Научные заблуждения
Научные заблуждения – это широко распространенные представления о науке, которые не имеют под собой реальных научных фактов . Научные заблуждения могут также относиться к предвзятым представлениям, основанным на религиозных и/или культурных влияниях. Многие научные заблуждения возникают из-за ошибочных стилей преподавания и иногда отстраненного характера истинно научных текстов. Поскольку предварительные знания и заблуждения учащихся являются важными факторами для изучения естественных наук, преподаватели естественных наук должны быть в состоянии выявлять и устранять эти концепции.
Типы
[ редактировать ]Заблуждения (также известные как альтернативные концепции, альтернативные рамки и т. д.) являются ключевым вопросом конструктивизма в естественнонаучном образовании , основной теоретической перспективой, определяющей преподавание естественных наук. [1] Научное заблуждение — это ложное или неправильное понимание научной концепции или принципа, часто возникающее в результате чрезмерного упрощения, неточной информации или неправильного применения интуитивных знаний. Заблуждения могут возникнуть из-за множества факторов, таких как личный опыт, культурные убеждения или способ представления информации в образовательных учреждениях. Борьба с научными заблуждениями имеет решающее значение для развития более точного понимания мира природы и повышения научной грамотности. [2] В целом, научные заблуждения основаны на нескольких « областях интуитивных знаний, включая фолкмеханику (границы и движения объектов), фолкбиологию (конфигурации и взаимоотношения биологических видов) и фолкпсихологию (интерактивные агенты и целенаправленное поведение)». [3] которые позволяют людям эффективно взаимодействовать с миром, в котором они развивались. То, что эти народные науки не соответствуют точно современной научной теории, не является неожиданностью. Вторым основным источником научных заблуждений являются дидаскалогенные заблуждения, которые возникают и закрепляются в ходе обучения (в формальном образовании ).
Было проведено обширное исследование неформальных представлений студентов о научных темах, и исследования показали, что сообщаемые заблуждения значительно различаются с точки зрения таких свойств, как связность, стабильность, зависимость от контекста, область применения и т. д. [4] Заблуждения можно разделить на пять основных категорий: [5]
- предвзятые представления
- ненаучные убеждения
- концептуальные недоразумения
- народные заблуждения
- фактические заблуждения
Предвзятые представления подразумевают представление о концепции только одним способом. Особенно тепло, гравитация и энергия. Когда человек знает, как что-то работает, ему трудно представить, чтобы это работало по-другому. Ненаучные убеждения — это убеждения, полученные вне научных доказательств. Например, убеждения об истории мира, основанные на Библии. Концептуальные недопонимания — это представления о том, что, по мнению человека, он понимает, исходя из своего личного опыта или того, что он, возможно, слышал. Человек не полностью уловил эту концепцию и не понял ее. Народные заблуждения возникают, когда одно слово имеет два совершенно разных значения, особенно в отношении науки и повседневной жизни. Фактические заблуждения — это идеи или убеждения, которые усваиваются в молодом возрасте, но на самом деле неверны.
Хотя большинство заблуждений учащихся остаются незамеченными, предпринимаются неофициальные усилия по выявлению ошибок и заблуждений, присутствующих в учебниках. [6]
Выявление заблуждений учащихся
[ редактировать ]В контексте сократического обучения заблуждения учащихся выявляются и устраняются посредством вопросов и выслушивания. использовался ряд стратегий Чтобы понять, о чем думают учащиеся до или в ответ на обучение, . Эти стратегии включают в себя различные формы обратной связи «реального типа», которые могут включать использование цветных карточек или систем электронных опросов (кликеров). [7] Другой подход характеризуется стратегией, известной как обучение «точно в срок» . [8] [9] Здесь студентам задают различные вопросы перед уроком, преподаватель использует эти ответы, чтобы адаптировать свое обучение к предыдущим знаниям и заблуждениям студентов.
Наконец, существует более исследовательско-интенсивный подход, который включает в себя опрос студентов с целью создания элементов, которые составят концептуальный перечень или другие формы диагностических инструментов. [10] Инвентаризация концепций требует интенсивных усилий по проверке. Пожалуй, самым влиятельным из этих концептуальных перечней на сегодняшний день является «Инвентарный перечень концепций сил» (FCI). [11] [12] Инвентаризация понятий может быть особенно полезна при выявлении сложных идей, которые служат препятствием для эффективного обучения. [13] Концептуальные запасы естественного отбора [14] [15] [16] и основы биологии [17] были разработаны.
Хотя не все опубликованные диагностические инструменты были разработаны так тщательно, как некоторые концептуальные перечни, некоторые двухуровневые диагностические инструменты (которые предлагают отвлекающие факторы с множественным выбором, основанные на исследованиях ошибочных представлений, а затем просят учащихся обосновать свой выбор) прошли тщательную разработку. . [18] Выявляя заблуждения учащихся, в первую очередь учителя могут выявить их предубеждения. [19] «Учителя должны знать первоначальные и развивающиеся концепции учащихся. Студентам необходимо, чтобы их первоначальные идеи были доведены до сознательного уровня». [20] Однако способность учителей диагностировать заблуждения необходимо улучшить. Столкнувшись с неправильными представлениями об эволюции, они диагностируют лишь примерно половину этих заблуждений. [21] Таким образом, другой подход к выявлению заблуждений может заключаться в том, что это делают не только учителя, но и сами ученики. С помощью списков распространенных заблуждений и примеров учащиеся могут выявить свои собственные заблуждения и метакогнитивно осознать их. [22]
Устранение заблуждений учащихся
[ редактировать ]Ряд данных свидетельствует о том, что признание и пересмотр заблуждений учащихся предполагает активное, а не пассивное участие в изучении материала. Распространенный подход к обучению предполагает метапознание, то есть побуждает учащихся задуматься о своих размышлениях о конкретной проблеме. Частично этот подход требует от учащихся вербализации, защиты и переформулирования своего понимания. Признавая реалии современного класса, был введен ряд вариаций. К ним относятся коллегиальное обучение Эрика Мазура , а также различные учебные пособия по физике. [23] Используя метакогнитивный подход, исследователи также обнаружили, что предоставление учащимся метакогнитивного осознания своих собственных интуитивных концепций посредством самооценки и поддержка их в саморегуляции своих интуитивных концепций в научных контекстах улучшает концептуальное понимание студентов. [24] Научное исследование — это еще один метод, который предоставляет учащимся возможность активного участия и включает в себя метапознание и критическое мышление.
Успех учебной деятельности, основанной на запросах, зависит от глубокого фундамента фактических знаний. Затем учащиеся используют наблюдение, воображение и рассуждения о научных явлениях, которые они изучают, чтобы организовать знания в концептуальных рамках. [25] [26] Учитель следит за изменением концепций учащихся посредством формативного оценивания по ходу обучения. Начальная исследовательская деятельность должна развиваться от простых конкретных примеров к более абстрактным. [26] По мере того, как учащиеся продвигаются в исследовании, им следует предоставить возможность генерировать, задавать и обсуждать сложные вопросы. По мнению Магнуссона и Палинксана, [27] Учителя должны разрешить несколько циклов исследования, во время которых учащиеся могут задавать одни и те же вопросы по мере того, как их понимание концепции становится более зрелым. С помощью стратегий, которые применяют формирующую оценку обучения учащихся и соответствующим образом корректируют его, учителя могут помочь изменить научные заблуждения. Исследования показали, что преподаватели естественных наук имеют широкий арсенал средств для борьбы с заблуждениями и сообщают о различных способах реагирования на альтернативные концепции учащихся, например, пытаясь вызвать когнитивный конфликт, используя аналогии, требуя разработки концепции, ссылаясь на конкретные недостатки в рассуждения или предложения параллели между концепцией учащегося и исторической теорией. Однако примерно половина преподавателей не обращают внимания на заблуждения учащихся, а соглашаются с ними, отвечают научно неверно или сами формулируют правильное научное объяснение, не обращаясь к конкретной концепции ученика. [28]
См. также
[ редактировать ]- Список распространенных заблуждений - Распространенные заблуждения, в том числе научные.
- Замененные теории в науке
- Список ошибок - Список ошибочных типов аргументов
- Wiley Bad Science Серия книг :
- Badastronomy.com Блог
Сноски
[ редактировать ]- ^ Табер, К.С. (2011). Конструктивизм как теория образования: случайность в обучении и оптимально управляемое обучение. В Дж. Хассасха (ред.), Теория образования (стр. 39–61). Нью-Йорк: Нова. Из https://camtools.cam.ac.uk/wiki/eclipse/Constructivism.html .
- ^ Клемент, Джон (1 января 1982 г.). «Предубеждения студентов по вводной механике» (PDF) . Американский журнал физики . 50 (1): 66–71. дои : 10.1119/1.12989 .
- ^ Альтран С; Норензаян А (2004). «Эволюционный ландшафт религии: контринтуиция, приверженность, сострадание, общение». Поведенческие и мозговые науки . 27 (6): 713–30. CiteSeerX 10.1.1.687.8586 . дои : 10.1017/S0140525X04000172 . ПМИД 16035401 . S2CID 1177255 .
- ^ Табер, К.С. (2009). Прогрессивное научное образование: построение программы научных исследований с условным характером изучения науки. Дордрехт: Спрингер.
- ^ Дэвис, Барбара (1997). Преподавание естественных наук пересмотрено . Комитет по высшему научному образованию. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий . https://www.nap.edu/read/5287/chapter/5
- ^ Например, ресурсы включают Плохая наука» веб-страницу Алистера Фрейзера « , веб-сайт «Концепции студентов и учителей и научное образование» (STCSE) (2009 г.) и книгу « Химические заблуждения: профилактика, диагностика и лечение» (2002 г.).
- ^ Мартин М (2007). «Кликеры на уроке: активный подход к обучению» . Ежеквартальный журнал Educause . 30 (2).
- ^ «www.jitt.org» . jittdl.физика.iupui.edu . Проверено 15 августа 2018 г.
- ^ Розицкий В (1999). «Обучение точно в срок» . J Университет Индианы. Исследовательская и творческая деятельность . XXII (1): 8.
- ^ Табер, К.С. (2002) Химические заблуждения - профилактика, диагностика и лечение, Лондон: Королевское химическое общество.
- ^ Гестенес Д; Уэллс М; Свакхамер Дж. (1992). «Инвентаризация концепций сил» . Учитель физики . 30 (3): 141–58. Бибкод : 1992PhTea..30..141H . дои : 10.1119/1.2343497 . S2CID 12311835 .
- ^ Хестенес Д. (1998). «Кому нужны исследования в области физического образования» . Я Дж. Физ . 66 (6): 465–7. Бибкод : 1998AmJPh..66..465H . дои : 10.1119/1.18898 .
- ^ Гарвин-Доксас К; Климковский М.В. (2008). «Понимание случайности и ее влияния на обучение учащихся: уроки, извлеченные из создания инвентаря концепций биологии (BCI)» . CBE: Образование в области наук о жизни . 7 (2): 227–33. дои : 10.1187/cbe.07-08-0063 . ПМК 2424310 . ПМИД 18519614 .
- ^ Нем Р., Шонфельд И.С. (2008). «Измерение знаний о естественном отборе: сравнение CINS, инструмента открытого ответа и устного интервью» (PDF) . Журнал исследований в области преподавания естественных наук . 45 (10): 1131–1160. Бибкод : 2008JRScT..45.1131N . дои : 10.1002/tea.20251 . Архивировано из оригинала (PDF) 17 мая 2011 года.
- ^ Нем Р., Шонфельд И.С. (2010). «Будущее измерения знаний о естественном отборе: ответ Андерсону и др. (2010)» (PDF) . Журнал исследований в области преподавания естественных наук . 47 : 358–362. Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2011 года.
- ^ Андерсон Д.Л.; Фишер К.М.; Норман Дж.Дж. (2002). «Разработка и оценка концептуального инвентаря естественного отбора» . Преподавание J Res Sci . 39 (10): 952–78. Бибкод : 2002JRScT..39..952A . CiteSeerX 10.1.1.1010.5115 . дои : 10.1002/tea.10053 . Архивировано из оригинала 5 января 2013 года.
- ^ «Домашняя страница проекта биограмотности» . bioliteracy.net . Проверено 15 августа 2018 г.
- ^ «Проект ЗАТМЕНИЕ» . camtools.cam.ac.uk . Проверено 15 августа 2018 г.
- ^ Фукс, Т.Т., и Арсено, М. (2017). Использование тестовых данных для выявления заблуждений в средней науке. Обзор школьной науки 364 (98) 31-36.
- ^ Минстрелл, Дж. и Круас, П. (2005) Управляемое исследование в классе естественных наук. Как учатся студенты: история, математика и естествознание в классе. (478)
- ^ Хартельт Т.; Мартенс Х.; Минкли Н. (2022). «Способность учителей диагностировать и иметь дело с альтернативными студенческими концепциями эволюции» . Научное образование . 106 (3): 706–738. дои : 10.1002/sce.21705 . S2CID 246591337 .
- ^ Хартелт, Т. и Мартенс, Х. (2024). Влияние самооценки и условных метаконцептуальных знаний на саморегуляцию у студентов интуитивных и научных представлений об эволюции. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 61 (5), 1134–1180. https://doi.org/10.1002/tea.21938
- ^ Например: «Уроки вводной физики» . Группа физического образования, Вашингтонский университет . Проверено 23 апреля 2020 г.
- ^ Хартелт, Т. и Мартенс, Х. (2024). Влияние самооценки и условных метаконцептуальных знаний на саморегуляцию у студентов интуитивных и научных представлений об эволюции. Журнал исследований в области преподавания естественных наук, 61 (5), 1134–1180. https://doi.org/10.1002/tea.21938
- ^ Брансфорд, Дж.Д., Браун, А.Л., и Кокинг, Р.Р. (2000). Как люди учатся: Мозг, разум, опыт и школа . (Расширенная ред., PDF ). Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии, ISBN 0309070368 .
- ^ Перейти обратно: а б Брансфорд, JD и Донован, MS (редакторы). (2005). «Научные исследования и как люди учатся». Как учатся студенты: история, математика и естествознание в классе. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.
- ^ Магнуссон, С.Дж. и Палинсар, А.С. (редакторы). (2005). «Обучение, способствующее развитию научных знаний и рассуждений о свете на уровне начальной школы». Как учатся студенты: история, математика и естествознание в классе. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий.
- ^ Хартельт Т.; Мартенс Х.; Минкли Н. (2022). «Способность учителей диагностировать и иметь дело с альтернативными студенческими концепциями эволюции» . Научное образование . 106 (3): 706–738. дои : 10.1002/sce.21705 . S2CID 246591337 .
Ссылки
[ редактировать ]- Баркер, В. 2004. За пределами видимости: заблуждения студентов об основных химических идеях . 2-е издание (по состоянию на 9 сентября 2008 г.)
- Чарльз, ES и ST д'Аполлония. 2003. Системный подход к образованию. Отчет ПЕРЕА.
- Хейк Р.Р. (1998). «Интерактивное взаимодействие по сравнению с традиционными методами: опрос шести тысяч студентов по данным механических испытаний для вводных курсов физики» . Я Дж. Физ . 66 (1): 64–74. Бибкод : 1998AmJPh..66...64H . дои : 10.1119/1.18809 .
- Кребс, Роберт Э. (1999). Научное развитие и заблуждения на протяжении веков: справочное руководство . Вестпорт, Коннектикут: Greenwood Press. ISBN 978-0-313-30226-8 .
- Мортон Дж. П.; Доран Д.А.; Макларен Д.П. (июнь 2008 г.). «Распространенные заблуждения студентов в области физиологии и биохимии упражнений». Adv Physiol Educ . 32 (2): 142–6. дои : 10.1152/advan.00095.2007 . ПМИД 18539853 . S2CID 8066357 .
- Вишер ПМ; Хилл РГ; Рэй Н.Р. (апрель 2008 г.). «Наследственность в эпоху геномики - концепции и заблуждения». Обзоры природы Генетика . 9 (4): 255–66. дои : 10.1038/nrg2322 . ПМИД 18319743 . S2CID 690431 .
- Как учатся студенты . 2005. Отчет Национальной академии наук.
- Фукс Т.Т. и Арсено М. (2017). Использование тестовых данных для выявления заблуждений в средней науке. Обзор школьной науки 364 (98) 31-36.