påverkan på grundbiologistudenternas prestation, själveffektivitet och metakognition
följande är en nytryck av tidskriftsartikeln ”Concept mapping as a learning strategy: Påverkan på grundbiologistudenternas prestation, själveffektivitet och metakognition”, skriven av Dr.Catherine Martin-Dunlop och ursprungligen publicerad på Research Outreach. Det har licensierats under en Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Text och länkar har reproducerats som de är i originalartikeln. För ytterligare information om författaren och ännu mer forskning, besök den ursprungliga webbplatsen via länken ovan!
konceptmappning är en aktiv inlärningsteknik som innebär att man representerar kopplingar mellan ideer på ett schematiskt sätt. Direktör för Center for Excellence in Teaching and Learning vid Morgan State University, Dr Catherine Martin-Dunlop har genomfört forskning om inlärningsstrategin för att bekräfta om det kan vara nyckeln till att förbättra akademiska prestationer, själveffektivitet och metakognitiva färdigheter hos, särskilt, underrepresenterade studenter som studerar biologi.
den som har studerat vid en högskola eller universitet kommer väl ihåg det traditionella föreläsningsformatet för undervisning. Din professor reciterade ett ämne eller vidarebefordrade en teori till dig bakom en talarstol, ibland åtföljd av bilder eller en PowerPoint-presentation. Du tog frenetiskt anteckningar, försökte fånga alla viktiga punkter och missade oundvikligen mycket av lektionen. Många gånger skulle du gå tillbaka till dina scribblings vid ett senare tillfälle för att upptäcka att du inte kunde förstå vad du hade skrivit ner, eller hur ett faktum relaterat till ämnet alls. På samma sätt kan du ha varit en student som helt enkelt lyssnade i hopp om att en del av informationen skulle sjunka in (och stanna kvar!).
även om dessa mer passiva metoder för lärande passar vissa studenter, blir det alltmer troligt att instruktörer och lärare kommer att använda mer aktiva inlärningstekniker för att hjälpa till att engagera och motivera studenter och i slutändan förbättra akademiska prestationer.
en sådan teknik är ’concept mapping’ , en strategi som utvecklats av Joseph D. Novak och team vid Cornell University på 1970-talet som ett sätt att representera studenternas framväxande vetenskapskunskap. En Konceptkarta är ett schematiskt sätt att representera relationer mellan tankar, ord eller bilder. Nyckeltankar, ord eller bilder är kopplade med pilar med länkande ord som förklarar sambandet mellan två punkter och är ordnade på ett hierarkiskt, flernivåmässigt sätt. Syftet med konceptkartläggning är att utveckla logiskt tänkande och effektiva studiefärdigheter genom att avslöja kopplingarna mellan saker och utmana eleverna att tänka bortom enskilda fakta och tankar för att se den större bilden. Detta aktiva inlärningsverktyg har potential att öka kunskapen om lektioner eftersom eleverna inte längre är passiva mottagare av information; eleverna måste delta med sitt sinne och kropp medan de lär sig. Dessutom, genom att göra en elevs förståelse (eller brist på) tydligt synlig i diagramform, kan instruktörer eller andra klasskamrater ’se’ tänkande och inlärningsprocessen; fel identifieras och korrigeras lätt. Att lägga till delar av kollaborativt lärande till tillvägagångssättet kan ytterligare förbättra metoden; studenter arbetar tillsammans för att debattera och bygga kartorna. Revideringen av konceptkartor kan hjälpa eleverna att behålla information längre, samt förbättra metakognition och själveffektivitet när de övergår till den mer akademiska inlärningsmiljön i ett högre utbildningsinstitut.
” en Konceptkarta är ett schematiskt sätt att representera relationer mellan ideer — det avslöjar vad och hur eleverna tänker…”
trots att föreläsningar visat sig vara en ineffektiv undervisningsmetod, om de används 100 procent av tiden, är det fortfarande den vanligaste undervisningsmetoden inom vetenskapsutbildning runt om i världen. Få universitetslärare får formell utbildning om vilka inlärningsmetoder deras elever sannolikt kommer att hitta mest effektiva, och traditionen med föreläsningen har kvarstått. Denna dogmatism kan mycket väl ha en direkt inverkan på den akademiska prestationen och antalet studenter (särskilt underrepresenterade studentgrupper) som fortsätter till huvudämne inom vetenskap, teknik, teknik och matematik (STEM) ämnen i USA. Forskning vid det största historiskt svarta högskolan / universitetet (HBCU) i delstaten Maryland, Morgan State University, har funnit att 27% av studenterna misslyckades med förstaårsbiologi under läsåret 2015-2016 (den här siffran utesluter de som släppte ut före bedömningen), trots att det är det mest populära huvudämnet i skolan för dator, matematisk och naturvetenskap vid institutionen. Många studenter befanns byta huvudämne till ett icke-STEM-ämne efter det första studieåret och inskrivningen i en eller två introduktionsbiologikurser. Det har tidigare intygats att de första två åren av college är de mest avgörande för retention och rekrytering av STEM majors; det är uppenbart att en större ansträngning måste göras under denna tidsperiod för att engagera eleverna så att inte bara deras lärande och betyg förbättras utan så att de känner sig trygga i sina förmågor och förblir intresserade av STEM-ämnena som erbjuds. Vissa forskare har föreslagit att konceptkartläggning som en undervisnings-och inlärningsteknik kan vara nyckeln till att engagera studenter i grundutbildningsbiologiutbildning, särskilt för att biologi är ett sådant ordförrådsrikt ämne som traditionellt lärs ut genom memorering och rote-inlärningsmetoder.
forskning om konceptkartläggning
Dr Catherine Martin-Dunlop började på Morgan State University (MSU) 2011 som docent i naturvetenskaplig utbildning. År 2017 blev hon grundande chef för Center for Excellence in Teaching and Learning, som främjar bästa praxis inom undervisning och lärande som omfattar mångfald och leder till studentframgång. Nyligen ledde Martin-Dunlop ett treårigt National Science Foundation-finansierat projekt vid MSU, som jämförde en grupp studenter som introducerades till konceptkartläggning i sina klasser (219 studenter) och en kontrollgrupp (175 studenter) som fortsatte med mer traditionella inlärningsmetoder. Den genomsnittliga studentåldern var 20 år; 68% var kvinnor, 28% män och 4% transpersoner. 87% identifierades som Afroamerikansk / Svart. Eleverna valde sin egen instruktör och lektionstid och tilldelades inte någon grupp. Mellan 2016 och 2019 använde fyra biologinstruktörer regelbundet konceptkartläggning i sina klasser för att förbättra elevernas akademiska prestanda, själveffektivitet och metakognitiva färdigheter. Man hoppades också att dessa metakognitiva färdigheter skulle kunna överföras till andra ämnen, vilket ökar elevernas totala akademiska prestationer och retentionsnivåer.
vissa forskare har föreslagit att konceptkartläggning som undervisnings-och inlärningsteknik kan vara en kraftfull strategi för att engagera studenter…
båda studentgrupperna ombads att fylla i ’Self-Efficacy And Learning Survey’ (SEALS) i början och slutet av kursen vilket möjliggör jämförelse inom och mellan grupper. SEALS ber deltagarna att betygsätta sin egen tro på sju saker: akademisk själveffektivitet, utarbetande, organisation, metakognitiv självreglering, metakognitiv lyhördhet, peer learning och kritiskt tänkande. Studenterna intervjuades också om sina studiestrategier för biologi och 100 av konceptkartorna samlades in och poängsattes med hjälp av ett poängblad för att indikera en studerandes skicklighet vid konceptkartläggning och en möjlig korrelation med biologisk kunskap. Förhållandena mellan studenternas slutkursbetyg i båda grupperna och de sju elementen i SEALS jämfördes statistiskt.
efter analys av studieresultaten noterade projektgruppen att även om inlärningsmetoden för konceptkartläggning inte hade statistiskt signifikant inverkan på alla färdigheter relaterade till elevernas metakognition, gjorde peer learning en signifikant förbättring av eftertestet för denna grupp. Dessutom visade konceptmappningsgruppen en signifikant förbättring av metakognitiv självreglering, vilket tyder på att konceptmapparna ställde sig fler frågor, satte mål och kunde uttrycka sig bra när de inte kunde förstå ett koncept jämfört med kontrollgruppen. Citat från studentintervjuer visade att eleverna uppskattade hur konceptkartor hjälpte till att lösa förvirring om vissa knepiga ämnen och hur de avslöjade medstudenternas nya och olika perspektiv. Intressant visade sig studenternas akademiska själveffektivitet i båda grupperna vara lägre vid kursens slut, och det fanns ingen statistiskt signifikant skillnad i studentbetyg mellan grupper.
Transformed Average Item Mean
Mapping metakognition
så varför är det att de förväntade signifikanta förbättringarna i akademisk prestanda, själveffektivitet och metakognition inte framgår av resultaten av detta projekt? Martin-Dunlop och hennes team föreslår att det kan vara ett resultat av den relativt korta längden på varje kurs (15 veckor), en period där förbättringar i metakognition inte kan förväntas visa; eftersom SEALS inte kunde ta upp nyanser av positiva förändringar i metakognition på grund av dess ’tvingade svar’ format; eftersom instruktörer behöver mer utbildning i undervisningsmetoden; eller för att mer läxor och övning av konceptkartläggningen behövdes för att förstärka strategin. För att mer noggrant utvärdera potentialen för konceptkartläggning för att förbättra studentupplevelsen i biologiklassrummet och den positiva inverkan detta kan ha på akademiska resultat och individuell metakognition, bör framtida forskning om tekniken omfatta en längre implementeringsperiod än en termin och göra mycket mer ansträngningar för att instruera lärarna som är involverade i strategin på ett konsekvent sätt. Mer allmänt kan ytterligare forskning om konceptkartläggning och metakognition vara användbar för dem som syftar till att uppmuntra och engagera ett större antal underrepresenterade studenter i STEM-ämnen.
personligt svar
planerar du ytterligare forskningsprojekt om konceptkartläggning som en undervisnings – / inlärningsstrategi, och om ja, vilket format kommer detta att ta och hur kommer det att förbättras jämfört med föregående projekt?
Ja, jag har startat ett uppföljningsprojekt där jag fokuserar på att utbilda instruktörer under både ansikte mot ansikte och online workshops om hur de kan hjälpa eleverna att förbättra sina metakognitiva inlärningsförmåga (eller med andra ord lära eleverna hur man lär sig). Två av de handfulla metakognitiva färdigheterna som erkänns i forskningslitteraturen av neurovetenskapsmän är utarbetande och organisation. Jag tror fortfarande att konceptkartläggning hjälper till med utvecklingen av dessa färdigheter, och jag är förbryllad varför studien inte avslöjade en förbättring (tillsammans med peer learning och metakognitiv självreglering). Så istället för att ha konceptkartläggning som centrum för studien, skulle jag vilja ha metakognition som centrum–och bara använda konceptkartläggning som ett exempel på hur utarbetande och organisation kan förbättras. Detta bör förbättra det tidigare projektet eftersom mer inledande instruktörsutbildning kommer att äga rum för att säkerställa giltigheten av genomförandet. Jag tror nu att det är viktigare för eleverna att utveckla sina metakognitiva färdigheter än det är för dem att utveckla sin konceptkartläggningsförmåga. Goda metakognitiva färdigheter leder till livslångt lärande.