Science and Mathematics Education Commons^™

การศึกษาความสามารถในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์และการรู้คิดของนักเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย โรงเรียนสังกัดสำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษาในกรุงเทพมหานคร, ชยวัฏ ศิริพันธศักดิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยครั้งนี้เป็นการวิจัยแบบผสมวิธีซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาความสามารถในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์และ การรู้คิดของนักเรียน 2) วิเคราะห์ความสอดคล้องระหว่างกรอบแนวคิดการวิจัยที่แสดงองค์ประกอบและความสัมพันธ์ของความสามารถในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์และการรู้คิดกับข้อมูลเชิงประจักษ์ และ 3) เพื่อวิเคราะห์กระบวนการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ของนักเรียนที่สามารถแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ได้ดี กลุ่มตัวอย่างเป็นนักเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย โรงเรียนสังกัดสำนักงานคณะกรรมการการอุดมศึกษาในกรุงเทพมหานคร จำนวน 187 คน เครื่องมือในการวิจัย ได้แก่ 1) แบบทดสอบความสามารถใน การแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ ซึ่งมีความยาก 0.35 ถึง 0.71 อำนาจจำแนก 0.24 ถึง 0.42 และความเที่ยง 0.807 2) แบบวัดการรู้คิด ซึ่งมีค่าความเที่ยง 0.745 3) แบบบันทึกการคิดออกเสียงความสามารถในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ และ 4) ประเด็นการสัมภาษณ์ การแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ การวิเคราะห์ข้อมูลใช้คะแนนเฉลี่ยร้อยละ ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน การวิเคราะห์โมเดลสมการโครงสร้าง และการวิเคราะห์เนื้อหา ผลการวิจัยเป็นดังนี้ 1) นักเรียนมีความสามารถในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์อยู่ในระดับปานกลาง และมีการรู้คิดอยู่ในระดับสูง 2) กรอบแนวคิดการวิจัยสอดคล้องกับหลักฐานเชิงประจักษ์ (χ2 = 9.19, df = 11, p–value = 0.60, RMSEA = 0.00, RMR = 0.02, SRMR = 0.02, GFI = 0.99, AGFI = 0.96) โดยการรู้คิดมีอิทธิพลทางบวกในระดับสูงต่อความสามารถในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 ทั้งนี้ น้ำหนักองค์ประกอบทั้งหมดในการวัดความสามารถใน การแก้ปัญหาทางฟิสิกส์และการรู้คิดมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 โดยองค์ประกอบของความสามารถในการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์และการรู้คิดที่มีน้ำหนักองค์ประกอบมาตรฐานสูงสุดคือ กระบวนการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ในภาพรวม และความรู้เกี่ยวกับการคิด ตามลำดับ 3) นักเรียนที่แก้ปัญหาทางฟิสิกส์ได้ดีมีกระบวนการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ 3 ขั้นตอน ได้แก่ การวิเคราะห์ปัญหา การดำเนินการแก้ปัญหา และการตรวจสอบผลการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ นักเรียนใช้การรู้คิดทั้งความรู้เกี่ยวกับการคิดและการกำกับควบคุม การคิดในระหว่างกระบวนการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ และที่มาของกระบวนการแก้ปัญหาทางฟิสิกส์ของนักเรียน ได้แก่ การฝึกฝนด้วยตนเอง การสืบค้นในกรณีที่แก้ปัญหาทางฟิสิกส์ไม่สำเร็จ การเรียนกับครูที่โรงเรียน การเรียนพิเศษ และ …

ผลการจัดการเรียนการสอนชีววิทยาโดยใช้แบบจำลองเป็นฐานที่มีต่อความสามารถในการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ของนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลาย, ศักรินทร์ อะจิมา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) เปรียบเทียบคะแนนความสามารถในการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ก่อนและหลังการจัดการเรียนการสอนโดยใช้แบบจำลองเป็นฐาน 2) ศึกษากระบวนการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ผ่านการสร้างแบบจำลองของนักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนการสอนโดยใช้แบบจำลองเป็นฐาน กลุ่มที่ศึกษาคือ นักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 5 จำนวน 34 คน ที่กำลังศึกษาอยู่ภาคเรียนที่ 1 แผนการเรียนวิทยาศาสตร์ - คณิตศาสตร์ ปีการศึกษา 2563 ในโรงเรียนสาธิตสังกัดกระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรมซึ่งได้จากการสุ่มแบบแบ่งกลุ่ม รูปแบบวิจัยเป็นแบบเชิงทดลองเบื้องต้น เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยครั้งนี้ประกอบด้วย (1) เครื่องมือที่ใช้ในการทดลอง คือ แผนการจัดการเรียนรู้โดยใช้แบบจำลองเป็นฐาน รวม 23 คาบ และ (2) เครื่องมือที่ใช้ในการเก็บรวบรวมข้อมูล ตอนที่ 1 คือ แบบวัดความสามารถในการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์และแบบสัมภาษณ์แบบกึ่งโครงสร้าง ตอนที่ 2 คือ แบบสังเกตกระบวนการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ วิเคราะห์ข้อมูลเชิงปริมาณโดยใช้สถิติเชิงบรรยายได้แก่ ค่าเฉลี่ยเลขคณิต ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (SD) ร้อยละ (%) การทดสอบทีแบบไม่เป็นอิสระต่อกัน และวิเคราะห์ข้อมูลเชิงคุณภาพโดยวิธีการวิเคราะห์เนื้อหา ผลการวิจัยพบว่า นักเรียนที่ได้รับการจัดการเรียนรู้โดยใช้แบบจำลองเป็นฐานมีคะแนนความสามารถในการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์เฉลี่ยหลังเรียนรวมทุกองค์ประกอบสูงกว่าคะแนนเฉลี่ยก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 ความสามารถในการสร้างข้อกล่าวอ้างและเหตุผลสนับสนุนข้อกล่าวอ้างมีคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนสูงที่สุด โดยมีคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 4.00 คิดเป็นร้อยละ 44.00 และความสามารถในการสร้างข้อโต้แย้งที่แตกต่างออกไปมีคะแนนเฉลี่ยหลังเรียนน้อยที่สุดมีคะแนนเฉลี่ยเท่ากับ 2.53 คิดเป็นร้อยละ 28.15 เมื่อพิจารณาตามระดับความสามารถในการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ พบว่า นักเรียนร้อยละ 58.82 มีการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ในระดับที่สูงขึ้น ขณะที่นักเรียนร้อยละ 44.12 ไม่มีการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการโต้แย้งทางวิทยาศาสตร์ 2) นักเรียนมีรูปแบบกระบวนการโต้แย้งผ่านการสร้างแบบจำลองที่แตกต่างกัน

The Efficacy Of Educational Robotics In An Integrated Stem Elementary Curriculum, Colleen Marie Cannon-Ruffo

Graduate Research Theses & Dissertations

While there has never been a greater demand for STEM education, the U.S. is still struggling to define and implement this type of instruction. Identifying innovative and effective ways of improving STEM education in the K-12 environment is vital to the U.S. to remain economically viable on a global level. The multidisciplinary aspect of educational robotics facilitates an integrated approach to STEM learning which espouses the educational theories of Constructionism and Computational Thinking. The purpose of this study was to compare the cognitive and affective out-comes of participation in an integrated STEM curriculum based on educational robotics. The integrated STEM …

Effects Of Differential Instructional Time In Algebra On Standardized Assessment And Semester Grade Outcomes, Michael S. Wojtowicz

Graduate Research Theses & Dissertations

Building off of other studies that examined the effectiveness of double-dose algebra programs such as Nomi and Allensworth (2009), this dissertation compared the performance outcomes of students enrolled in one of two alternatives to traditional high school algebra, a double-dose and a single-dose algebra program. This work utilized multiple linear regression to assess the degree of association between student race/ethnicity and selected demographic characteristics, including gender, free and reduced lunch status, and IEP status, on standardized assessment and end of semester mathematics course grade outcomes, while controlling for initial mathematics placement test results. This project assessed these outcomes for students …

Qualitative Perspectives On The Strange Trails Of Persistence In Stem, Erika Johanna Zocher

Graduate Research Theses & Dissertations

In 2019, a Midwestern state university was awarded a $1 million NSF S-STEM grant to support scholarships for academically gifted, Pell Grant-eligible undergraduates enrolled in one of six designated STEM majors. Educational research was also funded by this grant, with the goal of identifying and contextualizing supports and challenges that impact persistence in STEM within the setting of a near-peer-mentored social support group during the fall of 2019. The purpose of this group was to provide social support and foster a sense of belonging for the twelve scholars. Such support is important for guiding students towards personal development and degree …

The Effect Of Self-Reflection On Relative Student Success In Undergraduate Calculus 1, Kevin Shryock

Graduate Research Theses & Dissertations

This thesis examines the effect of completion and self-reflection credit on multiple aspects of undergraduate student success in Calculus 1. Specifically, this study assessed the validity of a plug-and-play classroom framework utilizing a combination of a holistic rubric and corresponding worksheets to direct students’ attention towards their conceptual understanding of material and written work, all while removing the pressure of performance grades on all but four summative assessments. By comparing students’ relative performance on these summative assessments, as well as students’ responses on regular surveys, this study found that students who chose to forego performance grades in favor of completion …

Student Retention In An Introductory Stem Course: A Mixed Methods Study Of Student Motivation And Teaching Approaches, Lina Wang

All Graduate Theses, Dissertations, and Other Capstone Projects

Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) education is vital to all students. Student motivation, both intrinsic and extrinsic, have been found to be very influential in how successful a student is in a STEM classroom (Krapp, 2007; Lamb, Annetta, Meldrum, & Vallett, 2012; Schoon, Ross, & Martin, 2007; Skinner, Saxton, Currie, & Shuststerman, 2017). The current study examined what correlations, if any, we present between teaching approaches, intrinsic motivation, and extrinsic motivation of students in an undergraduate, non-major, introductory chemistry course at a mid-sized, four-year university in the Midwestern United States. In the focus groups, students were highly motivated by …

Perceptions Of Urban Secondary Science Teachers Regarding Social Learning Professional Development, Mary Kaye Macauley

Walden Dissertations and Doctoral Studies

Traditional classroom environments may not motivate students to learn and may lack interactive connections between educators and learners in the classroom. The problem addressed in this research study is the lack of understanding of science teachers' use and perception of innovative social learning strategies implemented in urban classrooms. The purpose of this research study was to establish urban science teachers' perceptions regarding social learning strategies within their classrooms. The conceptual framework of Hall and Hord's levels of use was used. The research questions addressed in this study focused on the perceptions and experiences of secondary science teachers in a large, …

Teacher Perceptions Of Alternative Grading To Support Authentic Learning, Gina Nicole Sese

Walden Dissertations and Doctoral Studies

Alternative grading practices are often used in authentic learning environments where the focus is on connecting instruction to real-world issues, problems, and applications. Scholarly literature lacks research studies related to teacher perceptions of alternative grading to support authentic learning. The purpose of this basic qualitative study was to explore the perceptions of high school science teachers regarding their use of alternative grading to support authentic learning, student self-reflection, and student articulation of their learning. The conceptual framework for this study was based on Herrington and Oliver’s instructional design framework for authentic learning environments. The focus of the research questions was …

Reflection And Inquiry-Based Teaching: Exploring Reflective Practices In Beginning Secondary Science Teachers, Ana Rivero, Elizabeth B. Lewis

Department of Teaching, Learning, and Teacher Education: Faculty Publications

Science teachers’ reflections can be used as an opportunity to improve teaching through inquiry-based instruction (White, Frederiksen, & Collins, 2009), especially during their first years as teachers. Yet more work is still needed to support the development of beginning teachers’ reflective practices (Russell & Martin, 2014). The purpose of this exploratory multi-methods study was to describe: (a) beginning secondary science teachers’ reflective practices up to 4 years after completing their teacher education program, (b) the factors that might have an effect on these practices for participants, and (c) the connection (if any) between their inquiry-based instruction and reflective practices. We …

Mathematics Cognitive And Content Abilities Across The Vincentian Student Population, Brendalee Rorena Cato

Walden Dissertations and Doctoral Studies

Mathematics achievement is a key component of student overall academic achievement. However, many students from Saint Vincent and the Grenadines (Vincentian students) continue to perform poorly on the regional Caribbean Secondary Examination Certificate (CSEC) mathematics examination. This poor mathematics performance is a concern for education stakeholders. The purpose of this quantitative, nonexperimental study was to explore the extent to which the CSEC mathematics scores of high-scoring Vincentian students versus low-scoring Vincentian students in the cognitive domains of knowledge, comprehension, and reasoning differ across the content domains of algebra; geometry; measurement; statistics; and relations, functions, and graphs (RFG). The theoretical foundation …

Teach-To-One Blended Mathematics' Impact On Middle School Students' Mathematics Achievement, Navdeep Dhindsa

Walden Dissertations and Doctoral Studies

Blended learning that integrates computer-assisted instruction with face-to-face instruction is gaining popularity in U.S. middle schools; therefore, the effectiveness of such blended learning models in improving middle school students' achievement in mathematics needs to be explored. Middle school students at a public Connecticut school have shown poor performance in mathematics on a state standardized test. The local district implemented a blended learning model, Teach to One: Math (TTO), in 1 of the middle schools to improve students' performance in mathematics. The theoretical framework for this study was Koehler and Mishra's theory of technology, pedagogy, and content knowledge. The key research …

Affordances And Constraints: Pre-Service Science Educators Co-Teaching In Support Of Ells, Steven Drouin, Katya Aguilar, Virginia Lehmkuhl-Dakhwe

Faculty Publications

Co-teaching has increasingly been utilized as an alternative model for the student teaching experience in pre-service education. Recent literature highlights potential for co-teachers to develop by engaging in cycles of inquiry in learning communities. The purpose of this study was to explore the experience of a science student teacher who engaged in cycles of inquiry around supporting English language learners (ELLs) in a co-teaching student teaching placement. This qualitative case study involved a science mentor teacher and a science student teacher engaged in a yearlong co-teaching placement. Data sources included surveys, interviews, and written and oral lesson plans and reflections. …

Investigating Probability Concepts Of Secondary Pre-Service Teachers In A Game Context, Hem Chand Dayal, Sashi Sharma

Australian Journal of Teacher Education

There is a rich literature on students’ and teachers’ intuitions and misconceptions about probability. However, less attention has been paid to the development of pre-service teachers’ probabilistic thinking in teacher education. Based on this, the second author developed a lesson sequence for teaching probability. In particular, it demonstrates how a game context can be used to explore the relationship between experimental and theoretical probabilities in a collaborative learning setting. The lesson sequence integrates concepts and processes related to probability and is grounded in socio-cultural theory. We trialed the sequence with secondary pre-service teachers. This paper focuses on their understanding …

Reflections On Journaling: An Initiative To Support Pre-Service Mathematics And Science Teachers, Lisa O'Keeffe, Kathryn Paige

Australian Journal of Teacher Education

In this article the authors present two different ways in which journaling has been utilised with final year pre-service teacher students (PSTs) in their primary/middle science and mathematics pathway course. Pedagogical practices that model effective teaching and learning in a tertiary setting are an integral component of this course. As teacher educators exploring ways to develop our practices, we introduced journaling as a teaching and learning tool. The first results section of this article focuses on the journaling experiences of PSTs, including the different ways they chose to engage with journaling and factors contributing to their engagement or disengagement. The …

Preservice Teachers As Document Detectives, Lorna Quinnell, Radha Iyer, Bronwyn Ewing

Australian Journal of Teacher Education

Literacy today relies on a readers’ ability to analyse text critically. This case study investigated preservice teachers’ critical analysis of media text containing visuals and representations. In particular, the analysis focused on mathematical factors that impact on readers’ interpretation of diverse visuals.

Data was gathered from the 23 preservice teachers, enrolled in the Graduate Diploma program at one Australian university. They participated in a series of mathematics learning sessions focused on the critical analysis of a selection of media items.

The paper argues that the ability to critically analyse graphs and visuals relies on mathematical knowledge and that the ability …

Three Cases Of Makerspace Integration In School Library Programs In Conjunction With District Initiatives: Steam, Design Thinking, And Literacy, Lisa Tegels

Graduate Research Papers

Note: This study refers to three co-researchers who each collected data in their respective schools and collaborated in reviewing that data, but each separately authored a paper using that data; the co-researchers are Kris Baldwin and Sara Pflughaupt.

The purpose of this qualitative case study was to examine whether makerspace or STEAM activities can support inquiry learning and meet specific American Association of School Library (AASL), Next Generation Science (NGSS) and Common Core Literacy (CCSS ELA) Standards. For purposes of this study, the three co-researchers were also focused on how this type of learning activity can support district initiatives in …

The Impact Of A Research Methods Course On Teacher Candidates’ Epistemological Beliefs, Menşure Alkiş Küçükaydin, Yasin Gökbulut

Australian Journal of Teacher Education

The epistemological beliefs of teachers impact both their in-class practices and the perceptions and beliefs of the students whose learning is the responsibility of teachers. Therefore, this study aims to investigate and discuss the impact of a course entitled “research methods” which is taught in education faculties in Turkey, on the epistemological beliefs of teacher candidates. The study adopted the mixed-methods sequential explanatory design. Forty-three teacher candidates participated in the study. The data for the study were collected through the “Scientific Epistemological Beliefs Scale (SEBs)”, a semi-structured interview form, and another form that included the written opinions of teacher candidates. …

Exploring Zimbabwean Mathematics Teachers’ Integration Of Ethnomathematics Approaches Into The Teaching And Learning Of Geometry., Gladys Sunzuma, Aneshkumar Maharaj Prof

Australian Journal of Teacher Education

This article reports on a study that explored how a group of in-service mathematics teachers integrated ethnomathematics approaches into the teaching and learning of geometry. The study used a convergent parallel mixed-methods design, which combined both quantitative and qualitative methods, to provide a deeper understanding of how the participants integrate ethnomathematics approaches into the teaching and learning of geometry. The data for the study were gathered from 40 in-service mathematics teachers through the use of questionnaires and focus group discussions. Results showed that the in-service teachers integrate ethnomathematics approaches into the teaching and learning of geometry as learning …

Differences In Perception Between Students And Teachers Of High School Science: Implications For Evaluations Of Teaching And Classroom Evaluation., Michael T. Fitzgerald, Lena Danaia, David H. Mckinnon, Sophie Bartlett

Australian Journal of Teacher Education

The science teacher in the modern high school acts as the designer and driver of the in-class practice. In this role, the teacher must broadly assess the effect of the practice on the student. This would rely on accurate self-knowledge of how they act in class and impact their students. In this study we explore these issues by comparing the difference in responses of 86 teachers and 2512 Year 9 and 10 students to an instrument probing their perceptions of their in-class practice. We report two significant findings. First, not only do teachers constantly positively overrate their in-class practice but …