Grafik – nøglen til videnskab og matematik succes i skolerne

Udvikling af diagrammer og visuelle repræsentationer kan føre til enorme forbedringer i elevernes præstationer og engagement i STEM-fag. Deakin-forskere tager deres resultater med til skoler over hele landet.

diagrammer, grafer og skitser – og endda fysiske gestus – har altid spillet en rolle i naturvidenskabelige uddannelser, men et forskerhold hos Deakin har identificeret den centrale rolle, de spiller i læreprocesser inden for både naturvidenskab og matematik. Holdet bruger denne viden til at arbejde med internationale forskere for at opnå et helt nyt niveau af ydeevne og engagement i STEM for primære og sekundære elever.

Siden de gennemførte deres første Australian Research Council (ARC) projekt i 2007, professor i naturvidenskabspædagogik, Russell Tytler, Lektor Peter Hubber og professor Vaughan Prain har udviklet en innovativ "repræsentationskonstruktionstilgang", der opnår betydelige forbedringer i elevernes præstationer - og påvirker naturvidenskabelige undervisere over hele verden.

"I virkeligheden handler det om at engagere børn i videnskabens ægte praksis, " sagde professor Tytler. "Det handler om at undersøge, stille spørgsmål, udøver nysgerrighed, eller udvikle nysgerrighed over for verden.

"Det giver en meget mere kraftfuld måde at lære på end blot gennem tekst og snak."

Arbejder i Deakins Research for Educational Impact Strategic Research Center (REDI), holdet har arbejdet sammen med det victorianske undervisningsministerium for at gennemføre faglig udvikling for hundredvis af victorianske lærere og med et stigende antal individuelle skoler i Victoria og mellemstatslige for at støtte lærere med at engagere deres elever i disse kraftfulde læringspraksis.

Maria Capsalis, År 4 koordinator på Essex Heights Primary School, har arbejdet med REDI-forskerne de seneste tre år og har bemærket en kæmpe forbedring.

"Jeg har undervist i over 30 år, og det har været sådan en vidunderlig oplevelse; at se børnene være fuldstændig engagerede og være i stand til at tale om deres læring - og eje den, " hun sagde.

Forskerne udviklede deres tilgang gennem to yderligere ARC-projekter, der uddybede deres forståelse af, at naturvidenskab og matematik kræver koordinering og ræsonnement med multimodale repræsentationer, såsom verbalt og skriftligt sprog, tegninger og diagrammer, 3-D modeller, matematiske former, såsom grafer, tabeller eller ligninger, og kropsliggjort sprog, såsom gestus og rollespil.

"Hvad kunne være mere effektivt til at beskrive, hvordan en slange bevæger sig gennem græs end at gestikulere med en håndbevægelse?" sagde professor Tytler.

"Kommunikation gennem repræsentationer kræver, at eleverne gør deres tænkning eksplicit, giver muligheder for at udveksle og afklare betydninger."

"I vores digitale tidsalder, der er uendelige nye muligheder for at skabe kort, simuleringer, videoer, eller forbedrede fotos på computerteknologi, " tilføjede lektor Hubber. "Denne måde at udforske ideer på matcher videnskabsmænds vidensproducerende praksis."

Forskerne har udviklet enheder om en række emner for lærere i år 5 til 8, inklusive astronomi, stoffer, kræfter, geologi, tilpasning, varme, lys og energi. De arbejder i øjeblikket på tværs af skoleårsniveauer med mellemstatslige og internationale forskere og lærere for at udforske tværfaglige tilgange til naturvidenskab og matematik i de primære år, og at udvikle multimodale sprogtilgange inden for gymnasievidenskab.