[論文レビュー] The role of context and culture in teaching physics: The implication of disciplinary differences

Edward F. Redish|arXiv (Cornell University)|Jul 20, 2012

Science Education and Pedagogy参考文献 27被引用数 8

ひとこと要約

本稿は、『リソースフレームワーク』—文脈と文化が物理学習に与える影響を『フレーミング』を通じて説明する心理的・社会的モデルを提案する。個々の人は、社会的・文化的なヒントをもとに状況を解釈する。このフレームワークは、物理学と生物学の間の学問的差異が、教育効果に顕著な影響を及ぼすことを示しており、学生の期待と指導設計の認識論的不一致が、文脈依存的な学習成果を生じることを明らかにする。

ABSTRACT

The theme of the World Conference on Physics Education 2012 is "Context, Culture, and Representations." In this talk I present a brief outline of a theoretical framework that allows us to discuss these issues using a model based in psychology and sociology: the resources framework. The framework brings together a model of individual behavior based on brain function with a model of how the behavior of an individual is controlled by the individual's perception of the social context they find themselves in. This control process is the process I refer to as "framing". In the paper I give three experiments that the reader can carry out for themselves that illustrate the basic principles of the framework. I then discuss a number of specific examples showing how framing can have powerful effects leading to context dependence and cultural responses at a variety of levels and grain sizes. One such is the impact of differences between the epistemological stances of physics and biology on the creation of a reformed physics class for biology students.

研究の動機と目的

• 文脈と文化が物理学教育に与える影響を説明する理論的枠組みを構築すること。
• 教育現場における社会的・文化的な認識が、個人の学習行動にどのように影響を与えるかを検討すること。
• 物理学と生物学の間の学問的差異が、教育と学習の成果に与える影響を調査すること。
• フレーミングが物理学の教室における学生の関与度と概念的理解にどのように影響を与えるかを示すこと。
• 文脈依存的な学習を実証する実験的・具体的な例を提供すること。

提案手法

• リソースフレームワークは、脳機能のモデルと社会的認知を統合し、教育的文脈における個人の行動を説明する。
• フレーミングとは、個人が社会的・文化的な規範を認識することで、状況の手がかりを解釈し、それに応じて反応する認知的プロセスであると定義される。
• フレームワークの核心的原則を示すために、3つの自発的実験が提案され、学習における文脈効果に焦点を当てる。
• 本フレームワークは、生物学専攻の学生向けに物理学コースを設計するなどの現実の事例に応用され、認識論的不一致を示す。
• 理論的分析を用いて、文化的・学問的差異が文脈依存的な学習成果を生じる仕組みを探る。
• 本稿は、定性的ケーススタディと概念的モデリングを用いて、物理学教育における表象と認識の役割を分析する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 社会的文脈の認識が、物理学教育における学生の関与度と学習にどのように影響を与えるか？
• RQ2 物理学と生物学の学問的差異が、改革された物理学コースの設計と効果にどのような影響を及えるか？
• RQ3 学習状況のフレーミングが、学生の概念的理解と問題解決アプローチにどのように変化をもたらすか？
• RQ4 文化的および認識論的立場が、学生が物理学指導に反応する方法に果たす役割は何か？
• RQ5 リソースフレームワークを用いて、多様な教育的文脈における学習成果を予測・改善することは可能か？

主な発見

• リソースフレームワークは、個人の認知を社会的認知とフレーミングに結びつけることで、文脈依存的な学習を効果的に説明できる。
• 学生が物理学を学ぶ際の成績は、その科目が文化的・学問的文脈の中でどのようにフレーミングされているかに強く影響を受ける。
• 物理学と生物学の間の認識論的差異は、生物学専攻の学生向けに効果的な物理学コースを設計する上での課題を生じさせる。
• フレーミング効果により、内容が同一であっても、学生の成績と概念的理解に顕著な差が生じる。
• フレームワークは、知識や問題解決に関する文化的期待が、学生が物理学の問題に取り組む方法に影響を与えることを明らかにする。
• 実践的実験により、文脈のわずかな変化が学生の推論と関与度を変えることが示され、教育的設計の重要性が強調される。