将数学意义建构视为计算与概念间一致性的寻求：面向大学物理导论的教学与评估
物理教育
2020-08-05 v2
摘要
何种问题解决教学能帮助学生应用所学来解决未来将遇到的崭新且陌生的问题？我们提出，数学意义建构，即寻求形式数学与概念理解之间一致性的实践，是成功物理问题解决教学的关键目标。然而，典型评估往往以更为割裂的方式测量理解。为捕捉学生问题解决中的一致性寻求实践，我们引入一个评估框架，强调更灵活地运用这些问题解决方法的机会。体现该计算-概念交叉框架的三个评估项目说明了一致性如何驱动更灵活、可能更高效、更具洞察力且更准确的问题解决方法。这三个评估项目被用于评估一种专注于培养数学意义建构技能的教学方法的效果。在一项准实验研究中，我们比较了大学第一学期物理导论的三个平行课堂：两个数学意义建构课堂（一个有经验教师（MS），一个新手教师（MS-nov）），以及一个传统教学的课堂作为对照组（CTRL）。在三个交叉评估项目上，数学意义建构学生比 CTRL 学生更多地使用了计算-概念交叉方法，并给出了更多正确解。课程结束时学生被调查的关于问题解决一致性的认识论观点预测了他们的交叉方法使用，但并未完全解释 MS 与 CTRL 组之间交叉方法使用的差异。这些结果阐释了用于数学意义建构与适应性问题解决专长研究的新型教学与评估框架。
引用
@article{arxiv.1903.05596,
title = {Mathematical Sensemaking as Seeking Coherence between Calculations and Concepts: Instruction and Assessments for Introductory Physics},
author = {Eric Kuo and Michael M. Hull and Andrew Elby and Ayush Gupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.05596},
year = {2020}
}