Computational problem solving in university physics education: Students’ beliefs, knowledge, and motivation

Vilken roll har kunskap, föreställningar och motivation för studenter i samband med numerisk problemlösning i fysikutbildningen? Det undersöker Madelen Bodin i sin avhandling om simuleringar i fysikundervisning.

Fakta
Disputation

2012-04-16

Titel (sv)

Numerisk problemlösning i fysikutbildningen – Föreställningar, kunskaper och motivation hos studenter

Titel (eng)

Computational problem solving in university physics education: Students’ beliefs, knowledge, and motivation

Författare

Madelen Bodin

Handledare

Universitetslektor Mikael Winberg, Umeå universitet

Opponent

Professor Diane Grayson, University of Pretoria, Sydafrika

Institution

Institutionen för fysik

Lärosäte

Umeå universitet

Länkar
Läs hela avhandlingen (pdf)
Läs intervjun med Madelen Bodin här

Svenskt abstrakt:

Att lösa fysikproblem på universitetsnivå med numeriska metoder kräver kunskap och färdigheter inom flera ämnesområden, till exempel, fysik, matematik, programmering och modellering. Dessa kunskaper och färdigheter är i sin tur relaterad till studenternas föreställningar om och attityder till dessa ämnesområden, liksom till lärande och motivationen att lära. Syftet med denna avhandling var att undersöka vilken roll universitetsstudenters kunskaper, föreställningar och motivation spelade i problemlösningssituationer där ett fysikproblem löstes och visualiserades med numeriska metoder med problemlösningsverktyget Matlab. Studenternas lösningar av problemet motsvarade visuella, interaktiva simuleringar av ett elastiskt föremål glidande på en ojämn yta. Resultaten visade att expertliknande föreställningar om fysik och lärande i fysik tillsammans med förkunskaper i fysik var viktiga för att förutsäga kvaliteten på den lösta uppgiften. Upplevda känslor motsvarande kontroll och koncentration, vilka uttrycker en form av motivation, var också viktiga för att förutsäga kvaliteten. på lösningen. Motivation i form av intresse och lust, tillsammans med attityder visade sig däremot att inte kunna förutse lösningens kvalitet i någon större utsträckning. Resultaten visade alltså att utvecklingen av studenternas kunskapssyn är viktig för studenternas förmåga att lära av realistiska fysikproblem med många frihetsgrader. För att undersöka studenternas tankemodeller har nätverksanalys använts som ett nytt verktyg för analys. Studenternas tankemodeller undersöktes före och efter problemlösningssituation genom att analysera intervjuer med textanalys följt av nätverksanalys. Resultaten visade att studenterna skiftar från en uppfattning att de löser en programmeringsuppgift till att de löser en fysikuppgift där de utmanas att använda fysikprinciper och naturlagar för att felsöka och förstå sina simuleringar. Detta innebär att problemet, även om det inte introducerar någon ny fysik, hjälpte eleverna att utveckla en mer konsekvent syn på vikten av att använda fysikaliska principer i problemlösning. När studenternas tankemodeller jämfördes med universitetslärares tankemodeller, inom de aktuella ämnesområdena fysik, matematik och datavetenskap visade det sig att studenter och lärare var i stora drag överens men att det fanns skillnader. Till exempel, medan lärarna menade att numerisk problemlösning underlättar grundläggande förståelse av fysik och matematik, är detta inte självklart för studenter. Detta innebär att universitetslärare måste vara medvetna om dessa skillnader för att ta till vara och utmana elevernas förväntningar kring undervisningen och för att kunna ge relevant stöd.

Sidan publicerades 2012-05-30 13:42 av Moa Duvarci Engman
Sidan uppdaterades 2012-06-04 15:49 av Moa Duvarci Engman


Relaterat

Gymnasieelevers syn på undervisning

I avhandlingen Students experiences and perceptions of good teaching practice har Kyriaki Doumas undersökt grekiska gymnasieelevers erfarenheter och uppfattning av undervisningen i litteratur och fysik. Utifrån ungdomarnas berättelser kunde hon urskilja tre huvudaspekter av god undervisningspraktik.

Konferenser
Kommande disputationer
Rikskonferens
För högstadielärare i svenska
  Foto: Martin Stenmark

För högstadielärare i svenska

Den 1-2 februari 2018 arrangerar Skolporten en rikskonferens för dig som är högstadielärare i svenska. Bland talarna finns bland annat Jonas Hassen Khemiri, en av Sveriges mest hyllade och lästa yngre författare. Välkommen!

Läs mer & boka plats!
Lediga tjänster
Magasin Skolporten
Nytt nr ute 24/10

Nytt nr ute 24/10

Nästa nummer av Skolportens forskningsmagasin har tema Likvärdighet. Är magasinet nytt för dig? Missa inte vårt erbjudande: prova på 2 nr för bara 99 kr!

Bli prenumerant
Konferens för dig som arbetar i
Förskolan

Förskolan

Förskolan ska erbjuda en pedagogisk verksamhet av hög kvalitet och samtidigt vara en trygg och rolig plats för de barn som går där. I den kommande revideringen av förskolans läroplan kommer det vara ett ökat fokus på undervisning - men vad innebär det i praktiken? Det och andra aktuella frågor kommer vi att djupdyka i under två dagar - med hjälp av aktuell forskning och praktiska erfarenheter. Välkommen!

Läs mer & boka plats
5 mest lästa på FoU

Läraren: ”Så blir din skola bättre på särskilt stöd”

Dammhagskolan är en av landets bästa skolor när det kommer till särskilt stöd och får toppbetyg av Skolinspektionen i att stötta barn med särskilda behov.

Snabb hjärna kräver utmaningar

En eller två elever i varje klass är särskilt begåvade inom ett eller flera ämnen. Som lärare måste du utmana även dem.

Så hjälper du dina elever att plugga smartare

Forskning visar att rätt sorts studieteknik är avgörande för var information placerar sig i hjärnan – och hur eleven då skapar varaktiga minnen. Så här kan du hjälpa dina elever.

Internationellt: Educating Greater Manchester head: what I’ve learned at school

Channel 4’s Educating Greater Manchester headmaster Drew Povey turned around the school once labelled ‘the worst in the country’, and is now working to reduce its debt. He shares some lessons he’s picked up about leadership.

Ny stol ska hjälpa barn med adhd

Chair of attention. Så heter stolen som designats för att hjälpa flickor med adhd och andra barn som kan vara för blyga för att be läraren om hjälp i skolan.