探究多样化本科生群体中的混合数学科学意义构建
摘要：科学中的混合数学意义建构（MSS）涉及对描述科学现象的数量关系的深入概念理解。在先前的研究中，我们开发了一个认知框架，描述了在STEM学科中掌握MSS的能力，并使用基于PhET模拟的评估工具验证了该框架在具有主导背景（白人，中产阶级）的本科生中的可行性。在这项研究中，我们调查了该框架是否能够表征来自不同背景的本科生的MSS参与，并确定两个人群之间的潜在差异。该框架在表征来自不同背景的本科生的MSS参与中是有效的，并且主要作为学习进展的功能。我们还发现了一种在MSS中与学生成功地开发描述其观察的数学关系而不涉及定量模式识别的类型的MSS中有别的参与模式。与具有主导背景的学生不同，不同背景的学生利用较低层次的MSS来发展现象的公式。此外，与具有主导背景的学生相比，不同背景的学生更多地利用PhET模拟来理解现象，并且在使用模拟来找到正确的数学关系方面取得了更好的成果。数学准备对于该框架的第1级的影响要比对第2级和第3级的影响更强。该框架可以指导教学和评估策略的发展，从而支持具有不同背景的学生在MSS技能的建立方面。此外，PhET模拟为支持MSS技能的参与和学习提供了一个合适且有效的学习环境，未来应该利用它们的能力设计学习体验。
作者：Leonora Kaldaras, Carl Wieman
论文ID：2307.02482
分类：Physics Education
分类简称：physics.ed-ph
提交时间：2023-07-06