطهم الثاني المقابل ، والذي يتعين عليهم إزالة المقطع أو الملاحظة اللاصقة.
- أخبرهم أن لديهم 15 دقيقة للنشاط الثاني. يتم تضمين التعليمات في الأوراق الورقية ولا توجد حاجة إلى تعليمات عامة إضافية. أخبرهم أنك متاح لأي أسئلة.
ملاحظة: الطلاب الوصول إلى المحتوى من النشاط السابق.
- أخبرهم أن لديهم 15 دقيقة للنشاط الثاني. يتم تضمين التعليمات في الأوراق الورقية ولا توجد حاجة إلى تعليمات عامة إضافية. أخبرهم أنك متاح لأي أسئلة.
- بمجرد انتهاء الدقائق ال 15، اطلب منهم تسليم المواد المكتملة إليك.
7. إدارة محتوى المحاضرة
- حجز 40 دقيقة في غضون فترة واحدة أو عدة فصول لإلقاء محاضرة حول التغير الإحصائي لجميع الطلاب في الصف.
ملاحظة: يمكن مقاطعة البروتوكول في أي نقطة أثناء المحاضرة ويمكن أن يستمر في جلسة عمل الفئة اللاحقة. - لإلقاء المحاضرة، اتبع الشرائح، والتي يمكن العثور عليها في الرابط التالي: https://www.dropbox.com/sh/aa6p3hs8esyf5xa/AACTvpVlEbdEtLVfBIbe9j7aa?dl=0.
ملاحظة: يتضمن الملف حركات لتدرج المحتويات، تعليقات مع تفسيرات مقترحة لإعطاء الطلاب، ومؤشرات حول الوقت التقريبي المخصص لكل تفسير. المحتوى والأنشطة المدرجة هي حول تعريف التباين، واستخدام مقاييس التباين المختلفة (النطاق، النطاق بين الكوارتيل، التباين، الانحراف المعياري، ومعامل الاختلاف)، خصائص تلك التدابير، ومزاياها وعيوبها مقارنة مع بعضها البعض وحلول أخرى دون المستوى الأمثل13. ويمكن الاطلاع على وصف آخر لهذه المحاضرة المقترحة في التذييل هاء. يمكن للمستخدم تكييف هذه المواد اعتمادا على عوامل مختلفة مثل محتوى محدد لتغطية في الصف، ومبادئ التعليم المفضل، أو التعبيرات الثقافية المختلفة.
8. استكمال استبيان الفضول
- في نهاية المحاضرة، وإعطاء الطلاب مقياس الفضول من استبيان العواطف ذات الصلة Epistemic40 (الملحق واو) ومنحهم 2 دقيقة لإكماله. تذكير الطلاب بكتابة رقم تعريفهم على الاستبيان قبل تسليمه مرة أخرى.
ملاحظة: في الأدب ، غالبا ما يقاس الفضول مباشرة بعد نشاط الاختراع وأنشطة التحكم المقابلة14،17. والبروتوكول مرن إزاء هذا التعديل وغيره من التعديلات الممكنة في هذا الصدد. للبساطة ، أدرجنا فقط قياس الفضول في نهاية الدرس لأنه وثيق الصلة بفحص الآثار الأطول أجلا ل PS-I على الفضول ، ولأن زيادة الفضول مباشرة بعد نشاط الاختراع يمكن تفسيرها جزئيا بحقيقة أنه خلال نشاط الاختراع يتلقى الطلاب معلومات أقل مما يحصلون عليه أثناء الأنشطة البديلة المستخدمة كضوابط.
9. إدارة التعلم بعد الاختبار
- وفقا للمعلم في كل فصل، يستغرق 30 دقيقة في فترة الفصل لإدارة ما بعد الاختبار.
- توزيع ما بعد الاختبار في الملحق G على الطلاب. اطلب منهم العمل على ذلك بشكل فردي.
- امنح الطلاب 25 دقيقة لإجراء الاختبار اللاحق. يتم تضمين التعليمات في مرحلة ما بعد الاختبار ولا حاجة إلى تعليمات عامة إضافية.
- بمجرد انتهاء الدقائق ال 25، اطلب منهم تسليم الاختبار بعد الاختبار إليك.
10. تزويد الطلاب بتغذية مرتدة وجميع المواد التعليمية
- جعل المواد المستخدمة لهذا الدرس متاحة للطلاب. الشرائح نقطة الطاقة، ومواد لظروف التعلم اثنين، والحلول للاختبار قبل وبعد الاختبار متوفرة في الملحق H.
11. ترميز البيانات
- احسب الدرجات الخاصة بالمقاييس المختلفة في الاستبيانات عن طريق إضافة جميع درجات الصنف ضمن كل مقياس استبيان (راجع التذييل B للحصول على ملخص لبنود الاستبيان في الاستبيانات المقترحة).
- حساب درجة لطلاقة التفكير المتباينة عن طريق عد جميع الردود المناسبة التي قدمها كل طالب في كلا البندين في مهمة الاستخدامات البديلة37.
ملاحظة: يمكن أيضا اعتبار التدابير الأخرى التي غالبا ما يتم ترميزها من مهمة الاستخدامات البديلة، مثل المرونة والأصالة والتفاصيل،36و37. - حساب درجة المعرفة السابقة قبل الاختبار عن طريق الدرجات أولا كل بند باستخدام مفتاح الإجابة في التذييل الأول - 1 ومن ثم إضافة معا عشرات لجميع العناصر.
- احسب مقاييس التعلم المختلفة عن طريق تقدير كل عنصر في مرحلة ما بعد الاختبار أولا باستخدام مفتاح الإجابة في التذييل I-2 ثم إضافة الدرجات لكل مقياس تعليمي: الدرجات في العناصر من 1 إلى 3 لقياس التعلم الإجرائي، والنتائج في العناصر 4-8 لقياس التعلم المفاهيمي، وعشرات في العناصر 9-11 لنقل مقياس التعلم.
ملاحظة: قد يتم النظر في اتخاذ تدابير أخرى حول عملية التعلم مثل عدد الحلول التي ينتجها الطلاب أثناء مشكلة الاختراع أو صحة الحلول في جميع أنشطة حل المشكلات، ولكن لن يتم شرحها في هذا البروتوكول.
12. تحليل البيانات
يرجى ملاحظة أن المراجع في هذا القسم تشير إلى أدلة عملية حول كيفية إجراء التحليلات مع برنامج SPSS و PROCESS ولكن يمكن أيضا استخدام برامج أخرى.
- لتقييم الفعالية العامة ل PS-I ، قارن درجات الفضول والتعلم لحالة PS-I مقابل الفضول وعشرات التعلم من حالة التحكم.
ملاحظة: طالما يتم استيفاء الافتراضات، نوصي في المقام الأول ANCOVA للسيطرة على الاستعداد من المتغيرات المشتركة. كخيار ثان نوصي t-الاختبارات للمجموعات المستقلة وكخيار ثالث نوصي مان ويتني يو اختبارات41. لا يلزم الحد الأدنى لحجم العينة لهذه التحليلات ، ولكن بالنظر إلى أحجام التأثير في الأدبيات السابقة(d = .43)21، يوصى بأخذ عينة لا تقل عن 118 طالبا لكل مجموعة لتسهيل تحديد الآثار على أنها كبيرة (تحليلات القوة ذات الذيلين للاختلافات بين الوسائل المستقلة ، α = .05 ، β = .95 ،). عينات أكبر من 30 طالبا لكل مجموعة من شأنه أن يجعل من الأسهل لتلبية افتراضات الحياة الطبيعية ل ANCOVA أو تي الاختبارات41. - لاستكشاف آثار الوساطة بشكل بديهي (مثل وساطة الفضول على التعلم) و / أو التأثير المعتدل للاستعدادات ، قم بإجراء تحليلات ارتباطية بين متغير الوسيط (على سبيل المثال ، الفضول) ومتغير التعلم (على سبيل المثال ، المعرفة المفاهيمية) في ظروف التعلم.
ملاحظة: طالما يتم الوفاء الافتراضات، ونحن نوصي في المقام الأول استخدام الارتباطات بيرسون وكخيار ثان نوصي سبيرمان الارتباطات42. ولا يلزم وجود حد أدنى لحجم العينة لهذه التحليلات، ولكن العينات الكبيرة (على سبيل المثال، أكثر من 30 طالبا لكل مجموعة) من شأنها أن تسهل الوفاء بافتراضات الحياة الطبيعية اللازمة لارتباطات بيرسون. يمكن الإشارة إلى آثار الاعتدال المحتملة من خلال متغيرات الاستعداد التي لها قيم ارتباط مختلفة في حالة تعلم واحدة مقابل الأخرى. ويمكن الإشارة إلى تأثير وساطة محتمل (مثل وساطة الفضول بشأن التعلم) إذا كان متغير الوساطة مرتبطا بنتائج التعلم في شرط واحد على الأقل، وإذا كانت مستويات هذا المتغير مختلفة في حالة تعلم واحدة مقارنة بالحالة الأخرى (انظر النتائج في الخطوة 12-1). - مواصلة تقييم تأثير الوساطة على التعلم و/ أو التأثير المعتدل لميول الطلاب ، وإجراء تحليل الوساطة أو تحليل الاعتدال أو تحليل العملية المشروطة (الذي يجمع بين تحليل الوساطة والاعتدال) اعتمادا على النموذج المفاهيمي لاختبار43، والتي تختلف اعتمادا على الفرضيات المختارة و / أو التحليل الأولي في الخطوة 12.2.
ملاحظة: بما أن هذه التحليلات تستند إلى تراجعات متعددة، وبالتالي فهي تستند إلى نهج إحصائي ثابت التأثير، من أجل جعل النتائج قابلة للتعميم قدر الإمكان، نوصي بحد أدنى لحجم العينة من 15 طالبا لكل متغير وساطة مدرج في النموذج المفاهيمي، بالإضافة إلى 30 طالبا لكل متغير اعتدال مدرج في النموذج. تسمح بعض البرامج مثل PROCESS فقط تضمين الحد أقصى من اثنين من متغيرات الاعتدال في وقت واحد. 10 - ومن أجل إدراج متغيرات أكثر اعتدالا، يلزم إجراء عدة تحليلات لتغيير المشرفين المشمولين.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
تم تنفيذ هذا البروتوكول بشكل مرض في دراسة سابقة23، باستثناء مقاييس ميول الطلاب من حيث إحساسهم بالكفاءة ، وأهداف النهج المتقن ، والتخفي ، والتفكير المتباين.
لمعالجة هذه الاستعدادات، يتضمن هذا البروتوكول تدابير تم التحقق من صحتها مسبقا والتي أظهرت مستويات عالية من الموثوقية(الجدول 1).
يمكن رؤية الحلول النموذجية التي يولدها الطلاب في مشكلة اختراع شرط PS-I في الشكل 3A-D. لا ينتج الطلاب عادة الحل الكنسي للانحراف المعياري. ومع ذلك، فإن الحلول دون المستوى الأمثل التي تنتجها تكشف عن انعكاس حول الجوانب ذات الصلة من الانحراف المعياري (على سبيل المثال، النطاق، أو انحرافات الجمع، أو متوسط الانحرافات). وقد أظهرت الأبحاث السابقة أن مجموعة متنوعة من الحلول في المشكلة الأولية في PS-I ارتبطت مع التعليم العالي، بغض النظر عن صحة الاستجابة44. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن غياب الاستجابة في هذه المشكلة ليس مؤشرا على عدم استفادة الطلاب منها، حيث يمكن للطلاب التفكير بشكل نقدي في المشكلة دون تحقيق نتيجة واضحة.
يظهر حل نموذجي ينتجه الطلاب في مشكلة الممارسة المستخدمة في حالة التحكم (الشكل 2) في الشكل 3 E. هذه الحلول أكثر تجانسا وتتماشى مع المفهوم الكنسي للانحراف المعياري لأنها مشكلة تم تقديمها بعد أن درسوا المفاهيم والإجراءات في المثال العمل(التذييل D-2).
11- ويستنسخ الشكل 5 مثالا للإبلاغ عن الاختلافات العامة بين PS-I والتعليم المباشر في التقييم التجريبي. وهو يستند إلى نتائج دراسة سابقة اتبعت هذا البروتوكول23 حيث لم يختلف الطلاب في حالة PS-I في المعرفة الإجرائية أو نقل المعرفة أو الفضول أو المعرفة السابقة ، لكنهم اختلفوا في المعرفة المفاهيمية.
ويبين الشكل 6 مثالا للإبلاغ عن التأثير المعتدل لأحد الاستعدادات المقترحة للطلاب، وهو القدرات المعرفية. في هذا المثال الافتراضي، تعلم الطلاب ذوي القدرات الميتاكوغنية المنخفضة من التعليم المباشر أكثر من PS-I، في حين استفاد أولئك الذين لديهم قدرات ميتاكو المعرفية العالية من PS-I أكثر من التعليم المباشر.
الشكل 1: مشكلة الاختراع في حالة PS-I. في هذه المشكلة يطلبمن 23 طالبا في حالة PS-I اختراع مؤشرات كمية لقياس عدم المساواة في جميع أنحاء البلدان الأربعة. وقد صيغت مع تقنية الحالات المتناقضة11: البلدان تظهر الاتساق والاختلافات فيما يتعلق بالميزات ذات الصلة، وهذه الاختلافات من السهل حسابها. على سبيل المثال، Pinpanpun و Toveo لديهما نفس المتوسط (5)، نفس العدد من الحالات (7)، نفس النطاق (10)، ولكن توزيع مختلف. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 2: مشكلة الممارسة في شرط التعليم المباشر. في هذه المشكلةيطلب من 23 طالبا في حالة التعليم المباشر لتطبيق المفاهيم والإجراءات المستفادة في مثال العمل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3: حلول مشتركة في مشكلة الاختراع وفي مشكلة الممارسة. الصور A-D تظهر الحلول الشائعة في مشكلة الاختراع، والتي يمكن استخدامها في مرحلة التعليم المباشر الخلفي لمحتويات سقالة: (أ) النطاق - سهلة لحساب، ولكن لا يفسر الاختلافات بين جميع السكان-; (ب) مقياس النطاق القائم - يعتبر عدد السكان أكبر من النطاق عندما يتم تضخيمه عند تكرار القيم القصوى، ولكنه لا يأخذ في الاعتبار جميع القيم-؛ (ج) متوسط الانحرافات - وهو يفسر الاختلافات بين جميع السكان، ولكنه مربك لأن الانحرافات السلبية تطرح من الانحرافات الإيجابية - (د) متوسط الانحرافات المطلقة - وهو حل كامل من الناحية المفاهيمية يشبه الحل الكنسي للانحراف المعياري - (ه) حل نموذجي لمشكلة الممارسة من شرط السيطرة. وقد درس الطلاب في هذه الحالة بالفعل مثال العمل، وبالتالي معظمهم قادرون على إعادة إنتاج وتفسير الحلول الكنسية للانحراف المعياري بشكل صحيح. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4: تصميم التقييم التجريبي. بعد الانتهاء من الاستبيانات والاختبارات لقياس ميول الطلاب، يتم تعيين الطلاب بشكل عشوائي لأنشطة شرطي التعلم (يبقى جميع الطلاب في نفس الصف). وبمجرد أن يكمل الطلاب هذه الأنشطة، يتلقون جميعا نفس المحاضرة حول التغير الإحصائي. يتم قياس الفضول والتعلم في نهاية عملية التعلم. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 5: النتائج حول فعالية PS-I مقابل التعليم المباشر. تعرض الرسومات نتيجة نموذجية للمقارنة بين شرط PS-I وشرط التعليم المباشر داخل كل متغير تابع، وذلك باستخدام بيانات دراسة سابقة استخدمت هذا البروتوكول23. يمثل شريطان في كل رسم وسيلة الشرطين، بينما تمثل أشرطة الخطأ المقابلة الخاصة بهم أخطاء قياسية +/-1 لتلك الوسائل. * يشير إلى نتائج هامة على مستوى 0.05 الأهمية. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 6: نتائج افتراضية حول التأثيرات المعتدلة للاستعدادات للطلاب. تعرض الرسومات نتيجة افتراضية حول التأثير المعتدل للقدرات الميتاكوغنيتية على الفعالية النسبية ل PS-I لتعزيز التعلم ، حيث يكون PS-I أكثر فعالية من التعليم المباشر فقط للطلاب الذين يبلغون عن قدرات ميتاكو المعرفية المتوسطة والعالية. بعد توصيات في43، تم استخدام المئين16 و 50و86 لتمثيل الطلاب ذوي القدرات الميتاكوغرامنتية المنخفضة والمتوسطة والعالية على التوالي. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
| بناء | القياس والوصف | ||
| الإحساس بالكفاءة | يمكن استخدام مقياس الكفاءة المعرفية في مسح المواقف تجاه الإحصاءات (SATS-28)33 (التذييل B2). وتتكون من 6 بنود تسأل الطلاب عن مدى اتفاقهم مع البيانات حول إحساسهم بإحصاءات تعلم الكفاءة (مثل "يمكنني تعلم الإحصاءات"). وقد أظهرت الصحة الداخلية، المتقاربة والتنبؤية، والموثوقية العالية (α = .71 - .93)45. | ||
| أهداف نهج الإتقان | ويمكن استخدام مقياس نهج الإتقان في استبيان هدف الإنجاز المنقح 34 (التذييل باء 3). وتتكون من 3 بنود تسأل الطلاب عن مدى موافقتهم على البيانات حول وجود أهداف التعلم التي تركز على التعلم الشخصي (على سبيل المثال، "أنا أسعى جاهدا لفهم محتوى هذه الدورة بشكل شامل قدر الإمكان"). وقد أظهرت الصحة الداخلية، المتقاربة والتنبؤية، والموثوقية الداخلية العالية (α =.84)34. | ||
| اللائحة الميتاكوغينية | يمكن استخدام تنظيم مقياس الإدراك لجرد الوعي الميتاكوغني46 (التذييل B4). وهو يتألف من 35 بندا تسأل الطلاب عن مدى نموذجية استخدام استراتيجيات مختلفة ميتاكوغنيتيفي (على سبيل المثال، "أنا إعادة تقييم افتراضاتي عندما أحصل على الخلط"). وقد أظهرت صحة داخلية وتنبئية، وموثوقية عالية (α = .88)46. | ||
| تفكير متباين | يمكن استخدام نقاط الطلاقة من مهمة الاستخدامات البديلة36. وهو يتألف من تقديم الطلاب مع العديد من الكائنات (على سبيل المثال، مشبك الورق)، ويطلب منهم توفير أكبر عدد من الاستخدامات غير الشائعة لكل كائن في غضون فترة معينة. وهي درجة موثوقة (H = .631) تم التحقق من صحتها داخليا 47 وأظهرت صحة تنبؤية في إصدارات ذات ملحقات مختلفة ، تتراوح بين 1 إلى 20 كائنا ، وبين 1 إلى 3 دقائق تعطى لكل كائن37،48،49. بالنسبة للقيود الزمنية داخل الإعدادات التعليمية، يقترح في هذا البروتوكول إصدار قصير من كائنين ودقيقتين لكل كائن37. | ||
| المعرفة الأكاديمية السابقة | للتكيف مع محتويات محددة مشمولة في هذا البروتوكول، تم تكييف التعلم قبل الاختبار (التذييل C) من موثوق بها (α =.75) اختبار مسبق المستخدمة في دراسة سابقة 7. وهو يتألف من 5 بنود تسأل الطلاب عن تدابير الاتجاه المركزي ذات الصلة لاستيعاب محتويات التباين. | ||
الجدول 1: البنى والتدابير المقترحة لتقييم ميول الطلاب. يقترح تقييم خمسة بنى حول استعداد الطلاب كمشرفين في فعالية PS-I. ويرد وصف تدبير مقترح لكل بناء يتعلق بعدد البنود، ووصف الأصناف، والأدلة المتعلقة بصحة البنود وموثوقيتها.
| بناء | القياس والوصف | ||
| الفضول | يمكن استخدام مقياس الفضول في استبيان العواطف المرتبطة ب Epistemically40 (التذييل F). وهو يتألف من ثلاثة بنود تطلب من الطلاب تقييم الكثافة التي شعروا بالفضول والمهتمين والفضوليين. وقد أظهرت صحة داخلية وتنبئية، وموثوقية عالية (α = .88)40. | ||
| التعلم (الإجرائية والمفاهيمية، ونقل) | لتقييم التعلم حول محتويات التباين المحددة التي يغطيها هذا البروتوكول، تم تكييف التعلم بعد الاختبار (التذييل G) من اختبار ما بعد الاختبار الموثوق به (α =.84) المستخدم في دراسة سابقة7. وتتكون من 12 بندا: ثلاثة بنود يشار إليها بالتعلم الإجرائي (مثل البند 1 حيث يتعين على الطلاب حساب الانحراف المعياري)، وستة بنود يشار إليها بالتعلم المفاهيمي (على سبيل المثال، البند 4 حيث يتعين على الطلاب التفكير في مكونات صيغة الانحراف المعياري)، وثلاثة بنود يشار إليها بالتحويل (على سبيل المثال، البند 10 حيث يتعين على الطلاب استنتاج إجراء لمقارنة الدرجات بقياسات مختلفة). | ||
الجدول 2: البنى والتدابير المقترحة لتقييم فعالية PS-I. ويرد وصف للصكوك المقترحة لقياس الفضول وثلاثة أنواع من التعلم (الإجرائية والمفاهيمية والنقل) ، بما في ذلك معلومات عن عدد من البنود ، ووصف البنود ، وأدلة حول صحة وموثوقية.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
والهدف من هذا البروتوكول هو توجيه الباحثين والمربين في تنفيذ وتقييم نهج PS-I في سياقات الفصول الدراسية الحقيقية. وفقا لبعض التجارب السابقة، PS-I يمكن أن تساعد في تعزيز التعلم العميق والتحفيز في الطلاب19،21،24، ولكن هناك حاجة لمزيد من البحث حول فعاليته في الطلاب ذوي القدرات المختلفة والاستعداد التحفيزي14،27. وبشكل أكثر تحديدا، باستخدام هذه الوثيقة، يمكن للمعلمين اتباع بروتوكول تنفيذ PS-I لفئة إحصاءات مصممة وفقا للمبادئ الأكثر قبولا على نطاق واسع في أدب PS-I11و13و20و50 (الخطوات 6-7). بالإضافة إلى ذلك، يمكن للمعلمين والباحثين متابعة تقييم تجريبي مضمن حول فعالية هذا التنفيذ لدى الطلاب ذوي الاستعدادات التحفيزية و/أو المعرفية المختلفة (جميع الخطوات). ولا تتعارض هذه التجربة مع المبادئ التعليمية لتكافؤ الفرص، أو الموافقة الحرة على المشاركة، أو احترام سرية الطلاب، كما أنه ليس من الضروري استخدام أي تكنولوجيات جديدة.
البروتوكول مرن ويمكن تعديله أو تطبيقه وفقا لاحتياجات البحث أو التعليم الجديدة. ومع ذلك، وكما هو موضح في هذه الوثيقة، يسمح البروتوكول بتقييم فعالية PS-I من حيث الفضول وأنواع التعلم المختلفة، بما في ذلك تدابير التعلم التي تتطلب التعلم العميق، مثل المعرفة المفاهيمية ونقل المعرفة، فضلا عن تدابير التعلم التي لا تتطلب بالضرورة التعلم العميق، مثل المعرفة الإجرائية. كل من الدافع والتعلم العميق هي مخاوف كبيرة لجميع المدربين. يهتم مصممو مقررات STEM بشكل خاص بهذه الموضوعات حيث تواجه نسبة كبيرة من الطلاب صعوبات في فهم تلك الدورات1و2و3 و يعانون من مشكلات تحفيزيةمختلفة 4و5. كما يوفر البروتوكول إرشادات لتقييم فعالية PS-I لدى الطلاب من حيث بعض الاستعدادات المعرفية و/ أو التحفيزية ، والتي هي أيضا مصدر قلق في تعليم STEM ، وفي الفعالية النسبية ل PS-I. وتشمل الميول المقترحة في البروتوكول المعرفة الأكاديمية السابقة، وأهداف نهج الإتقان، والشعور بالكفاءة في تعلم الموضوع، والتقارب، والتفكير المتباين.
ومن أمثلة تعديل البروتوكول بناء على الأفكار المقترحة في الأدبيات زيادة عدد المشاكل في الشروط15،وإعطاء الطلاب المزيد من الوقت لاستكشاف المشاكل44،بما في ذلك المتغيرات المختلفة لحساب عمليات التعلم الوساطي14و15و24. البروتوكول مرن أيضا حول تطبيق الخطوات المختلفة عبر جلسات عمل فئة مختلفة. يمكن تنفيذ كل خطوة في نفس فترة الفصل الدراسي مثل الخطوة السابقة، ويمكن للباحثين والمربين أن يقرروا كيفية تنظيم الخطوات لراحتهم.
ومع ذلك، فإن أحد العوامل الحاسمة للتقييم هو أن الطلاب يتعاونون في احترام قواعد التقييم. على سبيل المثال، في بعض الخطوات من المفترض أن تعمل بشكل فردي بحيث لا تلوث التفاعلات المحتملة بينهما النتائج. ولتحقيق ذلك، من المهم أن يتم إطلاع الطلاب على الإجراءات، وأن يشاركوا على قدم المساواة في أنشطة التعلم بغض النظر عما إذا كانوا يرغبون في المشاركة في التقييم التجريبي أم لا32،كما هو موضح في الخطوة 1 من البروتوكول. بالنسبة للأنشطة التي تتطلب عملا فرديا، نوصي أيضا بضمان وجود مساحات متبقية بين الطلاب.
وباختصار، قد يكون هذا البروتوكول مفيدا في جعل PS-I وتقييمه التجريبي أكثر سهولة للمعلمين والباحثين، وتزويدهم بالمواد والتوجيه، ومنحهم المرونة لتطبيقه وفقا لاحتياجاتهم البحثية والتعليمية، واقتراح خيارات التحليل التي تتكيف مع أحجام العينات المختلفة. ومع ذلك، قد يكون أحد القيود المحتملة هنا هو الوقت اللازم لإكمال الاستبيانات والاختبارات حول استعداد الطلاب. عندما يكون المستخدم مهتما بتقييم هذه الاستعدادات ولكن لا يوجد وقت متاح للقيام بذلك أثناء الفصل الدراسي، يمكن إكمال هذه الاستبيانات كتعيين خارج الفئة. 10- والقيود الثانية هي الخطأ المحتمل في القياس في بعض تدابير الاستعداد المقترحة التي لا تندرج تحديدا في سياق تعلم تدابير التباين، بل في التعلم العام (التعريف والتفكير المتباين) أو تعلم الإحصاءات العامة (أهداف نهج الإتقان والشعور بالكفاءة). وينبغي اعتبار هذا الخطأ قيدا محتملا على أي دراسات تجرى مع هذا البروتوكول. والقيود النهائية هي أن ما سبق اختبار المعرفة السابقة والتعلم بعد الاختبار ليست تدابير التحقق من صحة في الأدبيات السابقة حتى الآن لأن محتوى التنفيذ محدد جدا والتدابير التي تم التحقق من صحتها بالنسبة لهم غير متوفرة. ومع ذلك، من المتوقع أن يؤدي تنفيذ هذا البروتوكول في المستقبل إلى تعزيز المصادقة عليه.
وعلى نفس المنوال، سيحدد التطبيق المستقبلي للبروتوكول أيضا الاحتياجات البحثية الجديدة والاختلافات الجديدة التي سيتم تطبيقها. وقد يسهم وجود البروتوكول كمصدر مشترك في توفير هيكل منهجي معين عبر دراسات مختلفة. وبالإضافة إلى ذلك، طالما وجد اختصاصيو التوعية أن التقييم التجريبي لهذا البروتوكول متوافق مع ممارستهم التعليمية، فإن هذا البروتوكول قد يشجع مشاركة اختصاصيي التوعية في أبحاث PS-I، مما يعني منظورا مهنيا أوسع في عملية البحث ووصولا أفضل إلىالعينات 32.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.
Acknowledgments
وقد تم دعم هذا العمل من خلال مشروع إمارة أستورياس (FC-GRUPIN-IDI/2018/000199) ومنحة ما قبل الدكتوراه من وزارة التعليم والثقافة والرياضة الإسبانية (FPU16/05802). نود أن نشكر ستيفاني جون لمساعدتها في تحرير اللغة الإنجليزية في المواد التعليمية.
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).
