Impact of a course transformation on students’ reasoning about measurement uncertainty
Impact of a course transformation on students’ reasoning about measurement uncertainty
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课程转型对学生测量不确定性推理的影响
DOI：
10.1103/physrevphyseducres.16.020160
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发表时间：
2020
影响因子：
3.1
通讯作者：
Lewandowski, H. J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pollard, Benjamin;Werth, Alexandra;Hobbs, Robert;Lewandowski, H. J.
物理实验室课程是本科物理教育的组成部分，并提供各种学习机会。其中许多机会都围绕着物理实验室入门课程中的一个共同学习目标：测量不确定性。因此，当科罗拉多大学博尔德分校（CU）的独立入门实验室课程最近被改造时，测量不确定性是该改造的学习目标的焦点。物理测量问卷（PMQ），一个基于研究的学生对统计测量不确定性的理解评估，被用来衡量这种转变的有效性。在这里，我们分析了学生在CU课程开始和结束时对PMQ的反应。我们还比较了两个学期的反应：一个之前和一个之后的转型。我们提出的证据表明，学生在这两个学期改变了他们的推理方式与测量不确定性的学习目标。此外，我们发现，更多的学生在转换学期的方式转变与学习目标一致，这些学生往往沟通他们的推理比学生在原来的课程更复杂。这些发现提供了证据，即使是传统的实验室课程也可以支持有价值的学习，并且将这样的课程转变为与明确的学习目标相一致可以带来更有效的学习体验。
Physics lab courses are integral parts of an undergraduate physics education, and offer a variety of opportunities for learning. Many of these opportunities center around a common learning goal in introductory physics lab courses: measurement uncertainty. Accordingly, when the stand-alone introductory lab course at the University of Colorado Boulder (CU) was recently transformed, measurement uncertainty was the focus of a learning goal of that transformation. The Physics Measurement Questionnaire (PMQ), a research-based assessment of student understanding around statistical measurement uncertainty, was used to measure the effectiveness of that transformation. Here, we analyze student responses to the PMQ at the beginning and end of the CU course. We also compare such responses from two semesters: one before and one after the transformation. We present evidence that students in both semesters shifted their reasoning in ways aligned with the measurement uncertainty learning goal. Furthermore, we show that more students in the transformed semester shifted in ways aligned with the learning goal, and that those students tended to communicate their reasoning with greater sophistication than students in the original course. These findings provide evidence that even a traditional lab course can support valuable learning, and that transforming such a course to align with well-defined learning goals can result in even more effective learning experiences.
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