Судалгаа


PhET: Research and Development: How PhET simulations are designed, and the research process of refining the simulations to best promote learning.



Интерактив загварчлалыг илүү сайн ойлгохын тулд PhET-ийнхэн бүтээх ба хэрэглэх хоёр дээр судалгаа явуулдаг:
  1. Эдгээр шинж чанарууд нь суралцахад үр дүнтэй байдаг багаж хэрэгсэлүүд юм, яагаад
  2. Суралцагчид эдгээр багаж хэрэгсэлүүдээр суралцахад хэрхэн оролцож, хэрхэн харилцдаг ба энэ үйл явцад яаж нөлөөлдөг
  3. Хэзээ, яагаад, эдгээр хэрэгсэл нь янз бүрийн сургалтын орчинд яагаад үр дүнтэй байдаг талаар
PhET загварчлалын зарчмууд нь суралцагчид хэрхэн суралцдаг тухай судалгаа дээр тулгуурласан (Брансфорд болон бусад., 2000) байдаг, бид загварчлалыг хөгжүүлэхдээ ярилцлаг авдаг, үүний талаар (PhET дизайнчлах үйл явцаас) үзнэ үү. PhET дээр ажилласан сурагчтай ганцаарчлан дөрвөн ба 6 удаагийн ярилцлагын үр дүнд загварчлал бүрийг хөгжүүлдэг. Эдгээр ярилцлага нь интерфэйс дизайн, сурагчдын суралцах боломжийг судлах баялаг мэдээллийн эх сурвалж болдог. PhET Look and Feel интерфейсийн дизайны зарчмуудыг товч тайлбарлан, Адамс нарын, 2008 онд хоёр бүрэн хэмжээний судалгааны ажил хийжээ.

Олон нийтээс гардаг асуултын хариултуудын судалгаа:

"PhET-ийн загварчлалууд бодит лабораторын багажуудыг орлож чадах уу?"
Манай судалгаагаар PhET загварчлалууд нь зарчим хамаарлуудыг ойлгоход илүү үр дүнтэй болохыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч лабораторид гар ажиллагааны олон зорилго байдаг бөгөөд энэ нь загварчлалд тохирохгүй. Жишээлбэл, тоног төхөөрөмжийн үйл ажиллагаатай холбоотой тусгай ур чадвар. Лабораторийн ажлын зорилгоос хамааран загварчлал ба бодит тоног төхөөрөмжүүдийн хослолыг ашиглах нь илүү үр дүнтэй байж болох юм.

"Суралцагчид гэртээ хариад загварчлал дээр ажиллаж байвал суралцана гэж хэлж байна уу?"
Ихэнх суралцагчид дүн авахаас илүү шууд сэдэлжин шинжлэх ухааны загварчлалаар (тэдгээр нь хөгжөөнтэй, гэвч хөгжөөнгүй бас бий) тоглоход цагаа зарцуулахаар өөрийгөө жолоодно гэж байдаггүй. Энэ бол яаж гэрийн даалгаварт загварчлалыг нэгтгэх хамгийн сайн аргыг олох вэ гэсэн судалгааны төсөл юм.

"Миний хичээлд PhET-ийг ашиглах хамгийн тохиромжтой газар хаана байдаг вэ?"
Бид PhET загварчлалыг лекц, семинарийн үйл ажиллагаа, лаборатори, гэрийн даалгавар зэрэгт маш үр дүнтэй ашиглах боломжтой болгосон. Загварчлалууд нь бичвэр багатай бөгөөд сургалтын аль ч хэсэгтэй хялбархан холбогдож чаддаг.

Бидний ойрын сонирхолууд:

Мэдлэг бүтээхэд аналогийг хэрэглэх: Суралцагчид үл мэдэх үзэгдэл (феномен)-ийн мэдрэмжийг загварчлал дахь аналог (ижил төстэй)-ийг хэрэглэснээр олж авна. Загварчлалын танилцуулга нь суралцагчид аналогийг хэрэглэхэд гол үүрэг гүйцэтгэнэ.

Хичээлийн нормыг өөрчлөхөд зориулсан загварчлал:Загварчлал нь шинжлэх ухааны нийгэм-соёлын хэм хэмжээнд тулгуурладаг бөгөөд сурагчид хичээлд хэрхэн оролцдог уламжлалт хэм хэмжээг өөрчлөхөд ашиглаж болно.

Суралцах ба эрэл хайлтын ажилд дэмжлэг үзүүлэх загварчлалын онцлог шинж: Бидний загварчлалын зарчмууд нь суралцагчдын оролцоонд зориулсан бүтээмжийн хэрэгслийг бий болгодог загварчлалын гол шинж чанаруудыг тодорхойлно. Одоо бид суралцагчийн ойлголт хэрхэн нөлөөлж байгааг дэлгэрэнгүй судлахыг хүсч байна.

Гэрийн даалгавраа загварчлалтай хослуулах: Загварчлал нь ихэнх сургалтын хэрэгслүүдэд ашиглагддаггүй онцлогуудтай (үүнд: интерактив, хөдөлгөөнт дүрс, динамик хариу үйлдэл, үр бүтээлтэй хайгуул хийх боломжийг олгодог)

Химийн загварчлалын үр нөлөө: Бид химийн загварчлалын хаана, яаж, хэрхэн үр дүнтэй суралцах хэрэгслийг судалж байгааг саяхан эхлүүлсэн.

Нийтлэл ба Пресентэйшнүүд

Загварчлалын дизайны үр дүнгийн чухал онцлогууд (ихэнхдээ ярилцлагын мэдээнээс)

Хичээл дээр хэрэглэх судалгаа

PhET Загварчлалуудын тухай

Суралцах тухай Суралцагчдийн төсөөллүүд

PhET-ийн судлаачдын бусад Ажлууд

Бусад Судлаачдын PhET-ийн Загварчлалууд дээр хийсэн Бүтээлүүд

  • Constructionism and microworlds as part of a 21st century learning activity to impact student engagement and confidence in physics, Wickham, C. M., Girvan, C., & Tangney, B., (2016, Feb). Sipitakiat, A., & Tutiyaphuengprasert, N. (Eds.) Proceedings of Constructionism 2016. Paper presented at Constructionism 2016, Bangkok Thailand (34-41).
  • Effectiveness of an inquiry-based learning using interactive simulations for enhancing students’ conceptual understanding in physics , Fan, Xinxin, (2015). PhD Thesis, School of Education, The University of Queensland.
  • Use of physics simulations in whole class and small group settings: Comparative case studies, A.L. Stephens & J.J. Clement , Computers & Education 86, 137-156, 2015.
  • Balancing Act: Do Preservice Teachers in an Integrated Mathematics/Science Course Categorize a Levers Problem as Mathematics or Science?, P. Cormas, Annual meeting of the Association for Science Teacher Education (ASTE), San Antonio, January, 2014.
  • Investigating the Relationship Between the Substance Metaphor for Energy and Its Proposed Affordances and Limitations, L. M. Goodhew and A. D. Robertson, in preparation for 2014 Physics Education Research Conference Proceedings, edited by P. V. Englehardt, A. D. Churukian, and D. L. Jones (AIP, Minneapolis, MN), 2014.
  • Not a magic bullet: the effect of scaffolding on knowledge and attitudes in online simulations, Roll, I., Briseno, A., Yee, N., & Welsh, A., In J. Polman, E. Kyza, I. Tabak, & K. O’Neill, proceedings of the International Conference of the Learning Sciences. (30%), 2014.
  • Students’ adaptation and transfer of strategies across levels of scaffolding in an exploratory environment, Roll, I., Yee, N., Briseno, A, In proceedings of the International Conference on Intelligent Tutoring Systems. Honolulu, HI, 2014.
  • The impact of computer simulations as interactive demonstration tools on the performance of Grade 11 learners in electromagnetis, Kotoka J and Kriek J., African Journal of Research in Mathematics, Science and Technology Education 18(1), 2014.
  • Animation or Simulation: Investigating the Importance of Interactivity for Learning Solubility Equilibria, Akaygun, S. & Jones, L. L., In J. P. Suits & M. J. Sanger, (Eds.) Pedagogic Roles of Animations and Simulations in Chemistry Courses, (pp. 127-159), Washington, DC: Oxford University Press, 2014.
  • How Does Level of Guidance Affect Understanding When Students Use a Dynamic Simulation of Liquid-Vapor Equilibrium?, Akaygun, S. & Jones, L. L., In I. Devetak, & S. A. Glazar, (Eds), Learning with understanding in the chemistry classroom, (pp. 243-263), Dordrecht, The Netherlands: Springer, 2014.
  • Multimodal study of visual problem solving in chemistry with multiple representations, S. Hansen, Dissertation, Teachers College, Columbia University, 2014.
  • Designing online scaffolds for interactive computer simulation, Chen, C.-H., Wu, I.-C., & Jen, F.-L, Interactive Learning Environments, 21(3), 229–243, 2013.
  • Computer simulations and clear observations do not guarantee conceptual understanding, Renken, M. D., & Nunez, N., Learning and Instruction, 23, 10–23, 2013.
  • Applying cognitive developmental psychology to middle school physics learning: The rule assessment method, Hallinen, N. R., Chi, M., Chin, D. B., Prempeh, J., Blair, K. P., & Schwartz, D. L., 1513, 158–161, 2013.
  • “Re-Simulating”: Physics Simulations for Blind Students, Bulbul, M. S., Demirtas, D., Garip, B., & Oktay, O., Presented at the New Perspectives in Science Education., 2013.
  • Electromagnetic Induction, Yochum, H., et.al., Science & Children. 51(2):63-67, 2013.
  • Teacher candidates' knowledge construction with technology, Zhou, G., & Xu, Z., Knowledge construction and multimodal curriculum development (pp.112-127). IGI Global, 2013.
  • Enhancing Students’ Scientific Literacy In Science Education Using Interactive Simulations: A Critical Literature Review, Fan, X. & Geelan, D.R., Journal of Computers in Mathematics and Science Teaching, 32(2), 125-171, 2013.
  • Radiation and Atomic Literacy for Nonscientists, Johnson, A, Science 342(6157): 436-437, 2013.
  • Students’ Conceptual Change in Electricity and Magnetism using Simulations: a Comparison of Cognitive Perturbation and Cognitive Conflict, Dega, BG, Kriek J & Mogese, TF, Journal of Research in Science Teaching 50(6)pp.677-698, 2013.
  • Teacher education using computer simulations—pre and in-service primary school teacher training to teach science, Pinto, A., Barbot, A., Viegas, C., Silva, A. A., Santos, C. A., & Lopes, J. B., Learning Science in the Society of Computers, 28–36., 2012.
  • Designing a Web-Based Science Learning Environment for Model-Based Collaborative Inquiry, Sun, D., & Looi, C.-K., Journal of Science Education and Technology, 2012.
  • The learning effects of computer simulations in science education, Rutten, N., van Joolingen, W. R., & van der Veen, J. T., Computers & Education, 58(1), 136–153, 2012.
  • Adding value to physics education technology simulations. , Kruhlak, R. J., Vanholsbeeck, F., & Coghill, C., 2012.
  • Inquiry-based Lessons and PhET Simulations - A Great Match for Middle School Classrooms, Zimmer, E., Presented at the Society for Information Technology & Teacher Education International Conference 2012: AACE, Chesapeake, VA., 2012.
  • Effectiveness of Computer Simulations in Physics Teaching/Learning, Aklilu, T., LAMBERT Academic Publishing GmbH &Co. KG and licensors, 2012.
  • Effects of Computer Simulations on Undergraduate Science Students Physics Achievement, Aklilu, T., Bereket, G., Melak, M., & Tefaye, G., A stand-alone paper virtually presented at the 2012 Annual international Conference of NARST held on March 25-28/2012 at Indianapolis, Indian, USA, 2012.
  • Integrating Information Technology and Science Education for the Future: A Theoretical Review on the Educational Use of Interactive Simulations, Xinxin Fan & David Geelan, in Proceedings of the 2012 Australian Computers in Education Conference: It's time, Australian Council for Computers in Education, Australia, 2012.
  • Effectiveness of Scientific Visualizations in Year 11 Chemistry and Physics Education, David Geelan, in Proceedings of the 2012 Australian Computers in Education Conference: It's time, Australian Council for Computers in Education, Australia, 2012.
  • The usefulness of log based clustering in a complex simulation environment, Kardan, S., Roll, I., & Conati, C. (to appear), In S. Trausen-Matu & K. Boyer, proceedings of the International Conference on Intelligent Tutoring Systems, 2012.
  • Identifying & Resolving Problematic Student Thinking About Ionizing Radiation, Maidl, R., et al., National Conference on Undergraduate Research, Weber State College, Ogden, UT, UNC Asheville, 2012.
  • Inservice science teachers' views of a professional development workshop and their learning of force and motion concepts, Ramlo, S., Teaching and Teacher Education, 28(7), pp 928-935, 2012.
  • Learning Science Through Computer Games and Simulations., Committee on Science Learning Computer Games, S. A. E., Education, B. O. S., Education, D. O. B. A. S. S. A., National Research Council, National Academies Press, 2011.
  • Science modelling in pre-calculus: how to make mathematics problems contextually meaningful. , Sokolowski, A., Yalvac, B., & Loving, C., International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 42(3), 283–297, 2011.
  • Discussion-based strategies for use of simulations and animations in middle and high school science classrooms, Leibovitch, A., Stephens, L., Price, N., & Clement, J., Proceedings 
of
 the 
NARST
 2011
 Annual 
Meeting, 2011.
  • Effectiveness of Computer Simulations in the Teaching/ Learning of Physics, Aklilu, T., Tilahun T., and Mesfin T., A stand-alone paper presented at the 2011 Annual international Conference of NARST held on April 3-6/2011 Orlando, Florida, USA, 2011.
  • The use of Interactive Computer Simulations with regard to access to Education – a social justice issue, Kaheru, SJM, Mpeta M and Kriek J, Journal of Educational Studies 10(2) pp 89 - 106, 2011.
  • The contribution of simulations to the practical work of foundation physics students at the University of Limpopo, Mhlongo, R, Kriek, J and Basson I, Multicultural education and technology journal. 5(4) p 288-302, 2011.
  • Explaining across contrasting cases for deep understanding in science: An example using interactive simulations, Chase, C. C., Shemwell, J. T., & Schwartz, D. L., 2010.
  • In-service science teachers’ views about learning physics after a one week workshop, Ramlo, S. & Nicholas, J., Human Subjectivity, 1, pp 109-120, 2010.
  • Teachers’ beliefs and their intention to use interactive simulations in their classrooms, Kriek, J. and Stols, G., South African Journal of Education 30 pp. 439 - 456, 2010.
  • Spatial Learning and Computer Simulations in Science, Lindgren, R., & Schwartz, D. L., International Journal of Science Education, 31(3), 419–438, 2009.
  • Student perspectives on learning physics and their relationship with learning force and motion concepts: A study using Q methodology, Ramlo, S., Human Subjectivity, 2, pp 73-90, 2008.
  • Pengembangan Lembar Kerja Siswa Berbasis Inkuiri Melalui Media Virtual PhET Untuk Melatihkan Keterampilan Berpikir Kritis Siswa Pada Materi Pemanasan Global, K. Rohmah, Rachmadiarti F. & Setiawan B., Universitas Negeri Surabaya (Indonesian).
  • Kerja laboratorium Melalui Phet untuk meremediasi miskonsepsi siswa kelas VIII SMP Negeri 1 Sungai Raya pada materi Hukum Archimedes, Diar Dwi Winarto, Tanjungpura University (Indonesian).
  • Scientific Inquiry in Mathematics: A Case of Implementing Scientific Simulations for Analyzing Problems on Motion., Sokolowski, A..
  • Teachers using interactive simulations to scaffold inquiry instruction in physical science education, Geelan, D.R. & Fan, X., In J. Gilbert and B. Eilam (Eds.) Science Teachers' Use of Visual Representations. Dordrecht: Springer..
  • Action Research Paper for Master's in Interdisciplinary Studies at University of Northern Colorado: The Effect of Computer Simulations on Learning High School Physics, K. Bibbey.
  • Impact of Electronic Simulations on students’ learning in Lebanese 10th Grade Electricity Courses. (Ph.d research), F. Yehya.
  • Comparison between two active methodologies for learning basic electric circuit’s concepts: demonstrative experiments and interactive simulations, D. Lopez.
  • Evaluating a Novel Instructional Sequence for Conceptual Development in Physics Using Interactive Simulations, Fan, X., Geelan, D. & Gillies, R., Submitted to the International Journal of Science Education, Under Review.