Learning physics with Controllable Worlds: Perspectives for examining and augmenting physics students’ engagement with digital learning environments

Elias Euler har forskat om digitala lärandemiljöer i fysikundervisningen.

Fakta
Disputation

2020-11-19

Titel (sv)

Learning physics with Controllable Worlds: Perspectives for examining and augmenting physics students’ engagement with digital learning environments

Författare

Elias Euler

Handledare

Bor Gregorcic, Uppsala universitet Profesor Cedric Linder, Uppsala universitet

Opponent

Professor Michael C. Wittmann, University of Maine

Institution

Institutionen för fysik och astronomi

Lärosäte

Uppsala universitet

Länkar
Läs hela avhandlingen (pdf)

Abstract in English:

In this thesis I present a collection of case studies involving small groups of participants using ‘Controllable Worlds’—i.e., a particular class of physics digital learning environment (DLE) including simulations, ‘microworlds,’ and educational games that provides users with control over manipulable virtual environments. Throughout the thesis I employ and develop several perspectives for the interpretation, analysis, and instructional guidance of physics students’ engagement with DLEs. While this thesis focuses in particular on participants’ use of the 2D Newtonian software Algodoo and the PhET simulation My Solar System, I also contribute to a more general scholarly discussion on student interaction and technology use in physics education. One such contribution, which relates to my development of an overarching taxonomy for learning environments, is the theoretical distinctions between ‘constrained’ and ‘less-constrained’ DLEs and between DLEs with high and low degrees of ‘semi-formality.’

The work of this thesis is largely based on five peer-reviewed publications, the content of which can be organized into three broader themes. In Theme 1, called ‘Bridging the physical and formal,’ I incorporate the perspectives of semi-formalisms, modeling, Papertian constructionism/microworlds, and informal learning to examine the ways in which less-constrained DLEs such as Algodoo can mediate between the ‘physical world’ and ‘formal world’ of physics. In Theme 2, called ‘Embodiment and the making of meaning,’ I incorporate the perspectives of multimodal social semiotics, embodied cognition, and kinesthetic/embodied learning activities in order to form a multi-perspective analytic model for examining a pair of students’ embodied interactions against the backdrop of the PhET simulation My Solar System. In Theme 3, called ‘The responsive role of the teacher,’ I incorporate the perspectives of responsive teaching, the variation theory of learning, and the grounded theory family of methods in order to explore a teaching arrangement that combines less-constrained DLEs like Algodoo with the feedback of a responsive teacher.

Especially as compared to PER work that aims to measure learning gains or conceptual mastery via assessment tools, I opt to focus instead on the mechanisms of meaning-making that occur between the ‘pre’ and ‘post.’ Thus, I am able to contribute to the theoretical picture of students’ meaning-making in digitally-rich physics learning environments. Across all of the studies in this thesis, I show how the use of technology like Controllable Worlds can lead to student behavior which is productive for physics teaching and learning in ways that may be altogether unexpected.

Sidan publicerades 2020-11-17 13:25 av Susanne Sawander


Relaterat

Komplexa textsamtal i fysikundervisningen

Att arbeta med textsamtal i NO-undervisningen är komplext. Det konstaterar Jenny Uddling som i sin forskning belyser både möjligheter och begränsningar till språk- och kunskapsutveckling som erbjuds under textsamtalen i fysikklassrummet.

Det manliga geniet är norm på fysikutbildningen

Anders Johanssons forskning om normer och identiteter på fysikutbildningen visar att stereotypen av fysikern som ett manligt geni är djupt rotad. Högst status har teoretisk fysik medan experimentell fysik ses som något man väljer om man inte klarar de mer krävande teoretiska delarna.

Specialpedagogik för grundskolan Göteborg

Välkommen till en konferens för dig som möter elever på grundskolan som är i behov av särskilt stöd! Under två dagar får du ta del av aktuell forskning och praktiska metoder, med fokus på möjligheter och utveckling.

Tyska Webbkonferens

Välkommen till en webbkonferens för dig som undervisar i tyska! Konferensen innehåller åtta föreläsningar både på tyska och svenska om aktuell forskning samt praktiknära exempel på hur du kan arbeta i klassrummet. Herzlich willkommen!

Konferenser
SKOLPORTENS MAGASIN
Nytt nr ute 22 oktober!

Nytt nr ute 22 oktober!

Tema: En skola på vetenskaplig grund? Intervju: Skolverkets generaldirektör Peter Fredriksson vill inte släppa lärarperspektivet.

Läs mer här
Fortbildning
Skolbibliotek
  Konferensen äger rum 1-2 december 2020 i Stockholm.

Skolbibliotek

Vi bjuder in till två dagars fortbildning för skolbibliotekarier, skolledare och alla som samarbetar med biblioteket. Ta del av forskares, bibliotekariers, rektors, lärares, journalisters och författares perspektiv för att skapa ett kraftfullt och modernt skolbibliotek. Välkommen!

Läs mer och boka plats
Kommande disputationer
5 mest lästa på FoU

Hur ska man veta vad forskningen säger?

Forskning är en central komponent för att utveckla undervisningens kvalitet och sedan år 2010 ställer skollagen krav på att undervisningen ska vila på vetenskaplig grund. Det är dock lättare sagt än gjort. Skolforskningsinstitutet har därför tagit fram en ny rapport i syfte att stödja skolans och förskolans verksamma i arbetet.

Hur förebygger skolan kränkningar?

I en ny bok beskriver Ylva Odenbring, forskare vid Göteborgs universitet, hur lärare och skolledare kan förebygga våld i skolvardagen. "Framför allt behövs fler vuxna i skolan och fler vuxna som rör sig i korridorerna", säger hon.

4,3 miljoner kronor till forskning om asylsökande ungdomar och hälsoundervisning i skolan

Hur kan skolan förbättra hälsoundervisningen för nyanlända ungdomar – en grupp där idén om hälsa kan upplevas som oklar och problematisk. Det ska Örebroforskaren Valeria Varea studera efter att ha fått 4,3 miljoner kronor från Vetenskapsrådet.

Skolning full av lek med ”torgpedagoger”

På den nybyggda förskolan i skånska Hjärup är det Ängslyckan­modellen som gäller, med ämnes­specifik under­visning som drivs av särskilda ”torgpedagoger” – och en egen specialpedagog.

Rapport om barn, böcker och delaktighet

Hallå där, Lena O Magnusson, forskare och författare till rapporten ”Barn, böcker, delaktighet­ och inflytande”, om ett bokstartsprojekt i Gävleborg.