Science and Mathematics Education Commons^™

Gateway Scholarships In Biological Sciences: Year 2 Annual Report, Vicki Stieha, Julia Oxford, Amy Ulappa, Brittnee Earl, Jennifer Forbey, Kevin Feris, Jocelyn Cullers

Biology Faculty Publications and Presentations

This report summarizes grant activities, progress toward goals, and broader impacts of the Gateway Scholars Program in the Boise State Department of Biological Sciences during the 2018-19 academic year.

Preservice Mathematics Teachers’ Professional Noticing Of Students’ Mathematical Thinking With Technology, Jennifer N. Lovett, Lara Dick, Allison W. Mcculloch, Milan F. Sherman

Faculty Contributions to Books

The purpose of this study is to examine the ways in which preservice secondary mathematics teachers (PSMT) professionally notice middle school students’ mathematical thinking on a technology enhanced mathematical task. The middle school students’ work was captured as a videocase for PSMTs to examine. Findings show that every PSMT included a discussion of the middle school students’ interaction with the technology in their noticing prompts, demonstrating that PSMTs recognized that the middle school students’ mathematical understanding was tied to their interactions with the technology. Additionally, results from PSMTs’ justifications for their predictions of middle school students’ responses to the task, …

Report From The Stem 2026 Workshop On Assessment, Evaluation, And Accreditation, Rebecca Bates, Angela Arnold, Cary Komoto, Peggy Brickman, R. Alan Cheville, Elizabeth Longley, Jose Mestre, Mihaela Sabin, James Warnock

Reports

A gathering of science, technology, engineering, and math (STEM) higher education stakeholders met in November 2018 to consider the relationship between innovation in education and assessment. When we talk about assessment in higher education, it is inextricably linked to both evaluation and accreditation, so all three were considered. The first question we asked was can we build a nation of learners? This starts with considering the student, first and foremost. As educators, this is a foundation of our exploration and makes our values transparent. As educators, how do we know we are having an impact? As members and implementers of …

Supporting Representation-Rich Problem-Solving In High School Physics, Lyrica L. Lucas, Elizabeth B. Lewis

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

Findings from physics education research strongly point to the critical need for teachers’ use of multiple representations in their instructional practices such as pictures, diagrams, written explanations, and mathematical expressions to enhance students' problem‐solving ability. In this study, we explored use of problem‐solving tasks for generating multiple representations as a scaffolding strategy in a high school modeling physics class. Through problem‐solving cognitive interviews with students, we investigated how a group of students responded to the tasks and how their use of such strategies affected their problem‐solving performance and use of representations as compared to students who did not receive explicit, …

Engaging Preservice Secondary Science Teachers In An Ngss-Based Energy Lesson: A Nanoscience Context, Deepika Menon, Mary Sajini Devadas

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

The new approach to teaching science presented by the Next Generation Science Standards (NGSS) warrants training high-quality science, technology, engineering, and mathematics (STEM) teachers to prepare the future STEM workforce. We share the implementation of an energy lesson using a nanoscience approach, well-aligned with the NGSS vision, in a secondary- STEM-education course for preservice science teachers. First, we engaged preservice teachers in discussions related to alternate sources of energy; this was followed by a case-study approach to illustrate a real-world problem of energy deficiency and solar energy (solar cells using nanoparticles) as one potential solution because it is cost-efficient, clean, …

Board 57: Identifying And Disseminating Transformative Professional Development Of Stem Undergraduates Who Perform Outreach: Progress In Year 1, Michael Alley, Joanna K. Garner

Center for Educational Partnerships Publications

To teach STEM content to K-12 students and to recruit talented and diverse K-12 students into STEM, many outreach programs at universities in the United States rely on STEM undergraduates. While the design of such outreach typically focuses on the K-12 students who are taught or recruited, an important but often overlooked consideration is the effect of the outreach on the professional development of the STEM undergraduates themselves. This proposed EAGER project seeks to determine which outreach programs in the United States provided the most transformative professional development of the participating STEM undergraduates. This project then seeks to capture the …

Use Of Surgical Tissue Adhesive And Body Mass Change To Assess Ring-Necked Pheasant Brood Foraging Habitat, Todd R. Bogenschutz, Chris S. Jennelle, Mark W. Mcinroy, Steven D. Roberts

Journal of the Iowa Academy of Science: JIAS

Foraging rates (arthropod consumption [g/min/chick]) of human-imprinted chicks provide a reasonable metric for assessing the quality of brood-rearing habitats for gallinaceous species. Arthropod foraging rates have been estimated using dry mass or allometric equations of crop and gizzard contents, and internal surgical ligature of the crop. Current methods are time- and labor-intensive. We describe a new method to estimate foraging rate using chick mass change (g/min) during a 30-min foraging trial. Our technique requires surgical tissue adhesive be applied to the cloaca to prevent bias in mass change measurements caused by defecation. We compare our mass change technique to a …

An Examination Of Preservice Teachers' Use Of Learning Trajectories To Guide Instruction, Jeramy Donovan

Wayne State University Dissertations

In order for teachers to support students’ mathematical thinking, Battista (2004) believed they must identify core mathematical concepts, recognize conceptual frameworks for understanding children’s thinking, and use appropriate assessment tasks. In his view, learning trajectories provide teachers with information on children’s cognitive abilities as well as a structure for assessment. The present study investigated the ways in which preservice teachers used, and reflected on their use of, learning trajectories to assess, plan, and instruct during a one-on-one tutoring project focused on geometric shapes. In addition, preservice teachers were asked to reflect on the ways in which they might use learning …

The Relationship Between Students' Act Math Subscores And High School Math Course Completion In Tennessee, Jacob Carver

Ed.D. Dissertations

In 2009, President Barack Obama and legislators passed the American Recovery and Reinvestment Act (ARRA), which financed the Race to the Top Fund. To receive funding from the Race to the Top, Tennessee educators and legislators implemented the Tennessee Diploma Project in 2009. The Tennessee Diploma Project increased graduation requirements for students in terms of coursework and assessments. Tennessee educators and legislators anticipated the increased graduation requirements would increase students’ achievement and ACT scores (college readiness skills). In mathematics, the graduation requirement increased from three high school math courses to four high school math courses: Algebra I, Geometry, Algebra II, …

A Model For Cultivating Global Engagement Beyond Academic Tourism, Victor D. Carmona, Tizziana Carmona

Jesuit Higher Education: A Journal

The message to environmental scholars in Pope Francis’ Encyclical “Laudato Si” is clear: contributions from Science, Technology, Engineering, and Mathematics (STEM) must serve to inform both local and international conversations as well as connect learning communities in developed and developing nations. In the hope of fostering international opportunities that challenge U.S. students to link their academic degrees with social justice elements that calibrate them to the historical reality the overwhelming majority of the world experiences, we outline a teacher-scholar model that serves as a tool for the advancement of social and environmental justice issues in developing countries.

The Gini Index: A Lens For Analyzing Inequality In An Interdisciplinary College Classroom, Jared Warner, Vivian Lim

Numeracy

The Gini index is one of the most commonly used indicators of income inequality, and its computation and interpretation require a thorough understanding of various quantitative literacy concepts. In this article, we describe a unit for an interdisciplinary quantitative literacy course at a community college that treats concepts of ratio and proportion, percentages, and mathematical modeling through an exploration of income inequality and the Gini index. The broader theme of the interdisciplinary course is immigration, so the unit also invites students to explore connections between the Gini index and immigration. Employing in-class simulations, interactive online applets, and real-world data sets, …

Student And Teacher Response To Formative Assessment Feedback In Eighth-Grade Mathematics: A Design Experiment, Desiree Dawn Rones

Graduate Research Theses & Dissertations

Formative assessment is a tool for learning that virtually every educator uses in the classroom to some extent. While teachers may be motivated to use formative assessment for a variety of reasons, its intended purpose is to be a tool for both teachers and students for teaching and learning, respectively. However, many teachers, even those with the best intentions, misunderstand and misuse formative assessment, and may cause more harm than good in the way that it is implemented in the classroom. Three critical factors for student success in learning are mindset, goal orientation, and autonomy. Research has shown that students …

Differential Item Functioning Among English Language Learners On A Large-Scale Mathematics Assessment, Ruixue Liu

Theses and Dissertations--Education Sciences

English language learner (ELL) is a term to describe students who are still acquiring English proficiency. In recent decades, ELLs are a very rapidly growing student group in United States. In school classrooms, ELLs are learning English and their academic subjects simultaneously. It is challenging for them to hear lectures, read textbooks, and complete tests in English despite of their inadequate English language proficiency (Ilich, 2013). As a result, the increasing number of ELLs in public schools has paralleled the increase in ELLs’ low mathematics performance (NCES, 2016).

Due to the popularization of international large-scale assessments in the recent decade, …

The Effect Of Comprehensive Instructional Program On Grades 3-8 Student Achievement, Marcia Shortt

Ed.D. Dissertations

Student achievement and the state Standards of Learning testing was a critical criterion for success for school districts, administrators, and teachers. The researcher in this study investigated the efficacy of the Comprehensive Instructional Program in improving student achievement in reading and mathematics and whether school configuration impacted student achievement. The population consisted of all students in District A in Virginia who took achievement tests in reading and math in 2012-2018. The researcher determined there was a significant difference in reading and math scores between pre‑implementation and post-implementation in grades 3-8 as measured by the Virginia Standards of Learning testing program …

Cover

Journal of the Iowa Academy of Science: JIAS

No abstract provided.

Spacescape – How A Mobile Game Impact Science Learning - 2019 Presidential Research Grant Report, Sa Liu, Mina Gabriel

Harrisburg University Presidential Research Grants

This project used a laboratory trial to examine learner problem-solving in a mobile Serious Game (SG) environment designed for learning space science in middle school. It intends to understand if and how mobile game could impact learner problem-solving. To conduct the study, a team of 12 members worked together for six months on the design, development and testing the SpaceEscape mobile game for Android devices. The data was collected in a local middle school, and over 250 students participated in the study. We will share the highlights, findings, and future research in this report.

Mathematics For Whom: Reframing And Humanizing Mathematics, Cathery Yeh, Brande M. Otis

Education Faculty Articles and Research

"In this paper, we share a process in which we, as mathematics teacher educators and education researchers, have worked in collaboration with K–6 teachers and students to analyze the purported neutrality of mathematics textbook word problems and to consider ways to use mathematics to analyze social inequities in the world. In the sections that follow, we describe the framework that grounds our development of justice-oriented mathematics curriculum and share an example of how textbook analysis can serve as an entryway to investigations that raise students’ awareness of social issues while developing their power as mathematics thinkers and doers. Drawing from …

Putting Educational Reform Into Practice: The Impact Of The No Child Left Behind Act On Students, Teachers, And Schools, Timothy Song

CMC Senior Theses

This thesis seeks to investigate the effects of the No Child Left Behind Act (NCLB) on U.S. student achievement and teacher effectiveness. By combining the results from various data sources, I am able to indicate the levels of student preparedness, school spending, and specific classroom practices. After an analysis of my results, I suggest that NCLB has found moderate success in increasing the level of math preparedness for younger students from historically disadvantaged backgrounds. On the other hand, the data also suggests that there have been no statistically significant gains in reading achievement after the implementation of NCLB. Additionally, spending …

การศึกษาความรู้ทางสถิติ และการคิดเชิงสถิติของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6ในโรงเรียนสังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา กรุงเทพมหานคร, ปวิตร เขตต์ชลประทาน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ 1) ศึกษาความรู้ทางสถิติ ของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 2) ศึกษาการคิดเชิงสถิติของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 และ 3) ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความรู้ทางสถิติและการคิดเชิงสถิติของนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ตัวอย่างเป็นนักเรียนชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ของโรงเรียนในสังกัดสำนักงานเขตพื้นที่การศึกษามัธยมศึกษา กรุงเทพมหานคร จำนวน 15 โรงเรียน จำนวน 525 คน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัย ได้แก่ แบบสอบความรู้ทางสถิติ และแบบวัดการคิดเชิงสถิติ วิเคราะห์ข้อมูลโดยการหาค่าเฉลี่ย ค่าเฉลี่ยร้อยละ ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน การทดสอบค่าที การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ และการสร้างสมการทำนายด้วยวิธีการวิเคราะห์ความถดถอยอย่างง่าย ผลการวิจัยพบว่า 1) ความรู้ทางสถิติของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ต่ำกว่าเกณฑ์ขั้นต่ำร้อยละ 50 อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 2) การคิดเชิงสถิติของนักเรียนระดับชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 6 ต่ำกว่าเกณฑ์ขั้นต่ำร้อยละ 50 อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ที่ระดับ .05 3) การคิดเชิงสถิติมีความสัมพันธ์ทางบวกกับความรู้ทางสถิติ อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ สามารถสร้างสมการทำนายการคิดเชิงสถิติ จากความรู้ทางสถิติ (X) โดยสามารถทำนายได้ร้อยละ 31.9 และได้สมการถดถอยในการทำนายการคิดเชิงสถิติ (Y) คือ Y = 6.457 + 0.773X

ผลการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดเชิงประวัติศาสตร์ที่มีต่อความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเคมีของนักเรียนมัธยมศึกษาตอนปลาย, ปรารถนา เสือกลั่น

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยนี้เป็นการวิจัยเชิงทดลองศึกษาความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์ และผลของการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดเชิงประวัติศาสตร์ที่มีต่อความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์และผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเคมีของนักเรียน ดำเนินการวิจัยออกเป็น 2 ระยะ คือ ระยะที่ 1 มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์ของนักเรียนใช้วิธีการเก็บข้อมูลเชิงคุณภาพ โดยเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยได้แก่แบบวัดความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์ที่มีค่าความเที่ยง 0.89 การวิจัยระยะที่ 2 เป็นการทดลองเบื้องต้นมีวัตถุประสงค์ (1) เพื่อเปรียบเทียบความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์ของนักเรียนระหว่างก่อนและหลังได้รับการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดเชิงประวัติศาสตร์ และ (2) เพื่อเปรียบเทียบผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเคมีของนักเรียนหลังได้รับการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดเชิงประวัติศาสตร์กับเกณฑ์ กลุ่มเป้าหมายในการวิจัยคือ นักเรียนมัธยมศึกษาปีที่ 5 สังกัดสำนักงานคณะกรรมการส่งเสริมการศึกษาเอกชน เขตบางรัก กรุงเทพมหานคร กำลังศึกษาในภาคเรียนที่ 1 ปีการศึกษา 2563 จำนวน 30 คน เครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยได้แก่ (1) แบบวัดความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์ที่มีค่าความเที่ยง 0.89 และ(2) แบบวัดผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเคมี เรื่อง กฎของแก๊ส ที่มีค่าความเที่ยงเท่ากับ 0.95 วิเคราะห์ข้อมูลด้วยค่าเฉลี่ยเลขคณิต ส่วนเบี่ยงมาตรฐาน สถิติทดสอบที (t-test) และกำหนดเกณฑ์ผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเคมีโดยใช้คะแนนจุดตัด (Cut-off score) ซึ่งพิจารณาจากสัมประสิทธิ์ฟี (Phi coefficient) ผลการวิจัยสรุปได้ดังนี้ 1. นักเรียนมีคะแนนเฉลี่ยความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์ร้อยละ 27.34 นักเรียนที่มีความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์อยู่ในระดับซับซ้อนบางส่วนสามารถระบุตัวแปรอิสระได้ถูกต้องแต่ยังตั้งคำถามเชิงสาเหตุและตั้งสมมติฐานได้แบบไม่สมบูรณ์ ในขณะที่นักเรียนที่มีความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์อยู่ในระดับซับซ้อนน้อยระบุตัวแปรอิสระไม่ได้ ตั้งคำถามเชิงสาเหตุแบบไม่สมบูรณ์ และตั้งสมมติฐานด้วยประโยคคำถาม 2. หลังเรียนด้วยการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดเชิงประวัติศาสตร์ส่งผลให้นักเรียนมีคะแนนความสามารถในการให้เหตุผลเชิงวิทยาศาสตร์สูงกว่าคะแนนก่อนเรียน อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05 3. หลังเรียนด้วยการจัดการเรียนรู้ตามแนวคิดเชิงประวัติศาสตร์ส่งผลให้นักเรียนมีคะแนนผลสัมฤทธิ์ทางการเรียนเคมีหลังเรียนสูงกว่าเกณฑ์ อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับ .05