Submikroskopske predstavitve so na vseh ravneh izobraževanja pomembne pri ugotavljanju razumevanja kemijskih pojmov na ravni delcev. Namen raziskave je bil ugotoviti razumevanje agregatnih stanj vode in procesa zmrzovanje vode na submikroskopski ravni po vertikali izobraževanja. V vzorec kvantitativne raziskave je bilo vključenih 31 učencev 7. razreda osnovne šole, 29 dijakov 1. letnika gimnazije in 20 študentov smeri kemija na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani. Merski inštrument raziskave je predstavljal preizkus znanja s štirimi avtentičnimi problemskimi nalogami, v katere so bile vključene animacije gibanja delcev. Preizkus znanja je bil predvajan na računalniškem zaslonu kot zaslonske slike. Pri individualnem reševanju nalog so bili očesni premiki spremljani z očesnim sledilcem, pridobljeni odgovori pa sproti zapisovani. Rezultati raziskave kažejo, da uspešnost pri zapisovanju pravilnih utemeljitev izbire submikroskopske predstavitve narašča po vertikali izobraževanja le pri trdnem agregatnem stanju vode (učenci 9,7 %; dijaki 13,8 %; študenti 55,0 %). Pogostost napačnih razumevanj gibanja delcev vode v trdnem agregatnem stanju pada po vertikali izobraževanja (učenci 51,5 %; dijaki 41,4 %; študenti 15,0 %). Napačna razumevanja gibanja delcev v tekočem (učenci 25,9 %; dijaki 30,9 %) in plinastem agregatnem stanju vode so prisotna samo pri učencih in dijakih (učenci 6,4 %; dijaki 6,8 %). Napačna razumevanja lastnosti gibanja delcev v trdnem agregatnem stanju pri nalogi zmrzovanja vode se po vertikali izobraževanja povečujejo (9,6 % učencev; 10,3 % dijakov; 15,0 % študentov). Glede na rezultate raziskave bi bilo potrebno v osnovnih in srednjih šolah razvijati razumevanje 3-D animiranih submikroskopskih predstavitev agregatnih stanj vode in prehodov med njimi.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 11937865Naravoslovje je težko za začetnika, saj obstaja veliko pojmov, ki jih ne moremo razložiti na makroskopski ravni, ampak le na ravni delcev. Mnogi študenti ne uspejo povezati teh dveh ravni predstavitve. Običajno naravoslovne pojave lahko opišemo in razložimo na treh ravneh: makroskopski, submikroskopski in simbolni ravni. Makroskopska raven se nanaša na tisto, kar lahko zaznavamo s čutili brez pomoči instrumentov. Submikroskopska raven se nanaša na prikaz najmanjših pomembnih delcev. Simbolna raven predstavitve se nanaša na simbole, modele in enačbe. Submikroskopska in simbolna raven omogočata razlago makroskopske ravni pojma. Ravni se medsebojno dopolnjujejo in jih je potrebno korektno predstaviti in obravnavati. Raziskave kažejo, da obstaja znatna povezava med kognitivnimi procesi in gibanjem oči, saj 80 % prebivalstva prejme in obdeluje informacije preko vidnega kanala. Spremljanje gibanja oči omogoča določanje locirane točke na objektu, ki ga zaznavajo oči. Glavni interes povzroči fiksacije (stanje, ko se makula stabilizira na opazovanem objektu). Opisano je tema nacionalnega raziskovalnega projekta Pojasnjevanje učinkovitosti reševanja problemov s področja trojne narave predstavitev naravoslovnih pojmov (2014 - 2017). V tem prispevku so predstavljeni problemi, povezani s stanjem snovi, tlakom in gostoto ter smernice za raziskavo o spremljanju kognitivnih procesov pri reševanju problemov. V raziskavo je bilo vključenih 10 učencev, 2 študenta in 6 učiteljev. Probleme so opazovali na zaslonskih slikah. Na zaslonskih slikah je bila fotografija procesa, animacija gibanja delcev, navodila in vprašanja. Vprašalniki tipa papir-svinčnik so bili izpolnjeni po reševanju problemov, z željo, da bi ovrednotili potek reševanja posameznega problema. Podatki so bili kvalitativno obdelani. Zaključek raziskave ponuja konkretne smernice za optimizacijo problemov, ki bodo uporabljeni v nadaljnji študiji za določanje strategij reševanja problemov.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 11156809Namen študije je razviti metode za spremljanje kognitivnih procesov pri reševanju problemov trojne narave kemijskih pojmov z uporabo očesnega sledilca. Študija je vključevala učitelje, učence osnovne šole in dijake, ki so reševali sedem avtentičnih kemijskih problemov, povezanih s stanjem snovi in kemijsko reakcijo gorenja. Podatki so bili kvalitativno obdelani na vzorcu 10 učencev, dveh študentov in šestih učiteljev. Bili so zvočno posneti in transkribirani ter analizirani. Udeleženci so izpolnili tudi vprašalnik po reševanju vsakega avtentičnega problema, v katerem so ocenjevali postopek reševanja. Vsak problem je bil predstavljen na zaslonu računalnika s fotografijo fenomena (makroskopsko raven) in z animacijo gibanja delcev (submikroskopska raven), skupaj z navodili in vprašanji. V problemu, ki je obravnaval gorenje je bila vključena tudi enačbe kemijske reakcije (simbolna raven). Zaključki bodo uporabljeni za optimizacijo avtentičnih problemov, ki se bodo uporabili za prepoznavanje strategij reševanja teh problemov v drugem delu raziskave.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 11159625Za uspešno reševanje naravoslovnih problemov morajo učenci razumeti koncepte na makroskopski in submikroskopski ravni. Pri razumevanju submikroskopske ravni konceptov so manj uspešni, naloge, ki vključujejo to raven, pa se jim zdijo tudi težje. Razumevanje, kako posamezne kognitivne sposobnosti (npr. logično mišljenje, vidno procesiranje, delovni spomin, kognitivna fleksibilnost) vplivajo na dosežke učencev in zaznavanje težavnosti naloge, lahko pomaga izobraževalcem pri načrtovanju učnih gradiv na način, ki bo učencem pri reševanju naravoslovnih problemov v pomoč. Raziskovali smo, kako so različne kognitivne spremenljivke povezane z dosežkom in zaznano težavnostjo naloge pri reševanju naravoslovnega problema, predstavljenega na submikroskopski ravni. V vzorec smo vključili 57 učencev, starih 12–15 let. Reševali so avtentične kemijske, fizikalne in biološke probleme in na 5-stopenjski lestvici ocenili težavnost vsakega problema. S programom PEBL (Mueller, 2012) smo ocenili kognitivne funkcije učencev: vidno procesiranje z nalogo Pattern Comparison Task, kognitivno fleksibilnost z nalogo Trail-Making Task in delovni spomin z nalogo Digit Span Task. S Testom logičnega mišljenja (Tobin in Capie, 1981) smo ocenili sposobnost formalnega sklepanja, s nalogami iz Seta I Naprednih progresivnih matrik (Raven, Court in Raven, 1996) pa fluidno inteligentnost. Rezultati so pokazali, da se subjektivna zaznava težavnosti naloge in objektivni dosežek učencev povezujeta z različnimi kognitivnimi procesi. Medtem ko je, skladno s pričakovanji, poleg starosti in IQ tudi stopnja kognitivnega razvoja napovedovala dosežke pri reševanju naravoslovnih problemov, je kognitivna fleksibilnost napovedovala zaznano težavnost nalog. Kognitivna fleksibilnost je lahko torej povezana z zaznanim mentalnim naporom ob preklapljanju med hkrati potekajočimi kognitivnimi procesi v času reševanja problema. Prispevek razpravlja o implikacijah odkritij za področje izobraževanja.
B.03 Referat na mednarodni znanstveni konferenci
COBISS.SI-ID: 63887202