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.

Curriculum in the Era of Global Development – Historical Legacies and Contemporary Approaches

Det övergripande syftet med Beniamin Knutssons avhandling "Curriculum in the Era of Global Development - Historical Legacies and Contemporary Approaches" är att undersöka den historiska framväxten av, samt nutida ansatser inom, utbildning om globala utvecklingsfrågor i det svenska skolsystemet.

Lärares intentioner och kunskapsfokus vid ämnesintegrerad naturvetenskaplig undervisning i skolår 7-9

Målet med Helena Perssons avhandling "Lärares intentioner och kunskapsfokus vid ämnesintegrerad naturvetenskaplig undervisning i skolår 7-9" är att öka kunskaperna om ämnesintegrerad naturvetenskaplig undervisning.

Resa i röstens landskap. En narrativ studie av hur lärare blir professionella röstanvändare.

Syftet med Christin Furus avhandling "Resa i röstens landskap. En narrativ studie av hur lärare blir professionella röstanvändare." är att utforska och belysa vad det innebär att bli professionell röstanvändare i läraryrket.

Idén om medarbetarskap: En studie av en idés resa in i och genom två organisationer

Syftet med Karin Kilhammars avhandling "Idén om medarbetarskap: En studie av en idés resa in i och genom två organisationer" är att öka kunskapen kring idén om medarbetarskap och hur den tar sig uttryck i organisationers praktik.

Clio räddar världen: En analys av argumentationen för historieämnets ställning i det svenska skolsystemet i Historielärarnas Förenings Årsskrift, 1942-2004

Mikael Hallenius avhandling "Clio räddar världen: En analys av argumentationen för historieämnets ställning i det svenska skolsystemet i Historielärarnas Förenings Årsskrift, 1942-2004" analyserar historieämnets plats i det svenska skolsystemet ur ett utbildningsfilosofiskt perspektiv.

Students’ experiences and perceptions of good teaching practice

Kyriaki Doumas avhandling "Students' experiences and perceptions of good teaching practice" handlar om elevers erfarenheter och uppfattningar av god undervisningspraktik i litteratur och fysik under ett läsår på gymnasiet i Grekland.

”Vi har nästan blivit för bra”: lärares sociala representationer av förskolan som pedagogisk praktik

Syftet med Ingrid Granboms avhandling ""Vi har nästan blivit för bra": lärares sociala representationer av förskolan som pedagogisk praktik" är att beskriva och analysera lärarnas konstruktion av mening och vardagskunskap beträffande förskolan som pedagogisk praktik.

Ungas erfarenheter av skola, samhällsvård och vuxenblivande: En studie av fem livsberättelser

Ylva Weitz vill med sin avhandling "Ungas erfarenheter av skola, samhällsvård och vuxenblivande: En studie av fem livsberättelser" fördjupa kunskapen om skolsituationen för barn och ungdomar i samhällsvård.

Musikalisk lärandemiljö – planerade musikaktiviteter med småbarn i daghem

Syftet med Johanna Stills avhandling "Musikalisk lärandemiljö - planerade musikaktiviteter med småbarn i daghem" är att undersöka planerade musikaktiviteter i den musikaliska lärandemiljön på sju småbarnsavdelningar i daghem utgående från fyra olika aspekter: barnvisornas texter, barnvisornas melodier, musikens grundelement och instrumentanvändning.

Att vördsamt värdesätta eller tryggt trotsa: Gymnasiefysiken, undervisningstraditioner och fysiklärares olika strategier för energiundervisning

I Susanne Engströms avhandling "Att vördsamt värdesätta eller tryggt trotsa: Gymnasiefysiken, undervisningstraditioner och fysiklärares olika strategier för energiundervisning" studeras ämnesinnehåll för insikter i exempelvis hållbar energianvändning och huruvida ett sådant innehåll undervisas eller inte inom fysikämnet.

An employeeship model and its relation to psychological climate: A study of congruence in the behavior of leaders and followers

Johan Bertletts avhandling "An employeeship model and its relation to psychological climate: A study of cong" behandlar organisatoriska aspekter som organisationsklimat, psykologiskt klimat samt medarbetarskap utifrån ledarskapsbeteende, arbetskamratsbeteende och interaktivt ledare-följarebeteende.

Gymnasielärarens uppdrag som mentor: En etnografisk studie av relationens betydelse för elevens lärande och delaktighet

I avhandlingen "Gymnasielärarens uppdrag som mentor: En etnografisk studie av relationens betydelse för elevens lärande och delaktighet" kartlägger, beskriver och analyserar Elisabeth Nordevall lärarens uppdrag som mentor såväl när det gäller innehåll som funktion.

Interkulturell undervisning – ett pedagogiskt dilemma. Talet om undervisning i svenska som andraspråk och i förberedelseklasser

Syftet med Lena Fridlunds avhandling "Interkulturell undervisning - ett pedagogiskt dilemma. Talet om undervisning i svenska som andraspråk och i förberedelseklasser" är att ta reda på hur talet om en åtskild undervisning för vissa elever formuleras och motiveras i dokument och av olika yrkesutövare inom ett grundskoleområde.

Biologiämnets texter : Text, språk och lärande i en språkligt heterogen gymnasieklass

Pia Nygård-Larssons avhandling "Biologiämnets texter : Text, språk och lärande i en språkligt heterogen gymnasieklass" berör text, språk och lärande i biologiämnet.

Understanding as experiencing a pattern

Förståelse är ett komplext begrepp. Det används dagligdags utan en motsvarande strikt vetenskaplig definition. Paulina Lindströms avhandling "Understanding as experiencing a pattern" strävar efter att fånga olika aspekter av detta begrepp.

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 5/12!

Nytt nr ute 5/12!

Tema: Inkludering. Stor intervju med Gloria Ray Karlmark. Prova på-pris: 2 nr/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

Hattie vill synliggöra lärandet

Utbildningsforskaren John Hattie besökte i början av november Stockholm. Vid ett besök på utbildningsförvaltningen mötte han rektorer på skolor som deltagit i utbildningar i Hatties metod Visible learning (synligt lärande).

Han varnar för hemgjorda läromedel

Kvalitet och likvärdighet kräver bra läroböcker. De minskar också lärares arbetsbörda. Det hävdar bedömningsforskaren Tim Oates.

Anette Jahnke: Tappa inte tempot med praktiknära skolforskning

I förra veckan avgick Lena Adamsson som direktör för Skolforskningsinstitutet. Skälet anges vara bristande politiskt stöd då institutets resurser inte ökats – trots att regeringen talar om vikten om forskningsanknytning i skolan. Anette Jahnke undrar hur man trots allt kan hålla tempot uppe för den praktiknära skolforskningen.

En del av verkligheten – om barn, sexuella övergrepp och nätet

Hur vanligt är det med övergrepp på nätet? Hur mår de barn som blivit utsatta? Kan ett övergrepp som sker på nätet få lika allvarliga konsekvenser som övergrepp som sker utanför nätet? Vad säger forskningen? Läs rapporten från Stiftelsen Allmänna Barnhuset här (pdf).

Möter explosivitet med empati

Ross Greene tror inte att bestraffningar är utvecklande för vare sig barn eller vuxna. Hans tankar om empatiskt bemötande praktiseras inom bland annat skola, psykiatri och kriminalvård.