Решение проблем до обучения (PS-I): протокол оценки и вмешательства у учащихся с различными способностями

Резюме

Этот протокол направляет исследователей и преподавателей через реализацию подхода «Решение проблем до обучения» (PS-I) в классе статистики бакалавриата. Он также описывает встроенную экспериментальную оценку этой реализации, где эффективность PS-I измеряется с точки зрения обучения и мотивации у студентов с различными когнитивными и аффективными предрасположенностями.

Аннотация

В настоящее время то, как поощрять рефлексивное мышление студентов, является одной из главных задач для учителей на различных уровнях образования. Многие студенты испытывают трудности при выполнении задач, которые включают в себя высокий уровень рефлексии, например, на курсах STEM (наука, технология, инженерия и математика). Многие также имеют глубоко укоренившуюся тревогу и демотивацию по отношению к таким курсам. Чтобы преодолеть эти когнитивные и аффективные проблемы, исследователи предложили использовать подходы «Решение проблем до обучения» (PS-I). PS-I заключается в предоставлении студентам возможности генерировать индивидуальные решения проблем, которые впоследствии решаются в классе. Эти решения сравниваются с каноническим решением на следующем этапе обучения вместе с представлением содержания урока. Было высказано предположение, что с помощью этого подхода студенты могут повысить свое концептуальное понимание, перенести свое обучение на различные задачи и контексты, стать более осведомленными о пробелах в своих знаниях и создать личную конструкцию предыдущих знаний, которая может помочь сохранить их мотивацию. Несмотря на преимущества, этот подход подвергся критике, так как студенты могут тратить много времени на бесцельное пробо и ошибку на начальном этапе генерации решений или даже могут чувствовать разочарование в этом процессе, что может нанести ущерб будущему обучению. Что еще более важно, существует мало исследований о том, как уже существующие характеристики студентов могут помочь им извлечь выгоду (или нет) из этого подхода. Целью настоящего исследования является представление разработки и реализации подхода PS-I, применяемого к обучению статистике у студентов бакалавриата, а также методологического подхода, используемого для оценки его эффективности с учетом ранее существовавших различий студентов.

Введение

Один из вопросов, который больше всего волнует учителей в настоящее время, заключается в том, как стимулировать размышления студентов. Эта проблема распространена в курсах математического характера, таких как курсы STEM (наука, технология, инженерия и математика), в которых абстракция многих понятий требует высокой степени рефлексии, но многие студенты сообщают о приближении к этим курсам исключительно с помощью методов, основанных на памяти^1. Кроме того, учащиеся часто проявляют поверхностное изучение понятий^1,2,3. Трудности, с которыми сталкиваются студенты, применяя процессы рефлексии и глубокого обучения, однако, являются не только когнитивными. Многие студенты испытывают тревогу и демотивацию, сталкиваясь с этими курсами^4,5. На самом деле, эти трудности, как правило, сохраняются на протяжении всего образования^{студентов 6}. Поэтому важно изучить образовательные стратегии, которые мотивационно и когнитивно готовят студентов к глубокому обучению, независимо от их различных предрасположенностей.

Особенно полезно найти стратегии, которые дополняют типичные учебные подходы. Одним из наиболее типичных является прямое обучение. Прямое обучение означает полное руководство студентами от введения новых концепций с явной информацией об этих концепциях, а затем с помощью стратегий консолидации, таких как действия по решению проблем, обратная связь, дискуссии или дальнейшие объяснения^7,8. Прямая инструкция может быть эффективной для легкой передачи контента^8,9,10. Тем не менее, студенты часто не задумываются о важных аспектах, таких как то, как содержание связано с их личными знаниями, или потенциальные процедуры, которые могли бы работать и не¹¹. Поэтому важно внедрить дополнительные стратегии, чтобы заставить студентов мыслить критически.

Одной из таких стратегий является подход¹²«Решение проблем до инструкции» (PS-I), также называемый подходом¹¹ изобретения или подходом¹³«Продуктивный отказ». PS-I отличается от прямого обучения в том смысле, что студенты не знакомятся непосредственно с концепциями, вместо этого существует фаза решения проблем до типичной прямой учебной деятельности, в которой студенты ищут индивидуальные решения проблем, прежде чем получить какое-либо объяснение о процедурах их решения.

В этой первоначальной задаче от студентов не ожидается полного раскрытия целевых концепций¹³. Студенты могут также чувствовать когнитивную перегрузку^14,15,16 и даже негативно влиять на¹⁷ с неопределенностью и многими аспектами, которые следует учитывать. Тем не менее, этот опыт может быть продуктивным в долгосрочной перспективе, потому что он может облегчить критическое мышление о важных особенностях. В частности, первоначальная проблема может помочь учащимся лучше осознать пробелы в своих знаниях^18,активировать предварительные знания, связанные с содержанием, охватить^13,и повысить мотивацию из-за возможности основывать свое обучение на личных знаниях^7,17,19.

С точки зрения обучения, эффекты PS-I обычно видны, когда результаты оцениваются с показателями глубокого обучения^20,21. В целом не было обнаружено различий между учащимися, которые учились через PS-I, и теми, кто учился через прямое обучение с точки зрения процедурных знаний^20,22,которые относятся к способности воспроизводить изученные процедуры. Тем не менее, студенты, которые проходят PS-I, как правило, демонстрируют высшее образование в концептуальных знаниях^7,19,23,которые относятся к пониманию охватываемого содержания, и передаче^7,15,19,24,которая относится к способности применять это понимание к новым ситуациям. Например, недавнее исследование в классе о статистической изменчивости показало, что студенты, которым была предоставлена возможность изобрести свои собственные решения для измерения статистической изменчивости до получения объяснений об общих концепциях и процедурах в этой теме, продемонстрировали лучшее понимание в конце урока, чем те, кто смог непосредственно изучить соответствующие концепции и процедуры, прежде чем участвовать в какой-либо деятельности по решению проблем^23. Тем не менее, некоторые исследования не показали различий в обучении^16,25,26 или мотивации^19,26 между PS-I и альтернативами прямого обучения, или даже лучшем обучении в альтернативах прямого обучения^14,26,и важно учитывать потенциальные источники изменчивости.

Конструктивные особенности, лежащие в основе реализации PS-I, являются важной особенностью²⁰. Систематический обзор²⁰ показал, что для PS-I было более вероятно преимущество в обучении по сравнению с альтернативами прямого обучения, когда вмешательства PS-I были реализованы по крайней мере с помощью одной из двух стратегий, либо формулируя первоначальную проблему с контрастными случаями, либо выстраивая последующую инструкцию с подробной обратной связью о решениях студентов. Контрастные случаи состоят из упрощенных примеров, которые отличаются несколькими важными характеристиками¹¹ (см. Рисунок 1 для примера), и могут помочь учащимся определить соответствующие признаки и оценить свои собственные решения во время первоначальной задачи^11,20. Вторая стратегия, предоставляющая объяснения, которые основаны на решениях^{студентов 13,}состоит из объяснения канонической концепции, давая обратную связь о возможностях и ограничениях решений, генерируемых студентами, что также может помочь студентам сосредоточиться на соответствующих особенностях и оценить пробелы в их собственных знаниях^20,но после завершения начальной фазы решения проблем (см. Рисунок 3 для примера строительных лесов из типичных решений студентов).

Учитывая поддержку в литературе этих двух стратегий, противопоставление кейсов и построение обучения на решениях студентов, важно учитывать их при содействии включению PS-I в реальную образовательную практику. Это первая цель нашего протокола. Протокол предоставляет материалы для вмешательства PS-I, которые включают эти два принципа. Это протокол, который, хотя и адаптируемый, он контекстуализирован для урока по статистической изменчивости, очень распространенного урока для студентов университетов и старших классов, которые, как правило, являются целевыми группами в литературе по PS-I^29. Начальная фаза решения проблем состоит из изобретения мер изменчивости для распределения доходов в странах, что является спорной темой^30, которая может быть знакома студентам во многих областях обучения. Затем предоставляются материалы для студентов для изучения решений этой проблемы на рабочем примере и для лекции, которая включает в себя обсуждение общих решений, созданных студентами, наряду со встроенными практическими проблемами.

Вторая цель нашего протокола состоит в том, чтобы сделать экспериментальную оценку PS-I доступной для преподавателей и исследователей, что может облегчить исследование PS-I с более разнообразных точек зрения, сохраняя при этом некоторые условия постоянными во всей литературе. Тем не менее, условия этой экспериментальной оценки являются гибкими к модификациям. Экспериментальная оценка, описанная в протоколе, может быть применена на обычных уроках, так как учащимся в одном классе могут быть назначены материалы для условия PS-I или материалы для условия прямого обучения одновременно(рисунок 4). Это условие прямого обучения также адаптируется к потребностям исследований и образования, но, как первоначально описано в протоколе, студенты начинают с получения первоначальных объяснений о целевой концепции с отработанным примером, а затем консолидируют эти знания с практической задачей (представленной только в этом состоянии, чтобы компенсировать время, которое студенты PS-I тратят на начальную задачу), и с лекцией^23. Потенциальные адаптации включают в себя начало с лекции, а затем получение студентами деятельности по решению проблем, что является типичным контрольным условием для сравнения PS-I, которое часто приводило к лучшему обучению для условий PS-I^7,13,19,26. Альтернативно, контрольное условие может быть сведено к исследованию рабочего примера, за которым следует фаза лекции, которая, хотя и является более упрощенной версией подходов к прямому обучению, чем первоначально предложено, более распространена в литературе и привела к различным результатам, причем некоторые исследования указывают на лучшее обучение в PS-I^15,24,а другие указывают на лучшее обучение из этого типа условия прямого обучения^14,26.

Наконец, третья цель протокола заключается в предоставлении ресурсов для оценки того, как учащиеся с различными предрасположенностями и когнитивными способностями могут извлечь выгоду из PS-I^15. Оценка этих предрасположенностей особенно важна, если учесть негативные предрасположенности, которые некоторые студенты часто имеют с курсами STEM, и тот факт, что PS-I все еще может вызывать негативные реакции в некоторых случаях^14. Однако исследований по этому вопросу мало.

С одной стороны, поскольку PS-I облегчает ассоциацию обучения с индивидуальными идеями, а не просто формальными знаниями, PS-I можно предположить как способное помочь мотивировать студентов с низким академическим уровнем, тех, кто имеет низкое чувство компетентности или низкую мотивацию по предмету^13,27. Одно исследование показало, что студенты с низкой ориентацией на мастерство, то есть с меньшим количеством целей, связанных с личным обучением, получили больше пользы от PS-I, чем те, у кого была более высокая мотивация к обучению^27. С другой стороны, учащиеся с другими профилями могут столкнуться с трудностями при участии в PS-I. Более конкретно, метапознание играет важную роль в PS-I^31,и учащиеся с низкими навыками метапознания могут не извлечь выгоду из PS-I из-за трудностей в осознаниях их пробелов в знаниях или распознавании соответствующего контента^15. Кроме того, поскольку начальная фаза PS-I основана на производстве индивидуальных решений, учащиеся с низкими дивергентными способностями, трудностями, порождающими различные ответы в данной ситуации, могут извлечь из PS-I меньше пользы, чем другие студенты. В протоколе представлены надежные инструменты для оценки этих предрасположенностей(таблица 1),хотя могут быть рассмотрены и другие.

Таким образом, этот протокол направлен на то, чтобы сделать реализацию вмешательства PS-I, которое следует принятым принципам в литературе PS-I, доступным для преподавателей и исследователей. Кроме того, протоколы обеспечивают экспериментальную оценку этого вмешательства и облегчают оценку когнитивных и мотивационных предрасположенностей студентов. Это протокол, который не требует доступа к новым технологиям или конкретным ресурсам, и который может быть изменен на основе исследовательских и образовательных потребностей.

протокол

Этот протокол следует Хельсинкской декларации этических принципов исследований с людьми, но применяет эти принципы к дополнительным трудностям интеграции исследований в реальных условиях в образовании³². В частности, ни определение условий обучения, ни решение об участии не могут иметь последствий для возможностей обучения студентов. Кроме того, конфиденциальность и анонимность студентов сохраняется даже тогда, когда именно преподаватели отвечают за оценку. Цели, сфера охвата и процедуры протокола были одобрены Комитетом по этике исследований Княжества Астурия (Испания) (ссылка: 242/19).

Обратите внимание, что если пользователь заинтересован только в реализации подхода PS-I, то актуальны только Шаг 6 (без назначения участников контрольному условию) и Шаг 7. Несмотря на это, шаги 5 и 9 могут быть добавлены в качестве практических упражнений для студентов. Если пользователь также заинтересован в экспериментальной оценке, важно, чтобы учащиеся работали индивидуально во время шагов 4, 5, 6 и 9. Поэтому рекомендуется, чтобы во время этих шагов студенческие места были организованы таким образом, чтобы рядом с каждым студентом было пустое место.

В зависимости от удобства, шаги могут быть реализованы непрерывно в течение одного занятия или с последующими шагами в другом классе.

1. Информация для студентов о цели и процедурах обучения

1. Потратьте 10 минут на занятие, чтобы проинформировать студентов об исследовании.
2. Прямо объясните студентам общую цель исследования, их свободу согласия на участие, тот факт, что они могут свободно отказаться, а также гарантии анонимности и конфиденциальности при обработке данных.
   1. Скажите им, что общая цель исследования заключается в изучении эффективности различных образовательных подходов, а также в оценке влияния когнитивных и аффективных предрасположенностей студентов на эффективность этих подходов.
   2. Скажите им, что, хотя они будут назначены одному из двух подходов, содержание, охватываемое двумя условиями, будет одинаковым. Сообщите им, что мероприятия, используемые в обоих условиях, будут доступны всем студентам в конце обучения.
   3. Сообщите им, что они могут свободно участвовать в исследовании и что они могут покинуть учебу в любое время, не влияя на свои возможности обучения или свои оценки. Если они не хотят участвовать в исследовании, они могут выполнять учебные мероприятия, не сдавая их. Кроме того, за короткое время участники заполняют анкеты, неучаствуя могут изучать другие материалы.
   4. Сообщите им, что их участие будет анонимным и что конфиденциальность будет поддерживаться в любое время, произвольный идентификационный номер будет использоваться для объединения данных по различным сессиям и мероприятиям.
3. Предоставьте студентам две копии формы информированного согласия(Приложение А),которая также содержит контактную информацию исследователя. Попросите их подписать одну копию для вас, а другую копию оставить себе.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол предназначен для студентов университетов, где не требуется родительское разрешение. Его можно было бы обобщить на более низкие уровни образования, хотя для учащихся, которые юридически являются несовершеннолетними, также потребуется информированное согласие родителей.
4. Если студенты добавляются к исследованию на более поздних этапах протокола, попросите их заполнить информированное согласие, как описано в этом разделе, прежде чем они присоединятся к исследованию.

2. Предоставление учащимся идентификационного номера, не связанного с другими записями

1. Чтобы сохранить анонимность ответов студентов, случайным образом присваивайте каждому студенту идентификационный номер (например, подготовьте сумку со случайными числами и попросите каждого студента выбрать один, отправьте каждому студенту случайное число через веб-приложение). Попросите их отметить номер в том месте, где он будет доступен при последующих оценках в протоколе.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Если исследование проводится через онлайн-приложение, которое позволяет анонимно отслеживать ответы студентов, это не обязательно.

3. Заполнение анкет о когнитивных и аффективных предрасположенностям и основных демографических данных

1. Зарезервируйте 10 минут в классный период для администрирования анкет для всех студентов в классе.
2. Дайте студентам, которые решили не участвовать в эксперименте, другие варианты обучения, такие как индивидуальная работа над другим контентом.
3. Попросите студентов заполнить анкеты об их предрасположенности, это можно сделать с помощью анкет в Приложении В. Попросите их работать индивидуально.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Набор вопросников в Приложении В включает шкалу когнитивной компетентности в Обзоре отношения к статистике (SATS-28) ^33,шкалу подхода к овладению в вопроснике достижения цели - пересмотренную^34, шкалу регулирования познания инвентаризации метакогнитивной осведомленности³⁵и демографические вопросы.
   1. Чтобы контролировать потенциальные эффекты загрязняющих веществ, связанные с порядком, в котором учащиеся заполняют анкеты, случайным образом раздают различные версии листов анкеты, которые различаются в порядке, в котором представлены анкеты. В Приложении В-1 имеются различные печатные варианты предлагаемых вопросников с различным порядком.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Если анкеты заполняются в цифровом виде, создайте ссылки с различными порядками и случайным образом распределите четыре ссылки между учащимися в классе (например, по группам, созданным в алфавитном порядке).
4. Дайте студентам 7 минут на заполнение анкет. Инструкции включены в анкеты, и никаких дополнительных инструкций не требуется.

4. Администрирование теста на дивергентное мышление

1. В случае, если этот тест представляет интерес, потратьте 10 минут в классе, чтобы выполнить задание альтернативного использования^36,37, которое измеряет беглость дивергентного мышления для всех студентов в классе.
2. Предоставьте каждому студенту чистую бумагу и попросите его написать свой идентификационный номер.
3. Объясните инструкции теста.
   1. Скажите им, что им будет предоставлен объект, который имеет общее использование, но они должны придумать как можно больше других применений.
   2. Приведите им пример (например, например, если я представляю вам газету, которая обычно используется для чтения, вы должны написать альтернативные варианты использования, такие как использование ее в качестве временной шляпы, чтобы защитить вас от солнца или выровнять нижнюю часть сумки)³⁸.
4. Прочитайте вслух первый пункт теста и напишите его на доске: «Напишите столько применений, сколько вы можете придумать для кирпича». Дайте студентам две минуты, чтобы они написали свои ответы. По истечении двух минут попросите студентов перевернуть свою бумагу в другую сторону.
5. Прочитайте вслух второй пункт теста и напишите его на доске: «Напишите столько применений, сколько вы можете придумать для скрепки». Дайте студентам две минуты, чтобы они написали свои ответы.
6. Как только две минуты законьтся, попросите студентов прекратить писать и собрать свои работы.

5. Прохождение предварительного теста на предыдущие академические знания

1. Зарезервируйте 15 минут в классе для администрирования предыдущего предварительного теста академических знаний в Приложении C.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Предварительный тест посвящен центральной тенденции, которая имеет отношение к тому, чтобы усвоить содержание о изменчивости, которое должно быть изучено в последующих условиях обучения на шаге 6^7. Никакое содержание класса о центральной тенденции не должно быть предоставлено студентам между администрированием этого предварительного теста и шагом 6. Мы также не рекомендуем заменять этот предварительный тест другой предтестовой изменчивостью покрытия, поскольку это может создать эффект PS-I, который может загрязнить результаты эксперимента^26.
2. Раздайте предварительный тест студентам. С этого момента попросите их работать индивидуально.
   1. Дайте студентам 10 минут для завершения предварительного теста. Инструкции включены в тест, и больше никаких спецификаций не требуется. Как только время идит, попросите студентов перевернуть свою бумагу и передать ее вам.

6. Назначение и администрирование двух условий обучения

1. Потратьте 35 минут классного периода, чтобы управлять двумя условиями обучения в одном классе.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы предотвратить ошибки надежности из-за времени, мы рекомендуем не более одной недели между заполнением анкет и тестов в шагах 2 и 3 и этим шагом.
2. Убедитесь, что книги задач подготовлены должным образом, содержащие материалы для двух условий.
   ПРИМЕЧАНИЕ: ВВП на душу населения был выбран для контекстуализации этих учебных материалов по нескольким причинам: во-первых, это спорная тема^30, которая может быть знакома студентам из многих областей обучения, и, во-вторых, это переменная соотношения, которая позволяет использовать различные меры изменчивости, которые обсуждаются во время урока (диапазон, межквартильный диапазон, стандартное отклонение, дисперсия и коэффициент вариации).
   1. Для условия PS-I распечатайте соответствующую целевую книгу в Приложении D-1, которая содержит: упражнение «Проблема изобретения», в котором учащимся предлагается изобрести индекс неравенства; Упражнение «Рабочий пример», в котором студенты могут изучить решения этой проблемы.
   2. Для получения условия прямой инструкции распечатайте соответствующую книгу задач в Приложении D-1, которая содержит: действие Рабочий пример (тот же Рабочий пример, приведенный к условию PS-I); Практическая задача в сочетании с этим рабочим примером.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Важно, чтобы практическая задача, включенная в материалы для этого состояния, не присутствовала в состоянии PS-I. Он включен для экспериментальной компенсации дополнительного времени, затрачиваемого студентами PS-I на задачу изобретения. Неотъемлемым ограничением конструкций PS-I является сложность контроля эквивалентности как с точки зрения времени, так и материалов. Даже в конструкциях, в которых условие PS-I и условие управления различаются только в том порядке, в котором представлены учебные материалы (то есть либо представление проблемы до явной фазы обучения, либо представление одной и той же проблемы после той же явной фазы обучения), эквивалентность не достигается, потому что ожидается, что проблема, которая решается до обучения, займет больше времени, чем после обучения. Этот протокол решает эту проблему так же, как и другие исследования^24,путем включения дополнительных материалов в условие прямого обучения.
   3. Разделите два задания в каждой книге задач, связав бумаги, соответствующие второму упражнению (например, с помощью клипа или записки), вместе, чтобы учащиеся не могли видеть содержание второго упражнения во время выполнения первого упражнения.
3. Сообщите учащимся о процедуре, которую необходимо выполнить на этом конкретном этапе.
   1. Скажите им, что в зависимости от книги с заданиями, которую им поручают, у них будет две разные пары заданий, но все студенты увидят одинаковое содержание, и в конце урока все они будут иметь доступ ко всем заданиям.
   2. Дайте им знать, что им будет сказано, когда начать первое занятие и когда они должны перейти ко второму. Также скажите им, что документы для второго вида деятельности были обязаны помешать им посмотреть до соответствующего времени.
   3. Чтобы уменьшить потенциальное разочарование, связанное со страхом потерпеть неудачу, скажите им, что, хотя они могут найти некоторые виды деятельности трудными, они должны попытаться рассматривать эти трудности как возможности обучения³⁹.
4. Случайным образом распределите две книги с заданиями для студентов в классе
   ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы предотвратить загрязняющие факторы, связанные с тем, где сидят учащиеся, равномерно распределите тетради по различным частям класса. Например, когда вы ходите по классу, дайте книгу задач PS-I одному ученику, а затем прямую книгу с заданиями следующему ученику.
5. После того, как вы раздали книги с заданиями всем студентам в классе, попросите их начать индивидуально работать над первым упражнением.
   1. Скажите студентам, что у них есть 15 минут для первого занятия. Инструкции включены в бумажные листы, и никаких дополнительных общих инструкций не требуется.
   2. Скажите им, что вы доступны для любых вопросов, но избегайте давать студентам какой-либо дополнительный контент, отличный от того, что у них есть в книгах с заданиями.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Особенно для студентов, решающих проблему изобретения, избегайте направления их к традиционным решениям, потому что это может сократить развитие их собственных знаний¹¹. Вместо этого мы предлагаем три возможных ответа на вопросы^{студентов 11:}а) помочь им прояснить свои собственные процессы, попросив их объяснить, что они делают; б) помочь им руководствоваться своей интуицией, спросив их, в какой стране, по их мнению, больше неравенства, чем в других странах; c) помочь им понять цель деятельности, попросив их создать общие индексы, которые учитывали бы различия, которые они видят, вы можете привести примеры других количественных индексов (например, «среднее является индексом для расчета центрального значения в распределении»).
6. Как только 15 минут для первого занятия закончатся, попросите студентов перейти к соответствующему второму упражнению, для которого они должны удалить зажим или записку.
   1. Скажите им, что у них есть 15 минут на второе занятие. Инструкции включены в бумажные листы, и никаких дополнительных общих инструкций не требуется. Скажите им, что вы доступны для любых вопросов.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Учащиеся имеют доступ к содержимому предыдущего занятия.
7. Как только 15 минут закончится, попросите их передать вам готовый материал.

7. Администрирование содержания лекции

1. Зарезервируйте 40 минут в течение одного или нескольких периодов занятий, чтобы прочитать лекцию о статистической изменчивости для всех студентов в классе.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Протокол может быть прерван в любой момент во время лекции и может быть продолжен в следующем занятии.
2. Чтобы прочитать лекцию, перейдите по слайдам, которые можно найти по следующей ссылке: https://www.dropbox.com/sh/aa6p3hs8esyf5xa/AACTvpVlEbdEtLVfBIbe9j7aa?dl=0.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Файл содержит анимацию для разбиения содержимого, комментарии с предлагаемыми объяснениями для студентов и указания о приблизительном времени, отведенном для каждого объяснения. Содержание и виды деятельности включают определение изменчивости, использование различных мер изменчивости (диапазон, межквартильный диапазон, дисперсия, стандартное отклонение и коэффициент вариации), свойства этих мер, а также их преимущества и недостатки по сравнению друг с другом и с другими неоптимальными решениями^13. Более подробное описание этой предлагаемой лекции можно найти в Приложении E. Пользователь может адаптировать эти материалы в зависимости от различных факторов, таких как конкретный контент для освещения в классе, предпочтительные принципы обучения или различные выражения культуры.

8. Заполнение анкеты любопытства

1. В конце лекции дайте студентам шкалу любопытства из анкеты⁴⁰ «Эпистемические связанныеэмоции» (Приложение F)и дайте им 2 минуты для ее заполнения. Напомните студентам, чтобы они написали свой идентификационный номер в анкете, прежде чем вручать его обратно.
   ПРИМЕЧАНИЕ: В литературе любопытство часто измеряется сразу после изобретательской деятельности и соответствующей контрольной деятельности^14,17. Протокол является гибким к этой и другим возможным изменениям в этом отношении. Для простоты мы включили измерение любопытства только в конце урока, потому что это имеет отношение к изучению долгосрочных эффектов PS-I на любопытство, и потому что повышенное любопытство сразу после изобретательской деятельности может быть частично объяснено тем фактом, что во время деятельности по изобретению учащиеся получают меньше информации, чем во время альтернативных видов деятельности, используемых в качестве контрольных.

9. Администрирование обучения после теста

1. В соответствии с учителем в каждом классе, потратьте 30 минут в классе на проведение пост-теста.
2. Раздайте студентам пост-тест в Приложении G. Попросите их поработать над этим индивидуально.
   1. Дайте студентам 25 минут, чтобы сделать пост-тест. Инструкции включены в пост-тест, и никаких дополнительных общих инструкций не требуется.
3. Как только 25 минут законьются, попросите их вернуть вам пост-тест.

10. Предоставление студентам обратной связи и всех учебных материалов

1. Сделайте материалы, использованные для этого урока, доступными для студентов. Слайды Power-Point, материалы для двух условий обучения и решения для предварительного и посттестового обучения доступны в Приложении H.

11. Кодирование данных

1. Рассчитайте баллы по различным шкалам в вопросниках путем сложения всех баллов по пунктам в рамках каждой шкалы вопросника (краткое изложение пунктов вопросника в предлагаемых вопросниках см. в приложении В).
2. Рассчитайте балл за беглость дивергентного мышления, подсчитав все соответствующие ответы, данные каждым студентом в обоих пунктах задания³⁷«Альтернативное использование».
   ПРИМЕЧАНИЕ: Другие меры, часто кодировка из задачи альтернативного использования, такие как гибкость, оригинальность и проработка, также могут рассматриваться^{как 36,37}.
3. Рассчитайте балл предыдущего предварительного теста знаний, сначала оценив каждый элемент с помощью ключа ответа в Приложении I-1, а затем сложив баллы по всем пунктам.
4. Рассчитайте различные показатели обучения, сначала оценив каждый элемент в пост-тесте, используя ключ ответа в Приложении I-2, а затем сложив баллы для каждого показателя обучения: баллы в пунктах 1-3 для процедурной меры обучения, баллы в пунктах 4-8 для концептуальной меры обучения и баллы в пунктах 9-11 для передачи меры обучения.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Другие показатели процесса обучения, такие как количество решений, произведенных учащимися во время задачи изобретения, или правильность решений во всех действиях по решению проблем, могут быть рассмотрены, но они не будут объяснены в этом протоколе.

12. Анализ данных

Обратите внимание, что ссылки в этом разделе относятся к практическим руководствам по выполнению анализа с помощью программного обеспечения SPSS и PROCESS, но также могут использоваться и другие программы.

1. Чтобы оценить общую эффективность PS-I, сравните показатели любопытства и обучения состоянию PS-I с любопытством и оценками обучения контрольного состояния.
   ПРИМЕЧАНИЕ: До тех пор, пока предположения выполняются, мы в первую очередь рекомендуем ANCOVA контролировать предрасположенность ковариатов. В качестве второго варианта мы рекомендуем t-тесты для независимых групп, а в качестве третьего варианта мы рекомендуем тесты Mann-Whitney U^41. Для этих анализов не требуется минимальный размер выборки, но, учитывая размеры эффекта в предыдущей литературе(d = 0,43)^21,минимальная выборка из 118 студентов в группе будет рекомендована для облегчения идентификации эффектов как значительных (двухсторонний анализ мощности для различий между независимыми средствами, α = 0,05, β = 0,). Выборки, превышающие 30 студентов в группе, облегчат выполнение предположений о нормальности для ANCOVA или t-тестов^41.
2. Чтобы интуитивно исследовать эффекты медиации (например, посредничество любопытства в обучении) и / или смягчающее влияние предрасположенностей, выполните корреляционный анализ между медиаторной переменной (например, любопытство) и переменной обучения (например, концептуальным знанием) в двух условиях обучения.
   ПРИМЕЧАНИЕ: До тех пор, пока предположения выполняются, мы в первую очередь рекомендуем использовать корреляции Пирсона, а в качестве второго варианта мы рекомендуем корреляции Спирмена^42. Для этих анализов не требуется минимальный размер выборки, но большие выборки (например, более 30 студентов в группе) облегчают выполнение предположений о нормальности, необходимых для корреляций Пирсона. Возможные эффекты модерации будут обозначены переменными предрасположенности, которые имеют разные значения корреляции в одном состоянии обучения по сравнению с другим. Возможный эффект посредничества (например, посредничество любопытства при обучении) будет указан, если опосредующая переменная коррелирует с результатами обучения по крайней мере в одном состоянии, и если уровни этой переменной отличаются в одном состоянии обучения по сравнению с другим (см. результаты в Шаге 12.1).
3. Чтобы продолжить оценку посреднического влияния на обучение и/или модеривщего влияния предрасположенности студентов, выполните либо медиативный анализ, либо анализ модерации, либо анализ условного процесса (который сочетает в себе медиациацию и модерационный анализ) в зависимости от концептуальной модели для теста^43,которая будет варьироваться в зависимости от выбранных гипотез и/или предварительного анализа на шаге 12.2.
   ПРИМЕЧАНИЕ: Поскольку эти анализы основаны на множественных регрессиях и, следовательно, основаны на статистическом подходе с фиксированным эффектом, чтобы сделать результаты как можно более обобщаемыми, мы рекомендуем минимальный размер выборки 15 студентов на посредническую переменную, включенную в концептуальную модель, плюс 30 студентов на переменную модерации, включенную в модель. Некоторые программы, такие как PROCESS, допускают одновременное включение не более двух модеририруя переменных. Для включения большего количества модерируемых переменных потребуется провести несколько анализов с изменением включенных модераторов.

Результаты

Этот протокол был удовлетворительно реализован в предыдущем исследовании^23,за исключением показателей предрасположенности студентов с точки зрения их чувства компетентности, целей подхода к мастерству, метапознания и дивергентного мышления.

Для устранен?...

Обсуждение

Цель этого протокола состоит в том, чтобы направлять исследователей и преподавателей в реализации и оценке подхода PS-I в реальных условиях класса. Согласно некоторым предыдущим опытам, PS-I может помочь в продвижении глубокого обучения и мотивации у студентов^19,

Материалы

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