[論文レビュー] Views from students and professors in a nonmajor introductory physics course: What is interdisciplinarity?

Ian Descamps, Thomas Moore+1 more|arXiv (Cornell University)|May 11, 2020

Interdisciplinary Research and Collaboration参考文献 19被引用数 8

ひとこと要約

本研究は、ポンオナ・カレッジにおける非専門向け入門物理学課程において、学生、物理学専任教職員、および非物理学専任教職員のインタビューを通じて、学際的関連性の役割を調査している。研究結果から、ステークホルダーは概ね学際的関連性の重要性に合意しているが、物理学専任教職員は核心的な物理学的概念を強調する一方、非物理学専任教職員は分野固有の応用を強調しており、非専門学部生の物理学教育に関して、異なるが補完的な視点が明らかになった。

ABSTRACT

While students and nonphysics professors expressed desires for the presence of interdisciplinary applications and connections in general college physics, physics professors identified potential risks involved in implementing such interdisciplinarity.

研究の動機と目的

• 非専門向け入門物理学課程における物理学の役割を、学生、物理学専任教職員、非物理学専任教職員がどのように捉えているかを理解すること。
• これらの3つのステークホルダーグループ間での学習目標の整合性と相違点を検討すること。
• 非専門学部生向けの物理学教育において、学際的関連性がどのように概念化され、価値付けられているかを調査すること。
• 非専門学部の科学分野の学生にとって最も意味のある、真の物理学的コンテンツと包括的な学習目標を特定すること。
• 非専門分野の視点と物理学専任教職員の視点を統合することで、学際的整合性を高めるための、ステークホルダーに裏付けられたカリキュラム設計を支援すること。

提案手法

• 地図の多様な分野に属する14名の学生、6名の物理学専任教職員、10名の非物理学専任教職員に対して、半構造化された音声録音インタビューを実施した。
• 全インタビューを文字起こし、学際的関連性および学習目標に関連する顕在的テーマを特定するため、質的主題分析を適用した。
• ステークホルダーの見解を比較する枠組みを用い、学際的関連性の説明における相違点に焦点を当てた。
• インタビュー設計をガイドするため、ステークホルダーの意見や文書化された学生の思考を含む、先行するカリキュラム変革モデルの知見を応用した。
• 地質学、環境分析、化学などの分野における学生の主たる学術的目標を支援する物理学の役割に焦点を当てた。
• 教育研究に裏打ちされた混合研究手法を採用し、研究に基づくカリキュラム変革のための確立されたフレームワークを活用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 学生、物理学専任教職員、非物理学専任教職員は、非専門向け入門物理学課程の目標においてどの程度一致しているか？
• RQ2 非物理学専任教職員の視点は、物理学専任教職員の視点と比較して、各自の分野における物理学の役割に関してどのように異なるか？
• RQ3 これらのステークホルダーグループ間で、学際的関連性はどのように異なる形で説明され、価値付けられているか？
• RQ4 非専門学部の科学分野の学生およびその指導教員が、特にどの物理学的コンテンツと包括的な学習目標を最も関連性があると感じているか？
• RQ5 ステークホルダーに裏付けられたカリキュラム設計を通じて、物理学教育を非専門学部生のニーズにどのようによりよく適合させられるか？

主な発見

• ステークホルダーは概ね学際的関連性の重要性に合意しているが、それぞれ異なる分野的視点を通じてそれを説明している。
• 物理学専任教職員は、エネルギー、力、システム的思考といった基礎的物理学的概念を、真の物理学的学習の中心と強調している。
• 非物理学専任教職員は、環境科学における流体動力学や地質学における熱力学といった、自らの分野固有の物理学の応用を優先している。
• 学生は、定量的推論と結びついた現実世界の現象を理解するための実用的価値として物理学を重視している。
• 説明の仕方には相違があるが、すべてのステークホルダーグループが、物理学が学際的整合性と、暗記された内容を超えた科学的リテラシーの支援に寄与すべきだと合意している。
• 本研究は、学生の関与と関連性を高めるための意味のある学際的つながりを特定するために、非物理学専任教職員の視点が不可欠であることを明らかにした。