Koncept inventáře - Concept inventory

A koncepční inventář je test podle kritérií navržen tak, aby pomohl určit, zda má student přesnou práci znalost konkrétní sady pojmů. Historicky byly koncepční soupisy ve formě testy s výběrem z více možností za účelem podpory interpretovatelnosti a usnadnění správy ve velkých třídách. Na rozdíl od typického testu s výběrem odpovědí, jehož autorem je učitel, jsou otázky a odpovědi na koncepční soupisy předmětem rozsáhlého výzkumu. Cíle výzkumu zahrnují zjištění (a) rozsahu toho, co si jednotlivci myslí, že se konkrétní otázka ptá, a (b) nejběžnějších odpovědí na otázky. Pro zajištění testu jsou vyhodnocovány koncepční inventáře spolehlivost a platnost. Ve své konečné podobě obsahuje každá otázka jednu správnou odpověď a několik rušivých prvků.

V ideálním případě skóre v testu založeném na kritériích odráží množství znalostí o obsahu, které student zvládl. Testy odkazované na kritéria se liší od normou odkazované testy v tom, že (teoreticky) se první nepoužívá k porovnání skóre jednotlivce se skóre skupiny. Účelem testu založeného na kritériích je obvykle zjistit, zda student zvládl předem určené množství znalostí o obsahu; po získání skóre testu, které je na nebo nad a mezní skóre, může student přejít ke studiu souboru obsahových znalostí, které následují dále v sekvenci učení. Obecně platí, že hodnoty obtížnosti položky v rozmezí od 30% do 70% nejlépe poskytnou informace o porozumění studentům.

Distraktory jsou nesprávné nebo irelevantní odpovědi, které obvykle (ale ne vždy) vycházejí z běžně přijímaných mylných představ studentů.[1] Vývojáři testů často zkoumají mylné představy studentů tím, že zkoumají odpovědi studentů na otevřené otázky týkající se esejů a provádějí rozhovory „přemýšlejte nahlas“ se studenty. Distraktory, které si studenti vybrali, pomáhají vědcům porozumět myšlení studentů a poskytují instruktorům poznatky o předchozích znalostech studentů (a někdy pevně zakořeněných přesvědčeních). Tato základna ve výzkumu je základem konstrukce a designu nástrojů a hraje roli při pomoci učitelům získat vodítka o nápadech studentů, vědecké mylné představy, a didaskalogenní („učitelem vyvolané“ nebo „učitelem vyvolané“) zmatky a koncepční mezery, které narušují učení.

Používané koncepční soupisy

Inventář konceptů je diagnostické testy související se vzděláváním.[2] V roce 1985 Halloun a Hestenes zavedli „diagnostický test mechaniky s výběrem odpovědí“, aby prozkoumali koncepty studentů týkající se pohybu.[3] Vyhodnocuje porozumění základních pojmů v klasické (makroskopické) mechanice studentem. O něco později Inventář konceptu síly (FCI), byl vyvinut další koncept inventáře.[3][4][5] FCI byl navržen tak, aby posoudil, jak studenti chápou Newtonian pojmy síly. Hestenes (1998) zjistil, že zatímco „téměř 80% [studentů absolvujících úvodní kurzy fyziky na vysoké škole] může uvést Newtonův třetí zákon na začátku kurzu. Údaje FCI ukázaly, že méně než 15% z nich to na konci plně pochopilo. “Tyto výsledky byly replikovány v řadě studií zahrnujících studenty z různých institucí (viz níže uvedená část zdrojů). Zůstávají tedy otázky, co přesně opatření FCI.[6] Výsledky Hake (1998) používající FCI vedly k většímu uznání v EU přírodovědné vzdělávání komunita důležitosti „interaktivního zapojení“ studentů s materiály, které mají být zvládnuty.[7]

Toto je schéma schématu Hake (viz stránka Redish[8])

.

Od vývoje FCI byly vyvinuty další fyzikální přístroje. Patří mezi ně Force and Motion Conceptual Evaluation vyvinuté Thorntonem a Sokoloffem[9] a Stručné vyhodnocení elektřiny a magnetismu vyvinuté Dingem a kol.[10] Diskuse o tom, jak byla vyvinuta řada koncepčních soupisů, viz Beichner.[11] Informace o testech koncepce fyziky najdete na webových stránkách NC State Physics Education Research Group (viz externí odkazy níže).

Kromě fyziky byly v roce vyvinuty koncepční soupisy statistika,[12] chemie,[13][14] astronomie,[15] základní biologie,[16][17][18][19] přírodní výběr,[20][21][22] genetika,[23] inženýrství,[24] geověda.[25] a počítačová věda.[26]

V mnoha oblastech základní vědecké koncepty přesahují disciplinární hranice. Příkladem soupisu, který hodnotí znalosti těchto konceptů, je nástroj vyvinutý Odomem a Barrowem (1995) k vyhodnocení porozumění difúze a osmóza.[27] Kromě toho existují koncepční nástroje, které nemají výběr z několika možností, například přístup založený na eseji, který navrhli Wright et al. (1998)[14] a eseje a ústní zkoušky používané Nehmem a Schonfeldem (2008).[21] a Cooper a kol [28] měřit studentovo porozumění Lewisovým strukturám v chemii.

Upozornění spojené s použitím konceptuálního inventáře

Některé koncepční soupisy jsou problematické. Testované koncepty nemusí být zásadní nebo důležité v konkrétní disciplíně, dotyčné koncepty nemusí být výslovně vyučovány ve třídě nebo osnovách, nebo správné zodpovězení otázky může vyžadovat pouze povrchní porozumění tématu. Je tedy možné zvládnout nadhodnocení nebo podhodnocení studentského obsahu. Zatímco koncepční soupisy určené k identifikaci trendů v myšlení studentů nemusí být užitečné při sledování výdobytků učení v důsledku pedagogických intervencí, disciplinární zvládnutí nemusí být proměnnou měřenou konkrétním nástrojem. Uživatelé by měli být opatrní, aby zajistili, že inventář konceptů skutečně testuje koncepční porozumění, spíše než schopnost absolvovat test, jazykové dovednosti nebo jiné schopnosti, které mohou ovlivnit výkon testu.

Použití zkoušek s výběrem z více možností jako soupisů konceptů není kontroverzní. Samotná struktura soupisů koncepcí typu s výběrem možností vyvolává otázky týkající se míry, do jaké je třeba zjednodušit nebo vyjasnit složité a často nuanované situace a myšlenky, aby se dosáhlo jednoznačných odpovědí. Například zkouška s výběrem odpovědí určená k posouzení znalostí klíčových pojmů v přirozeném výběru[20] nesplňuje řadu standardů kontroly kvality.[22] Jedním problémem zkoušky je, že dva členové každé z několika dvojic paralelních položek, přičemž každá dvojice je navržena tak, aby měřila přesně jeden klíčový koncept v přirozeném výběru, mají někdy velmi odlišné úrovně obtížnosti.[21] Dalším problémem je, že zkouška s možností výběru z více možností nadhodnocuje znalosti přirozeného výběru, které se odrážejí ve výkonu studenta na zkoušce diagnostické eseje a diagnostické ústní zkoušce, což jsou dva nástroje s přiměřeně dobrým sestavit platnost.[21] Přestože je bodování soupisů konceptů ve formě eseje nebo ústních zkoušek náročné na pracovní sílu, nákladné a obtížně proveditelné u velkého počtu studentů, mohou tyto zkoušky nabídnout realističtější posouzení skutečné úrovně koncepčního zvládnutí studentů i jejich mylné představy.[14][21] Nedávno však byla vyvinuta počítačová technologie, která to dokáže skóre odpovědi na esej o koncepčních soupisech v biologii a jiných oblastech (Nehm, Ha, & Mayfield, 2011),[29] slibné usnadnění bodového hodnocení koncepčních soupisů organizovaných jako (přepsané) ústní zkoušky i eseje.

Viz také

Reference

  1. ^ „Vývoj a validace nástrojů pro měření učení expertního myšlení.“ W. K. Adams & C. E. Wieman, 2010. International Journal of Science Education, 1-24. Nejprve doi:10.1080/09500693.2010.512369
  2. ^ Treagust, David F. (1988). „Vývoj a použití diagnostických testů k vyhodnocení mylných představ studentů ve vědě“. International Journal of Science Education. Informa UK Limited. 10 (2): 159–169. Bibcode:1988IJSEd..10..159T. doi:10.1080/0950069880100204. ISSN  0950-0693.
  3. ^ A b Hallouin, I.A. a Hestenes, D. Pojmy zdravého rozumu o pohybu (1985). American Journal of Physics, 53, 1043-1055
  4. ^ Hestenes, David; Wells, Malcolm; Swackhamer, Gregg (1992). „Inventarizace konceptu“ (PDF). Učitel fyziky. Americká asociace učitelů fyziky (AAPT). 30 (3): 141–158. Bibcode:1992PhTea..30..141H. doi:10.1119/1.2343497. ISSN  0031-921X.
  5. ^ Hestenes, David (1998). „Kdo potřebuje výzkum ve výuce fyziky !?“. American Journal of Physics. Americká asociace učitelů fyziky (AAPT). 66 (6): 465–467. Bibcode:1998AmJPh..66..465H. doi:10.1119/1.18898. ISSN  0002-9505.
  6. ^ Huffman, Douglas; Heller, Patricia (1995). „Co vlastně inventář konceptu síly měří?“ (PDF). Učitel fyziky. Americká asociace učitelů fyziky (AAPT). 33 (3): 138–143. Bibcode:1995PhTea..33..138H. doi:10.1119/1.2344171. ISSN  0031-921X.
  7. ^ Hake, Richard R. (1998). „Interaktivní interakce versus tradiční metody: Šesttisícový průzkum dat mechanických testů pro úvodní kurzy fyziky“. American Journal of Physics. Americká asociace učitelů fyziky (AAPT). 66 (1): 64–74. Bibcode:1998AmJPh..66 ... 64H. doi:10.1119/1.18809. ISSN  0002-9505.
  8. ^ Redish page. Navštíveno 14. února 2011
  9. ^ Thornton, Ronald K .; Sokoloff, David R. (1998). „Assessment student learning of Newton's law: The Force and Motion Conceptual Evaluation and the Evaluation of Active Learning Laboratory and Lecture Curricula“. American Journal of Physics. Americká asociace učitelů fyziky (AAPT). 66 (4): 338–352. Bibcode:1998AmJPh..66..338T. doi:10.1119/1.18863. ISSN  0002-9505.
  10. ^ Ding, L, Chabay, R., Sherwood, B, & Beichner, R (2006). Hodnocení nástroje pro hodnocení elektřiny a magnetismu: Krátké hodnocení elektřiny a magnetismu Krátké hodnocení elektřiny a magnetismu (BEMA). Phys. Rev. ST Physics Ed. Výzkum 2, 7 stran. Ding, Lin; Chabay, Ruth; Sherwood, Bruce; Beichner, Robert (2006). „Hodnocení nástroje pro hodnocení elektřiny a magnetismu: Stručné hodnocení elektřiny a magnetismu“. Fyzikální recenze Speciální témata: Výzkum fyziky. 2 (1): 010105. Bibcode:2006PRPER ... 2a0105D. doi:10.1103 / PhysRevSTPER.2.010105.
  11. ^ Beichner, Robert J. (1994). "Testování studentské interpretace kinematických grafů". American Journal of Physics. Americká asociace učitelů fyziky (AAPT). 62 (8): 750–762. Bibcode:1994AmJPh..62..750B. doi:10.1119/1.17449. ISSN  0002-9505.
  12. ^ Allen, K (2006) The Statistics Concept Inventory: Development and Analysis of a Cognitive Assessment Instrument in Statistics. Doktorská disertační práce, University of Oklahoma. [1]
  13. ^ „Seznam chemických konceptů. Navštíveno 14. února 2011“. Archivovány od originál dne 2007-07-18. Citováno 2007-07-30.
  14. ^ A b C Wampold, Bruce E .; Wright, John C .; Williams, Paul H .; Millar, Susan B .; Koscuik, Steve A .; Penberthy, Debra L. (1998). „Nová strategie pro hodnocení účinků kurikulární reformy na kompetence studentů“ (PDF). Journal of Chemical Education. Americká chemická společnost (ACS). 75 (8): 986–992. Bibcode:1998JChEd..75..986W. doi:10.1021 / ed075p986. ISSN  0021-9584.
  15. ^ [2] Astronomy Diagnostic Test (ADT) verze 2.0, navštíveno 14. února 2011
  16. ^ Garvin-Doxas, Kathy; Klymkowsky, Michael W. (2008). Alberts, Bruce (ed.). „Pochopení náhodnosti a jejího dopadu na učení studentů: Poučení ze sestavení inventáře biologických konceptů (BCI)“. CBE: Life Sciences Education. Americká společnost pro buněčnou biologii (ASCB). 7 (2): 227–233. doi:10.1187 / cbe.07-08-0063. ISSN  1931-7913. PMC  2424310. PMID  18519614.
  17. ^ D'Avanzo, Charlene (2008). „Inventáře konceptů biologie: přehled, stav a další kroky“. BioScience. Oxford University Press (OUP). 58 (11): 1079–1085. doi:10.1641 / b581111. ISSN  1525-3244.
  18. ^ D'Avanzo C, Anderson CW, Griffith A, Merrill J. 2010. Myšlení jako biolog: Využívání diagnostických otázek k tomu, aby pomohli studentům rozumět biologickým principům. (17. ledna 2010; www.biodqc.org/)
  19. ^ Wilson, Christopher D .; Anderson, Charles W .; Heidemann, Merle; Merrill, John E .; Merritt, Brett W .; et al. (2006). „Hodnocení schopnosti studentů sledovat hmotu v dynamických systémech v buněčné biologii“. CBE: Life Sciences Education. Americká společnost pro buněčnou biologii (ASCB). 5 (4): 323–331. doi:10.1187 / cbe.06-02-0142. ISSN  1931-7913. PMC  1681358. PMID  17146039.
  20. ^ A b Anderson, Dianne L .; Fisher, Kathleen M .; Norman, Gregory J. (2002-11-14). "Vývoj a hodnocení koncepčního soupisu přírodního výběru". Journal of Research in Science Teaching. Wiley. 39 (10): 952–978. Bibcode:2002JRScT..39..952A. doi:10.1002 / čaj.10053. ISSN  0022-4308.
  21. ^ A b C d E Nehm, Ross H .; Schonfeld, Irvin Sam (2008). „Měření znalostí přirozeného výběru: Porovnání CINS, nástroje otevřené reakce a ústního pohovoru“ (PDF). Journal of Research in Science Teaching. Wiley. 45 (10): 1131–1160. Bibcode:2008JRScT..45.1131N. doi:10.1002 / čaj.20251. ISSN  0022-4308. Archivovány od originál (PDF) dne 17.05.2011.
  22. ^ A b Nehm R & Schonfeld IS (2010). Budoucnost měření znalostí přirozeného výběru: Odpověď Anderson et al. (2010). Journal of Research in Science Teaching, 47, 358-362. [3] Archivováno 19. 7. 2011 na Wayback Machine
  23. ^ Smith, Michelle K .; Wood, William B .; Knight, Jennifer K. (2008). Ebert-May, Diane (ed.). „Hodnocení koncepce genetiky: Nový koncept inventáře pro měření porozumění genetiky studentem“. CBE: Life Sciences Education. Americká společnost pro buněčnou biologii (ASCB). 7 (4): 422–430. doi:10.1187 / cbe.08-08-0045. ISSN  1931-7913. PMC  2592048. PMID  19047428.
  24. ^ Koncept Inventory Assessment Instruments for Engineering Science. Navštíveno 14. února 2011. [4]
  25. ^ Libarkin, J.C., Ward, E.M.G., Anderson, S.W., Kortemeyer, G., Raeburn, S.P., 2011, Revisiting the Geoscience Concept Inventory: A call to the community: GSA Today, v. 21, n. 8, s. 26-28. [5] Archivováno 26. 07. 2013 na Wayback Machine
  26. ^ Caceffo, R .; Wolfman, S .; Booth, K .; Azevedo, R. (2016). Vývoj inventáře konceptu počítačové vědy pro úvodní programování. Ve sborníku 47. technického sympozia ACM o výuce výpočetní techniky (SIGCSE '16). ACM, New York, NY, USA, 364-369. DOI =https://dx.doi.org/10.1145/2839509.2844559 [6]
  27. ^ Odom AL, Barrow LH 1995 Vývoj a aplikace dvoustupňového diagnostického testu, který měří pochopení difúze a osmózy u vysokoškolských studentů biologie po absolvování kurzu. Journal of Research In Science Teaching 32: 45-61.
  28. ^ Cooper, Melanie M .; Underwood, Sonia M .; Hilley, Caleb Z. (2012). „Development and validation of the implicit information from Lewis structures instrument (IILSI): do students connect structures with properties?“. Chem. Educ. Res. Cvič. Royal Society of Chemistry (RSC). 13 (3): 195–200. doi:10.1039 / c2rp00010e. ISSN  1109-4028.
  29. ^ Nehm, R.H., Ha, M., Mayfield, E. (v tisku). Transformace biologického hodnocení pomocí strojového učení: automatické hodnocení písemných evolučních vysvětlení. Journal of Science Education and Technology.

externí odkazy