Nye fysiktimer hjælper piger med at indhente

Mange skoleelever fejler fysik, fordi de misforstår de grundlæggende begreber. En ny undervisningsmetode kan ændre dette - ETH -forskere har nu bevist sin effekt. Det hjælper især intelligente piger med at lære mere effektivt.

Hvad er forskellen mellem masse og vægt? Hvordan defineres kraft i fysik? Meget få skoleelever kan korrekt forklare grundlæggende fysikbegreber, ikke engang den mest intelligente. Problemet er ikke hos eleverne, siger Elsbeth Stern, Professor i empirisk lærings- og instruktionsforskning ved ETH Zürich:"Vores forskning viser, at når gode studerende ikke forstår fysik, det skyldes mest undervisningsmetoderne. "

En undersøgelse foretaget af forskerteamet ledet af Sarah I Hofer og Elsbeth Stern har nu vist, at selv små ændringer i lektionerne kan have stor effekt. Resultaterne er blevet offentliggjort i Journal of Educational Psychology .

Målrettet fiasko

Metoden er baseret på at få eleverne til at kæmpe med deres forudgående viden. Dette er især vigtigt inden for fysik, siger Stern:"I næsten ingen andre emner ligger intuition og virkelighed så langt fra hinanden som i fysik. Vores hverdagserfaringer hjælper ikke." At forstå fysikkoncepter kræver en enorm mental indsats fra eleverne. Det er ikke nok at lære formler udenad:"Mange skoleelever kender formlen 'kraft er lig med masse gange acceleration', men de har en falsk forståelse af begreberne magt, masse og acceleration. "Kun dem, der genkender disse misforståelser, er klar til at forstå fysik.

Undervisningenhed udviklet på ETH Zürichs STEM -læringscenter begynder med disse misforståelser. For eksempel, det lader eleverne fejle på en bestemt måde:De modtager en opgave, som de ikke kan løse med deres eksisterende viden. Først efter at de har forsøgt det, forklarer læreren det underliggende koncept. Eller de lader eleverne selv udarbejde principperne ved hjælp af forskellige eksempler, før de får formlen.

Vellykket test i skolen

Stern og hendes gruppe har nu vist, at metoden fungerer både i almindelige skoletimer og i laboratoriet. I et eksperiment, forskerne demonstrerede, at elever klarede sig bedre i fysik, da de blev undervist ved hjælp af metoden udviklet på STEM -centret. De forbedrede ikke kun deres konceptuelle forståelse; de blev også bedre til beregninger.

Stern og hendes gruppe fandt den største forskel i præstationer hos særligt intelligente piger - med den nye metode, de fangede drengene markant. Kønsforskellen forsvandt ikke helt, men den blev meget mindre.

Til forsøget, teamet arbejdede sammen med erfarne fysiklærere for at udvikle en undervisningsenhed med 18 lektioner om newtonsk mekanik. Fire gymnasielærere brugte derefter en dag på at blive uddannet i den nye metode, før de underviste i parallelle klasser med den konventionelle metode og med den nye metode. Effektiviteten blev målt med tre tests, en før undervisningsenheden, en lige efter at den var afsluttet og en tre måneder senere.

Genovervejelse af fysikundervisning

Resultaterne er meget positive, men dette er kun begyndelsen, siger Stern:"Jeg er sikker på, at vi kan øge effekten af ​​undervisningsenheden yderligere." Hun vil derefter finjustere metoden med de lærere, der er involveret i eksperimentet. Hun håber også, at undersøgelsen vil hjælpe folk til at genoverveje deres tilgang:"Vi vil nu vende os endnu mere selvsikkert til de fysiklærere, der stadig primært underviser i emnet ved hjælp af beregningsøvelser. Den tilgang virker ikke."