stringtranslate.com

Концептуальный инвентарь

Инвентаризация понятий — это тест с критерием, разработанный для того, чтобы помочь определить, имеет ли ученик точные рабочие знания определенного набора понятий. Исторически инвентаризации понятий проводились в форме тестов с множественным выбором , чтобы способствовать интерпретируемости и облегчить администрирование в больших классах. В отличие от типичного теста с множественным выбором, написанного учителем, вопросы и варианты ответов в инвентаризациях понятий являются предметом обширных исследований. Цели исследования включают в себя установление (a) диапазона того, что, по мнению людей, задается в конкретном вопросе, и (b) наиболее распространенных ответов на вопросы. Инвентаризации понятий оцениваются для обеспечения надежности и валидности теста . В своей окончательной форме каждый вопрос включает один правильный ответ и несколько отвлекающих.

В идеале оценка по тесту, основанному на критериях, отражает степень владения тестируемым одним или несколькими KSA (знания, навыки и/или способности) и может сообщать результаты с одной одномерной оценкой и/или несколькими подоценками. Тесты, основанные на критериях, отличаются от тестов, основанных на нормах, тем, что (теоретически) первые сообщают об уровне владения языком относительно заранее определенного уровня, а вторые сообщают об относительном положении по отношению к другим тестируемым. Тесты, основанные на критериях, могут использоваться для определения того, достиг ли студент заранее определенного уровня владения языком (т. е. набрал ли он баллы выше некоторого порогового значения) и, следовательно, перейти к следующему разделу или уровню обучения.

Отвлекающие факторы — это неправильные или нерелевантные ответы, которые обычно (но не всегда) основаны на распространенных заблуждениях студентов. [1] Разработчики тестов часто исследуют заблуждения студентов, изучая ответы студентов на открытые вопросы эссе и проводя интервью «размышления вслух» со студентами. Отвлекающие факторы, выбранные студентами, помогают исследователям понять мышление студентов и дают преподавателям представление о предыдущих знаниях студентов (а иногда и о прочно укоренившихся убеждениях). Эта основа в исследовании лежит в основе конструкции и дизайна инструментов и играет роль в помощи преподавателям в получении подсказок об идеях студентов, научных заблуждениях и дидаскалогенных («вызванных учителем» или «вызванных обучением») путаницах и концептуальных пробелах , которые мешают обучению.

Концептуальные запасы в использовании

Концептуальные инвентаризации — это диагностические тесты, связанные с образованием. [2] В 1985 году Халлоун и Хестенес представили «диагностический тест по механике с множественным выбором» для проверки представлений студентов о движении. [3] Он оценивает понимание студентами основных понятий классической (макроскопической) механики. Чуть позже был разработан еще один концептуальный инвентарь — «Опись концепций силы» (FCI). [3] [4] [5] FCI был разработан для оценки понимания студентами ньютоновских концепций силы. Хестенес (1998) обнаружил, что, хотя «почти 80% [студентов, завершающих вводные курсы физики в колледже] могли сформулировать Третий закон Ньютона в начале курса, данные FCI показали, что менее 15% из них полностью понимали его в конце». Эти результаты были воспроизведены в ряде исследований с участием студентов из различных учреждений (см. раздел «Источники» ниже). Тем не менее, остаются вопросы о том, что именно измеряет FCI. [6] Результаты использования FCI привели к большему признанию в сообществе преподавателей естественных наук важности «интерактивного взаимодействия» студентов с материалами, которые необходимо усвоить. [7]

С момента разработки FCI были разработаны и другие физические инструменты. К ним относятся концепция оценки силы и движения [8] и краткая оценка электричества и магнетизма . [9] Для обсуждения того, как были разработаны некоторые концептуальные описи, см. Beichner. [10]

Помимо физики, концептуальные описи были разработаны в статистике , [11] химии , [12] [13] астрономии , [14] фундаментальной биологии , [15] [16] [17] [18] естественном отборе , [19] [20] [21] генетике , [22] инженерии , [23] науках о Земле . [24] и компьютерных науках . [25]

Во многих областях фундаментальные научные концепции выходят за рамки дисциплинарных границ. Примером инвентаря, который оценивает знание таких концепций, является инструмент, разработанный Одомом и Барроу (1995) для оценки понимания диффузии и осмоса . [26] Кроме того, существуют концептуальные инструменты без множественного выбора, такие как подход на основе эссе [13] и концепция эссе и устных экзаменов для оценки понимания студентами структур Льюиса в химии. [20] [27]

Предостережения, связанные с использованием концептуального инвентаря

Некоторые концептуальные описи проблематичны. Проверяемые концепции могут не быть фундаментальными или важными в определенной дисциплине, задействованные концепции могут явно не преподаваться в классе или учебной программе, или правильный ответ на вопрос может потребовать только поверхностного понимания темы. Поэтому возможно как переоценить, так и недооценить усвоение контента учащимися. В то время как концептуальные описи, предназначенные для выявления тенденций в мышлении учащихся, могут быть бесполезны для мониторинга достижений в обучении в результате педагогических вмешательств, дисциплинарное усвоение может не быть переменной, измеряемой определенным инструментом. Пользователи должны быть осторожны, чтобы убедиться, что концептуальные описи действительно проверяют концептуальное понимание, а не способность сдавать тест, языковые навыки или другие способности, которые могут повлиять на результаты теста.

Использование экзаменов с множественным выбором в качестве концептуальных описей не лишено противоречий. Сама структура концептуальных описей с множественным выбором поднимает вопросы, касающиеся степени, в которой сложные и часто нюансированные ситуации и идеи должны быть упрощены или прояснены для получения однозначных ответов. Например, экзамен с множественным выбором, разработанный для оценки знания ключевых концепций естественного отбора [19], не соответствует ряду стандартов контроля качества. [21] Одна из проблем экзамена заключается в том, что два члена каждой из нескольких пар параллельных пунктов, каждая из которых предназначена для измерения ровно одной ключевой концепции естественного отбора, иногда имеют очень разные уровни сложности. [20] Другая проблема заключается в том, что экзамен с множественным выбором переоценивает знание естественного отбора, что отражается в успеваемости учащихся на диагностическом экзамене-эссе и диагностическом устном экзамене, двух инструментах с достаточно хорошей конструктной валидностью . [20] Хотя оценка концептуальных описей в форме эссе или устных экзаменов является трудоемким, дорогостоящим и сложным для реализации с большим количеством студентов, такие экзамены могут предложить более реалистичную оценку фактического уровня концептуального мастерства студентов, а также их заблуждений. [13] [20] Однако в последнее время была разработана компьютерная технология, которая может оценивать ответы в виде эссе по концептуальным описям по биологии и другим областям, [28] обещающая облегчить оценку концептуальных описей, организованных в виде (транскрибированных) устных экзаменов, а также эссе.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «Разработка и проверка инструментов для измерения обучения мышлению, подобному мышлению эксперта». WK Adams & CE Wieman, 2010. Международный журнал по научному образованию, 1-24. iFirst, doi :10.1080/09500693.2010.512369
  2. ^ Трегуст, Дэвид Ф. (1988). «Разработка и использование диагностических тестов для оценки заблуждений студентов в области науки». Международный журнал по научному образованию . 10 (2). Informa UK Limited: 159–169. Bibcode : 1988IJSEd..10..159T. doi : 10.1080/0950069880100204. ISSN  0950-0693.
  3. ^ ab Hallouin, IA, & Hestenes, D. Здравые концепции движения (1985). American Journal of Physics, 53, 1043-1055
  4. ^ Хестенес, Дэвид; Уэллс, Малкольм; Свакхамер, Грегг (1992). «Опись концепций силы» (PDF) . Учитель физики . 30 (3). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 141–158. Bibcode : 1992PhTea..30..141H. doi : 10.1119/1.2343497. ISSN  0031-921X. S2CID  12311835.
  5. ^ Хестенес, Дэвид (1998). «Кому нужны исследования в области физического образования!?» (PDF) . Американский журнал физики . 66 (6). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 465–467. Bibcode :1998AmJPh..66..465H. doi :10.1119/1.18898. ISSN  0002-9505.
  6. ^ Хаффман, Дуглас; Хеллер, Патрисия (1995). «Что на самом деле измеряет инвентарь концепции силы?» (PDF) . Учитель физики . 33 (3). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 138–143. Bibcode :1995PhTea..33..138H. doi :10.1119/1.2344171. ISSN  0031-921X.
  7. ^ Хейк, Ричард Р. (1998). «Интерактивное взаимодействие против традиционных методов: опрос шести тысяч студентов по данным тестов механики для вводных курсов физики». Американский журнал физики . 66 (1). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 64–74. Bibcode : 1998AmJPh..66...64H. doi : 10.1119/1.18809. ISSN  0002-9505. S2CID  14835931.
  8. ^ Торнтон, Рональд К.; Соколофф, Дэвид Р. (1998). «Оценка усвоения студентами законов Ньютона: концептуальная оценка силы и движения и оценка лабораторных и лекционных программ активного обучения». Американский журнал физики . 66 (4). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 338–352. Bibcode : 1998AmJPh..66..338T. doi : 10.1119/1.18863. ISSN  0002-9505.
  9. ^ Ding, L, Chabay, R , Sherwood, B, & Beichner, R (2006). Оценка инструмента оценки электричества и магнетизма: краткая оценка электричества и магнетизма Brief Electricity and Magnetism Assessment (BEMA). Phys. Rev. ST Physics Ed. Research 2, 7 страниц. Ding, Lin; Chabay, Ruth ; Sherwood, Bruce; Beichner, Robert (2006). "Оценка инструмента оценки электричества и магнетизма: краткая оценка электричества и магнетизма". Physical Review Special Topics - Physics Education Research . 2 (1): 010105. Bibcode : 2006PRPER...2a0105D. doi : 10.1103/PhysRevSTPER.2.010105 .
  10. ^ Бейхнер, Роберт Дж. (1994). «Тестирование студенческой интерпретации кинематических графиков». Американский журнал физики . 62 (8). Американская ассоциация учителей физики (AAPT): 750–762. Bibcode : 1994AmJPh..62..750B. doi : 10.1119/1.17449. ISSN  0002-9505.
  11. ^ Аллен, К (2006) Перечень концепций статистики: разработка и анализ инструмента когнитивной оценки в статистике. Докторская диссертация, Университет Оклахомы. [1]
  12. ^ "The Chemical Concepts Inventory. Посещено 14 февраля 2011 г.". Архивировано из оригинала 2007-07-18 . Получено 2007-07-30 .
  13. ^ abc Wampold, Bruce E.; Wright, John C.; Williams, Paul H.; Millar, Susan B.; Koscuik, Steve A.; Penberthy, Debra L. (1998). "Новая стратегия оценки влияния реформы учебной программы на компетентность учащихся" (PDF) . Журнал химического образования . 75 (8). Американское химическое общество (ACS): 986–992. Bibcode :1998JChEd..75..986W. doi :10.1021/ed075p986. ISSN  0021-9584.
  14. ^ [2] Тест по диагностике астрономии (ADT) версии 2.0, посещено 14 февраля 2011 г.
  15. ^ Гарвин-Доксас, Кэти; Климковски, Майкл В. (2008). Альбертс, Брюс (ред.). «Понимание случайности и ее влияние на обучение студентов: уроки, извлеченные из создания инвентаря концепций биологии (BCI)». CBE: Life Sciences Education . 7 (2). Американское общество клеточной биологии (ASCB): 227–233. doi :10.1187/cbe.07-08-0063. ISSN  1931-7913. PMC 2424310. PMID 18519614  . 
  16. ^ D'Avanzo, Charlene (2008). «Biology Concept Inventories: Overview, Status, and Next Steps» (Перечень концепций биологии: обзор, статус и следующие шаги). BioScience . 58 (11). Oxford University Press (OUP): 1079–1085. doi : 10.1641/b581111 . ISSN  1525-3244.
  17. ^ D'Avanzo C, Anderson CW, Griffith A, Merrill J. 2010. Думать как биолог: использование диагностических вопросов для помощи студентам в рассуждениях о биологических принципах. (17 января 2010 г.; www.biodqc.org/)
  18. ^ Уилсон, Кристофер Д.; Андерсон, Чарльз В.; Хайдеманн, Мерл; Меррилл, Джон Э.; Мерритт, Бретт В.; и др. (2006). «Оценка способности студентов отслеживать материю в динамических системах в клеточной биологии». CBE: Life Sciences Education . 5 (4). Американское общество клеточной биологии (ASCB): 323–331. doi : 10.1187/cbe.06-02-0142 . ISSN  1931-7913. PMC 1681358. PMID 17146039  . 
  19. ^ ab Андерсон, Дайан Л.; Фишер, Кэтлин М.; Норман, Грегори Дж. (2002-11-14). «Разработка и оценка концептуального инвентаря естественного отбора». Журнал исследований в области преподавания естественных наук . 39 (10). Wiley: 952–978. Bibcode : 2002JRScT..39..952A. doi : 10.1002/tea.10053 . ISSN  0022-4308.
  20. ^ abcde Nehm, Ross H.; Schonfeld, Irvin Sam (2008). "Измерение знаний о естественном отборе: сравнение CINS, инструмента с открытым ответом и устного интервью" (PDF) . Journal of Research in Science Teaching . 45 (10). Wiley: 1131–1160. Bibcode :2008JRScT..45.1131N. doi :10.1002/tea.20251. ISSN  0022-4308. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-05-17.
  21. ^ ab Nehm R & Schonfeld IS (2010). Будущее измерения знаний естественного отбора: ответ Андерсону и др. (2010). Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 47, 358-362. [3] Архивировано 19 июля 2011 г. в Wayback Machine
  22. ^ Смит, Мишель К.; Вуд, Уильям Б.; Найт, Дженнифер К. (2008). Эберт-Мэй, Дайан (ред.). «Оценка концепций генетики: новый перечень концепций для оценки понимания генетики студентами». CBE: Life Sciences Education . 7 (4). Американское общество клеточной биологии (ASCB): 422–430. doi :10.1187/cbe.08-08-0045. ISSN  1931-7913. PMC 2592048. PMID  19047428 . 
  23. ^ Концептуальные инструменты оценки инвентаризации для инженерных наук. Посещено 14 февраля 2011 г. [4]
  24. ^ Либаркин, Дж. К. , Уорд, Э. М. Г., Андерсон, С. В., Кортемейер, Г., Рэйберн, С. П., 2011, Пересмотр инвентаря концепций геонауки: призыв к сообществу: GSA Today, т. 21, № 8, стр. 26-28. [5] Архивировано 26 июля 2013 г. на Wayback Machine
  25. ^ Caceffo, R.; Wolfman, S.; Booth, K.; Azevedo, R. (2016). Разработка инвентаря концепций компьютерной науки для вводного программирования. В трудах 47-го технического симпозиума ACM по образованию в области компьютерных наук (SIGCSE '16). ACM, Нью-Йорк, США, 364-369. DOI=https://dx.doi.org/10.1145/2839509.2844559 [6]
  26. ^ Одом АЛ, Барроу ЛХ 1995 Разработка и применение двухуровневого диагностического теста для измерения понимания студентами колледжа-биолога диффузии и осмоса после курса обучения. Журнал исследований в области преподавания естественных наук 32: 45-61.
  27. ^ Купер, Мелани М.; Андервуд, Соня М.; Хилли, Калеб З. (2012). «Разработка и проверка неявной информации из инструмента структур Льюиса (IILSI): связывают ли студенты структуры со свойствами?». Chem. Educ. Res. Pract . 13 (3). Королевское химическое общество (RSC): 195–200. doi :10.1039/c2rp00010e. ISSN  1109-4028.
  28. ^ Nehm, RH; Ha, M; Mayfield, E (2012). «Трансформация оценки биологии с помощью машинного обучения: автоматизированная оценка письменных эволюционных объяснений». Журнал научного образования и технологий . 21 (1): 183–196. doi :10.1007/s10956-011-9300-9. S2CID  254747549.

Внешние ссылки