Předběžné výsledky výzkumu efektivity fyzikálních experimentů jako nástroje pro učení konceptuálních znalostí

Transkript

1 Předběžné výsledky výzkumu efektivity fyzikálních experimentů jako nástroje pro učení konceptuálních znalostí Karel Havlíček Vedoucí: doc. Leoš Dvořák CSc.

2 Obsah prezentace Motivace Metodologie Nástroje (dotazník) Šetření Vzorek Předběžné výsledky

3 Motivace Existuje mnoho forem a metodologií Není přímé srovnání mezi nimi Pouze výzkum srovnávající s běžnou výukou Mnoho cílů k dosažení pomocí experimentů Proč jen učení konceptuálních znalostí?

4 Ideální postup Kontrolovaný experiment Mnoho skupin, mnoho učitelů (kontrolní skupiny) Opakovat stejné experimenty různými metodami Pre a post test To přes více témat Nevýhody Náročné pro studenty, učitele i výzkumníky (nelze se spolehnout na dobrovolnost) Bez výrazné podpory a finančních prostředků je to těžko proveditelné

5 Praktický postup Paměť experiment který pomůže je zapamatován Dotazník jaké experimenty si pamatují na konci školního roku a jak dobře si je pamatují Výhody: Není potřeba kontrolovat jak probíhá výuka a experimenty 20 min dotazník a hodinový rozhovor s učitelem najdou se dobrovolníci Jednoduchá implementace

6 Dotazník část 1 Přístup k experimentům Seznam experimentů 4 typy Počet experimentů a jak jsou pojmenovány

7 Dotazník část 2 Vybrali si nejlépe zapamatovaný experiment Popis, vysvětlení Vyhodnocen 2 experty Ověření vyhodnocení nejčastějších odpovědí u učitele

8 Vzorek Dostupný vzorek 8 skupin z 5 škol Praha a okolí Učitelé, které známe 147 studentů středních škol 80 mužů, 63 žen (4 neznámé pohlaví)

9 Vzorek 60 Graphical Summary of Age of respondents Shapiro-Wilk p: < 0,00001 Mean: 16,82 50 Std.Dev.: 1,016 Variance: 1, Std.Err.Mean 0,0856 Skew ness: 0, Valid N: Median, Inter-quartile Range & Non-outlier Range Mean & 95% Conf idence Interv al Mean & 95% Prediction Interv al Minimum: 15,00 Low er Quartile 16,00 Median: 17,00 Upper Quartile 18,00 Maximum: 19,00 95% Confidence for Std Dev Low er 0,910 Upper 1,151 95% Confidence for Mean Low er 16,65 Upper 16,99 95% Prediction for Observation Low er 14,81 Upper 18,84

10 How often are experiments part of the lesson Vzorek Shapiro-Wilk p: < 0,00001 Mean: 2,500 Std.Dev.: 1,097 Variance: 1,203 1 Skoro každou hodinu 2 - Jednou týdně 3 Jednou za 14 dní Std.Err.Mean 0,0908 Skew ness: 0,111 Valid N: 146 Minimum: 1,000 Low er Quartile 2,000 Median: 2,000 Upper Quartile 3,000 Maximum: 5, Jednou za měsíc 5 Méně často Median, Inter-quartile Range & Non-outlier Range Mean & 95% Conf idence Interv al Mean & 95% Prediction Interv al 95% Confidence for Std Dev Low er 0,984 Upper 1,240 95% Confidence for Mean Low er 2,321 Upper 2,679 95% Prediction for Observation Low er 0, Upper 4,676

11 Vztah vzorku k experimentům Do you like experiments? 90 Shapiro-Wilk p: < 0, Určitě ano 2 - Spíše ano 3 Je mi to jedno 4 - Spíše ne 5 Určitě ne Median, Inter-quartile Range & Non-outlier Range Mean & 95% Conf idence Interv al Mean & 95% Prediction Interv al Mean: 1,565 Std.Dev.: 0,768 Variance: 0,590 Std.Err.Mean 0,0634 Skew ness: 1,481 Valid N: 147 Minimum: 1,000 Low er Quartile 1,000 Median: 1,000 Upper Quartile 2,000 Maximum: 5,000 95% Confidence for Std Dev Low er 0,689 Upper 0,868 95% Confidence for Mean Low er 1,439 Upper 1,690 95% Prediction for Observation Low er 0, Upper 3,088

12 Vztah vzorku k experimentům Proč máte rádi experimenty? Je to změna Nemusím dávat tolik pozor Občas je to docela show Lépe to z nich pochopím Je to lepší než opisovat z tabule

13 Zapamatované experimenty 54,6% pojmenováno pomocí konceptu Typ zapamatovaných experimentů Jak je studenti pojmenovali Pokusy, které předváděl učitel 16% 15% 50% Puštění natočeného pokusu (Youtube, DVD, ) % Laboratorní práce učitel výrazně řídí a průběžně kontroluje vaši práci POKUSY, KTERÉ PŘEDVÁDĚL UČITEL PUŠTĚNÍ NATOČENÉHO POKUSU (YOUTUBE, DVD, ) Observables LABORATORNÍ PRÁCE UČITEL VÝRAZNĚ ŘÍDÍ A PRŮBĚŽNĚ KONTROLUJE VAŠI PRÁCI Koncept LABORATORNÍ PRÁCE PRÁCI SI ŘÍDÍTE SPÍŠE SAMI

14 Experimenty vybrané studenty Typ zapamatovaných experimentů Typy vybraných experimentů Pokusy, které předváděl učitel 18% Pokusy, které předváděl učitel 15% 16% 19% 50% Puštění natočeného pokusu (Youtube, DVD, ) Laboratorní práce učitel výrazně řídí a průběžně kontroluje vaši práci 21% 10% 51% Puštění natočeného pokusu (Youtube, DVD, ) Laboratorní práce učitel výrazně řídí a průběžně kontroluje vaši práci Laboratorní práce práci si řídíte spíše sami

15 Experimenty vybrané studenty Kvalita pojmenování Určete fyz. zákon/myšlenku 20% 55% 45% Observables Koncept Úspěšně Neúspěšně 80%

16 Experimenty vybrané studenty Měli poměrně dobrou představu o tom co je potřeba Jaké byly potřeba pomůcky 94% 5% 1% 0% Všechny klíčové p. Jedna klíčová p. Žádná klíčová p. Nic/nesmysl 1%

17 Experimenty vybrané studenty Quality of a description 1 Konzistentní 2 Neúplný 3 Chybný Popisy byly poměrně dobré Median, Inter-quartile Range & Non-outlier Range Mean & 95% Conf idence Interv al Mean & 95% Prediction Interv al Shapiro-Wilk p: < 0,00001 Mean: 1,358 Std.Dev.: 0,540 Variance: 0,292 Std.Err.Mean 0,0467 Skew ness: 1,169 Valid N: 134 Minimum: 1,000 Low er Quartile 1,000 Median: 1,000 Upper Quartile 2,000 Maximum: 3,000 95% Confidence for Std Dev Low er 0,482 Upper 0,614 95% Confidence for Mean Low er 1,266 Upper 1,451 95% Prediction for Observation Low er 0,286 Upper 2,431

18 Experimenty vybrané studenty Quality of given explanation 60 Shapiro-Wilk p: < 0,00001 Mean: 1,840 1 Konzistentní 2 Neúplný 3 Chybný Std.Dev.: 0,777 Variance: 0,603 Std.Err.Mean 0,0695 Skew ness: 0,287 Valid N: 125 Kvalita vysvětlení byla proměnlivější Mírně nakloněná k konzistentním odpovědím Minimum: 1,000 Low er Quartile 1,000 Median: 2,000 Upper Quartile 2,000 Maximum: 3,000 95% Confidence for Std Dev Low er 0,691 Median, Inter-quartile Range & Non-outlier Range Mean & 95% Conf idence Interv al Mean & 95% Prediction Interv al Upper 0,887 95% Confidence for Mean Low er 1,703 Upper 1,977 95% Prediction for Observation Low er 0, Upper 3,383

19 Experimenty vybrané studenty 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 62% 32% Pokusy, které předváděl učitel 80% 70% 72% 30% 28% 20% 6% 0% 0% 0% Puštění natočeného pokusu (Youtube, DVD, ) Kvalita popisu Laboratorní práce učitel výrazně řídí a průběžně kontroluje vaši práci Laboratorní práce práci si řídíte spíše sami Konzistentní Neúplný Chybný

20 Experimenty vybrané studenty Kvalita vysvětlení 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Pokusy, které předváděl učitel Puštění natočeného pokusu (Youtube, DVD, ) Laboratorní práce učitel výrazně řídí a průběžně kontroluje vaši práci Laboratorní práce práci si řídíte spíše sami Konzistentní Neúplné Chybné

21 Korelace Slabá korelace: Lépe to z nich pochopím Jak často máte experimenty. Máte je rádi. Počet demonstračních experimentů pojmenovaných konceptem. ŽÁDNÁ korelace mezi tím kolikrát daný experiment viděli a kvalitou vysvětlení

22 Děkuji za pozornost