Use of Representations in Reasoning and Problem Solving: Analysis and Improvement (Penggunaan Representasi dalam Penalaran dan Pemecahan Masalah: Analisis dan Peningkatan)
Buku ini pertama kali diterbitkan pada tahun 2010 Oleh Routledge Taylor & Ftancis Group, London.
Judul: Use of Representations in Reasoning and Problem Solving: Analysis and Improvement (Penggunaan Representasi dalam Penalaran dan Pemecahan Masalah: Analisis dan Peningkatan)
Oleh: Lieven Verschaffel, etal(Editor)
Penerbit: Routledge Taylor & Ftancis Group, London
Tahun: 2010
Jumlah Halaman: 271 hal.
Pengarang:
-
Lingkup Pembahasan:
Sejalan dengan tujuan ganda ini, Bagian 1 buku ini membahas analisis proses psikologis yang terlibat dalam bekerja secara (eksternal) representasi penalaran dan pemecahan masalah, dan Bagian 2 pengembangan alat representasi eksternal dan lingkungan belajar yang ditujukan untuk peningkatan penalaran dan proses pemecahan masalah.
Buku ini bersumber dari hasil lokakarya internasional yang diselenggarakan di Leuven September 9-12, 2008, yang diselenggarakan oleh jaringan ilmiah internasional 'Merangsang berpikir kritis dan fleksibel ', yang disponsori oleh Yayasan Penelitian - Flanders.
Bagian 1 dimulai dengan Bab 1 yang ditulis oleh Schnotz et al. menganalisis interaksi representasi eksternal dan internal dalam berpikir kreatif dan pemecahan masalah dari perspektif semiotika dan psikologi kognitif, menggunakan contoh-contoh dari ilmu pengetahuan dan pendidikan matematika. Berpikir kreatif dan pemecahan masalah yang dianalisis dari perspektif psikologi Gestalt dan psikologi informasi pengolahan, menekankan peran struktur dan prosedur. Bab ini mengemukakan perbedaan antara dua jenis dasar representasi, yaitu deskriptif dan depictive, yang berbeda di kedua kekuasaan representasional dan inferensial. Analisis mereka dari penggunaan representasi dalam konteks ilmu pengetahuan dan pendidikan matematika menunjukkan bahwa interaksi yang erat antara deskriptif dan depictive representasi yang diperlukan untuk membuat penggunaan terbaik dari kedua jenis representasi untuk berpikir sukses dan pemecahan masalah.
Bab 2, Vosniadou berpendapat bahwa penelitian tentang pemahaman teks dan gambar telah gagal untuk mempertimbangkan perbedaan penting antara gambar yang perseptual penggambaran berdasarkan, di satu sisi, dan orang-orang yang mewakili model konseptual, di sisi lain. Dia membahas perbedaan antara kedua jenis representasi eksternal dan menyajikan beberapa kesulitan siswa ketika dihadapkan dengan model konseptual. Kesulitan-kesulitan ini muncul, karena memahami model konseptual adalah interpretif proses yang dapat terhambat oleh kurangnya domain esensial pengetahuan tertentu dan keyakinan epistemik realistis siswa. Bab ini diakhiri dengan beberapa rekomendasi tentang bagaimana gambar yang mewakili model konseptual dapat membantu dalam pengajaran sains dan matematika.
Bab 3 oleh Mason dan Arias membahas peran representasi eksternal dalam penalaran dengan memeriksa pengolahan epistemic teks dan gambar tentang topik biologi yang disajikan pada beberapa halaman Internet. Berdasarkan pengukuran objektif perhatian visual melalui mata-fiksasi, penelitian mereka mengungkapkan bukti tidak langsung pengolahan epistemic, yaitu pengolahan yang membutuhkan memperhitungkan sumber, kehandalan, dan akurasi isi informasi.
Mahasiswa Universitas diminta untuk membaca empat halaman web yang berbeda di authoritativeness,
yang menyediakan berbagai jenis informasi. Temuan menunjukkan bahwa peserta dialokasikan jumlah yang berbeda dari perhatian visual untuk teks yang berbeda dan gambar, di dalam dan di halaman web, menurut kredibilitas sumber. Selain itu, perbedaan individu siswa mengenai pengetahuan sebelumnya, epistemic keyakinan, dan penalaran argumentatif bermain sampai batas tertentu dalam peran epistemic pengolahan.
Bab 4, Acevedo Nistal et al. melaporkan sebuah studi di mana mereka memeriksa kemampuan siswa untuk membuat pilihan representasional adaptif atau fleksibel sementara memecahkan masalah fungsi-linear. Dua kelas sekolah menengah menyelesaikan masalah di bawah kondisi pilihan, di mana mereka bisa memilih meja, grafik, atau formula untuk memecahkan setiap masalah, dan tiga kondisi no-pilihan mana representasi yang telah ditentukan (masing-masing meja, grafik, atau rumus) telah digunakan. Data mengenai efisiensi representasional (diekstraksi dari kondisi no-pilihan) dan frekuensi pilihan representasional (diekstraksi dari kondisi pilihan) dianalisis. Fleksibilitas representasional Mahasiswa dinilai menggunakan dua konsep fleksibilitas. Dalam pilihan konseptualisasi berbasis murni-tugas dianggap fleksibel jika mereka memperhitungkan hanya karakteristik tugas. Dalam tugas × konseptualisasi siswa, karakteristik siswa juga dibawa ke dalam persamaan. Hasil yang diperoleh dari dua pendekatan dibandingkan.
Bab 5 oleh Greer, De Bock, dan Van Dooren membahas peran (eksternal) representasi dalam bukti matematis menggunakan 'masalah Isis' sebagai kasus pusat. Masalah Isis bertanya: 'Cari yang persegi panjang dengan panjang sisi integral (dalam beberapa satuan) memiliki luas dan keliling (numerik) sama, dan membuktikan hasilnya. " Masalahnya adalah penting untuk berbagai bukti yang tersedia (empiris membumi, aljabar, geometri) dan representasi terkait; Selain itu, ia menyediakan alat bukti untuk menyelidiki ide-ide siswa. Pertama, penulis menetapkan berbagai pendekatan yang mengarah ke bukti, menunjukkan bagaimana bukti bisa mengandalkan pada representasi matematika yang berbeda secara substansial, masing-masing memiliki affordances nya berbeda-beda menjelaskan aspek-aspek tertentu dari situasi matematika. Mereka juga berpendapat bahwa terlibat dalam membuat transisi dari satu representasi yang lain, dan menghubungkan berbagai representasi dapat memberikan wawasan lebih. Pada bagian kedua dari bab ini, mereka mendiskusikan sebuah studi dengan sembilan guru Amerika dan 39 guru masa depan matematika Flemish yang pertama kali berusaha untuk memecahkan
masalah, kemudian belajar lima bukti yang diberikan dan dikomentari mereka. Hasil menyoroti preferensi siswa lebih matematis canggih untuk aljabar terbukti lebih empiris membumi dan visual (geometris).
Bab 6, Schneider, Rode, dan Stern mengatasi ketersediaan dan aktivasi strategi diagram untuk belajar dari teks di sekolah menengah siswa. Titik awal penulis adalah bahwa diagram adalah alat yang kuat untuk belajar dan penalaran, dan bahwa orang sering tidak menggunakan diagram bahkan
dalam situasi di mana mereka akan sangat membantu. Dalam dua eksperimen mereka menyelidiki apakah alasan untuk ini adalah baik, kurangnya ketersediaan atau kurangnya aktivasi strategi representasi diagram. Sekelompok ketujuh kelas dan kelas sembilan membaca teks yang dapat diringkas oleh diagram serta dengan kata kunci. Siswa diminta untuk mencatat catatan. Kondisi percobaan berbeda mengenai apakah instruksi untuk mencatat menjelaskan strategi diagram atau apakah mereka secara eksplisit meminta penggunaannya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa baik ketersediaan maupun aktivasi berkembang dengan baik pada siswa.
Instruksi yang ditujukan untuk meningkatkan ketersediaan atau aktivasi menyebabkan meningkatnya
Penggunaan diagram, menghafal lebih baik dari fakta, dan kesimpulan yang lebih baik. Spontan
penggunaan diagram ditingkatkan dengan tingkat kelas, tapi masih tetap cukup bahkan di kelas sembilan. Para penulis berpendapat bahwa instruksi harus mendorong siswa untuk menggunakan diagram berdasarkan keunggulan spesifik mereka.
Bagian 2 dimulai dengan Bab 7 oleh Jaakkola, Nurmi, dan Lehtinen yang diselidiki, dengan menggunakan data video, penggunaan simultan dari simulasi komputer dan sirkuit listrik nyata (lingkungan hybrid). Pertanyaan utama mengapa penggunaan simultan dalam lingkungan hybrid mempromosikan siswa pemahaman konseptual sirkuit listrik lebih efektif daripada penggunaan simulasi saja. Siswa sekolah dasar belajar tentang rangkaian listrik di simulasi sendiri atau kondisi hybrid. Tidak ada perbedaan yang ditemukan dalam jumlah konflik kognitif dan self-penjelasan antara dua kondisi.
Namun, transkrip data video dari lingkungan hybrid menyarankan bahwa encoding analogis dari dua sumber informasi dapat meningkatkan skema abstraksi dan memperdalam pemahaman konseptual siswa sirkuit listrik. Bab ini menyimpulkan bahwa, secara keseluruhan, tampaknya bermanfaat untuk mencoba untuk mempromosikan siswa tentang pemahaman konseptual sirkuit listrik di dasar awal
tingkat sekolah, karena mereka belum memiliki kesalahpahaman berakar yang bisa menghambat proses belajar mengajar.
Gerjets et al. tersedia dalam Bab 8 gambaran dari empat studi yang membandingkan visualisasi statis dan dinamis dalam konteks domain biologis ikan gerak. Tujuan pembelajaran yang berbeda dibahas dalam studi ini terdiri dari: (1) memahami prinsip-prinsip fisika yang mendasari gerak ikan, (2)
mengelompokkan pola gerak ikan yang berbeda, dan (3) mengidentifikasi ikan yang berbeda
jenis berdasarkan fitur statis dan dinamis penting. Hasil menunjukkan bahwa untuk ketiga tujuan pembelajaran visualisasi dinamis yang unggul daripada yang statis. Temuan ini diperoleh dalam pengaturan laboratorium serta dalam yang sangat skenario pembelajaran terletak dari menggunakan ponsel selama perjalanan snorkeling. Para penulis menyimpulkan bahwa hasil mereka jelas menghasilkan rekomendasi menggunakan visualisasi pembelajaran dinamis, bukan yang statis untuk mendukung pemahaman fenomena dinamis yang kompleks dalam ilmu alam.
Bab 9, berdasarkan Kolloff, Eysink, dan de Jong, laporan dua studi di mana efek representasi eksternal pada kombinatorik belajar dan teori probabilitas dalam lingkungan pembelajaran berbasis penyelidikan diselidiki. Dalam studi pertama, efek dari lima format representasi yang digunakan untuk menyajikan domain kepada siswa dibandingkan: Pohon diagram, Aritmatika, Teks, Teks + Aritmatika, atau Pohon diagram + aritmatika. Temuan utama adalah bahwa siswa dalam kondisi Arithmetic Text + diperoleh hasil belajar yang terbaik.
Diagram pohon ditemukan negatif mempengaruhi belajar dan meningkatkan kognitif beban. Studi kedua meneliti efek dari menyediakan alat-alat pendukung siswa bisa menggunakan untuk membangun representasi domain. Tiga format seperti alat (konseptual, ilmu hitung, atau tekstual) dibandingkan, baik dalam individu dan pengaturan pembelajaran kolaboratif. Kecenderungan Format dipengaruhi siswa
menggunakan alat, dengan representasi ilmu hitung yang paling populer di kalangan siswa. Selain itu, para siswa kolaboratif diperoleh pembelajaran yang lebih baik hasil, tetapi jika individu digunakan mendukung, hasil belajar mereka setara mereka berkolaborasi siswa.
Bab 10, Gravemeijer, Doorman, dan Drijvers berpendapat bahwa bermasalah karakter representasi simbolik dalam pendidikan matematika terkait dengan apa yang disebut 'sifat ganda matematika' - yang prosedural juga sebagai struktural. Secara historis, konsepsi prosedural mendahului konsepsi struktural, sedangkan matematika pendidikan sering dimulai pada tingkat struktural, menggunakan representasi konkret untuk memperkenalkan mereka konsep struktural. Menurut penulis, hal ini menimbulkan masalah karena representasi ini berasal mereka yang berarti dari konsepsi struktural bahwa siswa masih harus tepat.
Dalam alternatif mereka mengusulkan, proses belajar bottom-up di mana simbol-simbol dan berarti co-berevolusi yang dipupuk. Mereka menguraikan pendekatan seperti itu dikenal sebagai 'model muncul desain instruksional heuristik' - untuk topik fungsi aljabar. Sebuah sketsa singkat percobaan mengajar pada aljabar awal memaparkan alternatif ini dan menunjukkan bahwa teknologi informasi dapat benar-benar mendukung transisi dari prosedural untuk konsepsi struktural fungsi.
Bab 11, Vamvakousis ulasan serangkaian studi menyelidiki sekunder pemahaman siswa terhadap kepadatan angka, dan mencoba untuk membawa gagasan ini dalam genggaman siswa. Dia menyajikan bukti empiris menunjukkan dampak buruk dari beberapa representasi simbolis rasional angka, serta terbatas, kadang-kadang merugikan, efek garis bilangan, pada penilaian siswa pada jumlah angka dalam interval. Vamvakousis berpendapat bahwa kesulitan siswa dengan gagasan kepadatan berhubungan dengan yang lebih umum masalah perubahan konseptual dalam pengembangan konsep angka.
Pemetaan lintas domain antara jumlah dan garis diusulkan sebagai mekanisme yang dapat memfasilitasi restrukturisasi konsep nomor siswa. ini Klaim ini didukung oleh bukti empiris menunjukkan bahwa garis bilangan, representasi analogi didasarkan pada 'nomor poin', dapat memfasilitasi siswa pemahaman kepadatan jika sengaja digunakan dalam instruksi.
Selanjutnya, Wetzel, Kester, dan van Merriënboer menguraikan kerangka teori memberikan wawasan ke dalam penggunaan representasi eksternal rendah kecanggihan selama aktivasi pengetahuan sebelumnya dalam domain ilmu pengetahuan.
Kerangka kerja ini membedakan representasi yang cepat (yaitu, memulai) sebelum aktivasi pengetahuan dari representasi yang memperkuat (yaitu, memfasilitasi) proses aktivasi. Anjuran yang terdiri dari representasi bergambar (misalnya, gambar, animasi) dianggap sebagai lebih cocok dari representasi lisan untuk mengaktifkan model struktural dan kausal penting bagi ilmu pengetahuan belajar. Selain itu, representasi eksternal dapat memperkuat aktivasi proses. Ada batas untuk jumlah informasi yang dapat
diaktifkan secara bersamaan karena memori kerja manusia 'terbatas kapasitas. Representasi yang dibangun sendiri (misalnya, pencatatan) mungkin offload memori kerja saat mengaktifkan pengetahuan sebelumnya. Hal ini berpendapat bahwa kekuatan mendorong dan memperkuat efek dari representasi eksternal selama pengetahuan aktivasi dimediasi oleh tingkat pelajar dari sebelumnya pengetahuan. Sebuah studi empiris yang memberikan dukungan untuk kerangka adalah dilaporkan.
Bab terakhir membahas visualisasi argumentasi sebagai shared aktivitas. Erkens, Janssen, dan Kirschner ini titik awal adalah bahwa penggunaan argumentasi peta dalam pembelajaran kolaboratif yang didukung komputer tidak selalu memberikan para siswa dengan dukungan yang ditujukan untuk kolaborasi mereka. mereka membandingkan dua peta argumentasi dari dua proyek penelitian, baik dimaksudkan untuk mendukung penulisan kolaboratif esai argumentatif berdasarkan eksternal sumber. Dalam COSAR-proyek, siswa bisa menggunakan Diagram-alat untuk menentukan posisi, pro-argumen, con-argumen, mendukung, refutations dan kesimpulan dalam format grafis gratis untuk menulis esai studi sosial. Alat ini sangat dihargai oleh siswa dan guru, tetapi tidak menghasilkan esai yang lebih baik. dalam Crucible-proyek, Debat-alat memungkinkan siswa untuk melakukan hal yang sama tapi dalam format grafis terstruktur, dimaksudkan untuk memvisualisasikan kekuatan argumentatif posisi. Hal ini mengakibatkan esai sejarah yang lebih baik. Perbedaan representasional bimbingan antara alat-alat mungkin menjelaskan efek yang berbeda, dengan Debat-alat merangsang siswa untuk menghadiri pembenaran posisi dan kekuatan mereka. Implikasi untuk penelitian dan pengajaran dibahas di akhir bab.
Daftar Isi
List of contributors viii
Use of representations in reasoning and problem solving: an overview 1
LIEVEN VERSCHAFFEL, ERIK DE CORTE, TON DE JONG, AND JAN ELEN
PART I
Theoretical and empirical analyses of psychological processes in thinking and learning with
representations 9
1 Creative thinking and problem solving with depictive and descriptive representations 11
WOLFGANG SCHNOTZ, CHRISTIANE BAADTE, ANDREAS MÜLLER, AND RENATE
RASCH
2 Instructional considerations in the use of external representations: the distinction between perceptually
based depictions and pictures that represent conceptual models 36
STELLA VOSNIADOU
3 Critical thinking about biology during web page reading: tracking students’ evaluation of sources and
information through eye fixations 55
LUCIA MASON AND NICOLA ARIASI
4 Representational flexibility in linear-function problems: a choice/no-choice study 74
ANA ACEVEDO NISTAL, WIM VAN DOOREN, GERALDINE CLAREBOUT, JAN ELEN,
AND LIEVEN VERSCHAFFEL
5 Representations and proof: the case of the Isis problem 94
BRIAN GREER, DIRK DE BOCK, AND WIM VAN DOOREN
6 Secondary school students’ availability and activation of diagrammatic strategies for learning from
texts 112
MICHAEL SCHNEIDER, CATRIN RODE, AND ELSBETH STERN
PART II
Development of representational tools and evaluation of their effects on student learning 131
7 Conceptual change in learning electricity: using virtual and concrete external representations
simultaneously 133
TOMI JAAKKOLA, SAMI NURMI, AND ERNO LEHTINEN
8 Using static and dynamic visualisations to support the comprehension of complex dynamic phenomena in
the natural sciences 153
PETER GERJETS, BIRGIT IMHOF, TIM KÜHL, VANESSA PFEIFFER, KATHARINA
SCHEITER, AND SVEN GEMBALLA
9 The role of external representations in learning combinatorics and probability theory 169
BAS KOLLOFFEL, TESSA H. S. EYSINK, AND TON DE JONG
10 Symbolising and the development of meaning in computer-supported algebra education 191
KOENO GRAVEMEIJER, MICHIEL DOORMAN, AND PAUL DRIJVERS
11 The ‘numbers are points on the line’ analogy: does it have an instructional value? 209
XENIA VAMVAKOUSSI
12 Use of external representations in science: prompting and reinforcing prior knowledge
activation 225
SANDRA A. J. WETZELS, LIESBETH KESTER, AND JEROEN J. G. VAN MERRIËNBOER
13 Visualisation of argumentation as shared activity 242
GIJSBERT ERKENS, JEROEN JANSSEN, AND PAUL A. KIRSCHNER
Berminat?
Email: zanetapm@gmail.com
0 comments:
Post a Comment