Supporting students’ conceptual understanding of kinetics using screencasts and simulations outside of the classroom
Supporting students’ conceptual understanding of kinetics using screencasts and simulations outside of the classroom
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在课堂外使用截屏视频和模拟支持学生对动力学的概念性理解
DOI：
10.1039/c9rp00008a
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发表时间：
2019
影响因子：
3
通讯作者：
VandenPlas, Jessica R.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sweeder, Ryan D.;Herrington, Deborah G.;VandenPlas, Jessica R.
模拟使学生能够可视化重要化学过程中粒子的运动和相互作用，从而改变了化学教育。有了动力学，这样的可视化可以说明粒子如何相互作用产生成功的反应，以及浓度和温度的变化如何影响单个碰撞的数量和成功。本研究考察了如何模拟粒子碰撞，或采用相同模拟的视频，作为课外介绍，帮助培养学生对动力学的概念理解。学生们可以根据指导说明自己操纵模拟，也可以观看专家使用相同模拟完成作业的视频。一种迭代设计方法以及对预试和后续问题的分析表明，两所不同院校的两组学生能够达到共同的成功基础水平。然后，教师可以在指导学生碰撞理论和动力学时建立这些共同的经验。眼动追踪研究表明，模拟组和截屏组对课程材料的参与方式不同，结合学生自述数据表明，截屏组和模拟组提供了不同程度的认知需求。这种增加的任务时间表明，视频可能比单独的模拟更能吸引学生的兴趣。
Simulations have changed chemistry education by allowing students to visualize the motion and interaction of particles underlying important chemical processes. With kinetics, such visualizations can illustrate how particles interact to yield successful reactions and how changes in concentration and temperature impact the number and success of individual collisions. This study examined how a simulation exploring particle collisions, or screencast employing the same simulation, used as an out-of-class introduction helped develop students’ conceptual understanding of kinetics. Students either manipulated the simulation themselves using guided instructions or watched a screencast in which an expert used the same simulation to complete an assignment. An iterative design approach and analysis of pretest and follow up questions suggests that students in both groups at two different institutions were able to achieve a common base level of success. Instructors can then build upon this common experience when instructing students on collision theory and kinetics. Eye-tracking studies indicate that the simulation and screencast groups engage with the curricular materials in different ways, which combined with student self-report data suggests that the screencast and simulation provide different levels of cognitive demand. This increased time on task suggests that the screencast may hold student interest longer than the simulation alone.
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