Teaching Density to Middle School Students: Preservice Science Teachers' Content Knowledge and Pedagogical Practices

Abstract

Content knowledge and pedagogical practices are of particular concern to middle school science instructors teaching density. First introduced in elementary grades with the ideas of floating and sinking, density taught in middle school is geared toward understanding through the use of mathematical formulas. Using a lesson-plan study design, the authors identified preservice teachers' content understandings regarding density and how those understandings influenced their teaching practices. The results indicated that, although teacher candidates had developed reasonable, intuitive understandings of density, many experienced difficulty connecting those understandings to the mathematical relationships involved. Therefore, university science educators must carefully examine the levels at which their students understand density so that these future educators have the necessary conceptual knowledge to teach this concept effectively.

Estrategias del alumnado de Educación Secundaria para estimar la densidad

“…Pero el carácter proporcional de ciertos conceptos científicos (temperatura, presión, velocidad...) no se entiende intuitivamente, y estos son interpretados como propiedades extensivas, o dependientes de la cantidad de sistema (Fassoulopoulos, Kariotoglou y Koumaras, 2003). De hecho, al menos en algunos casos, los estudiantes tienden a evitar el razonamiento proporcional a la hora de resolver problemas científicos que, a menudo, les resulta más arduo que la aplicación directa de fór-mulas matemáticas (Dawkins et al, 2008). Nuestros resultados muestran que los alumnos identifican la densidad de los objetos sólidos con el peso percibido (Smith, Snir y Grosslight, 1987), o con su volumen; por tanto, como una propiedad extensiva de la materia.…”

“…La comprensión intuitiva y la basada en conceptos matemáticos se complementan para desarrollar un concepto adecuado de densidad (Maclin et al, 1997). Es decir, las intuiciones sobre densidad pueden involucrar conceptos cuantitativos, aunque no se les dé un tratamiento matemático formal (Dawkins et al, 2008). De hecho, ignorar las conexiones que se establecen entre la comprensión basada en la experiencia que se desarrolla durante la primaria y las relaciones matemáticas, representadas mediante fórmulas que se introducen en la secundaria, puede crear vacíos cognitivos que impidan una adecuada adquisición de conceptos complejos como la densidad (Dawkins et al, 2008).…”

“…Si encuentran experiencias adecuadas, los estudiantes desarrollan ideas intuitivas sobre las propiedades de la materia, como masa, volumen o densidad, incluso antes de la instrucción formal; sin embargo, estas intuiciones raramente se desarrollan en una comprensión científica sofisticada, incluso tras finalizar la secundaria obligatoria (Dawkins et al, 2003;Dawkins et al, 2008). La idea intuitiva más estudiada ha sido, como ya se ha dicho, la identificación de la densidad con el peso (Maclin, Grosslight y Davis, 1997;Smith, 1985;Smith, Snir y Grosslight, 1987).…”

Desarrollo de los conocimientos sobre los estudiantes durante las experiencias en el practicum: el caso de una aspirante a profesora de Física

“…Por ejemplo, se ha comenzado a estudiar las relaciones entre el pck, el conocimiento de la disciplina (Dawkins, Dickerson, Mckinney & Butler, 2008;Kaya, 2009) y el conocimiento pedagógico general (Kaya, 2009) del profesorado de ciencias. También se ha empezado a documentar las formas en que algunos profesores practicantes de ciencias construyen, cambian o adaptan su pck en respuesta a sus experiencias prácticas (Mulholland & Wallace, 2005).…”

Student Understanding of Scale: From Additive to Multiplicative Reasoning in the Constriction of Scale Representation by Ordering Objects in a Number Line

“…(Booth & Siegler, 2006& 2008Dehaene, 2011;Kadosh, Tzelgov, & Henik, 2008;Lamon, 1993;Lesh, Post, & Behr, 1988;Piaget, 1987;Reys, Lindquist, Lambdin, & Smith, 2009;Siegler & Opfer, 2003;Smith & Confrey, 1994;Vergnaud, 1983 (An, 2008;Hart, 1981Hart, & 1988Kamii & Livingston, 1994;Lindquist, 1989;O'Brien & Casey, 1983;Siemon, Breed, & Virgona, 2006;Siemon & Virgona, 2001 (Ben-Chaim et al, 1998;Kim & Bang, 2013;Lesh, Post, & Behr, 1988;Tournaire & Pulos, 1985 (Akatugba & Wallace, 1999;Angell et al, 2008;Beland & Mislevy, 1996;De Lozano & Cardenas, 2002;Guckin & Morrison, 1991;Hines & McMahon, 2005;Lamon, 1993;Prain & Waldrip, 2006). (Bar, 1987;Dawkins et al, 2008;Evans et al, 2008;Kohn, 1993;Smith, 1997;Streefland, 1984;Wagner, 2001). "수학은 쉬운데 과학은 어렵다?"…”