非理科专业学生在物理类课程中的科学推理能力
物理教育
2015-05-30 v1
摘要
我们发现，在两所地区性综合院校修读概念物理或天文学课程的非 STEM 专业学生，在 Lawson 科学推理课堂测试（LCTSR）的课前测试中得分显著低于全国 STEM 专业学生的平均水平。大多数非 STEM 学生可被归类为皮亚杰认知发展理论中的具体运算阶段或过渡阶段推理者，而在 STEM 群体中，形式运算阶段推理者则更为普遍。特别是，非 STEM 学生在比例推理和假设演绎推理方面表现出显著困难。LCTSR 的课前成绩与各种概念调查表中的标准化学习增益相关。这种相关性对于主要归类为理论性的内容最强（即缺乏直接可观察的范例），而对于主要归类为描述性的内容最弱（即存在大量直接可观察的范例）。尽管实施经研究验证的互动参与式教学法可以提高内容知识水平，但对于非 STEM 学生而言，在理论内容（如力和能量）方面取得显著增益更为困难。我们还观察到，若没有针对科学推理模式的明确指导，LCTSR 成绩并无显著提升。这些结果进一步表明，在比较概念调查表的标准化增益时，学生群体的差异至关重要，而要在科学推理方面取得显著增益，则需要重新评估针对非 STEM 学生的传统物理教学方法。
引用
@article{arxiv.1110.2764,
title = {Scientific reasoning abilities of non-science majors in physics-based courses},
author = {J. Christopher Moore and Louis J. Rubbo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.2764},
year = {2015}
}
备注
18 pages, 4 figures, 3 tables