The Effect of a Computerized Simulation on Middle School Students’ Understanding of the Kinetic Molecular Theory

Stern, Luli; Barnea, Nitza; Shauli, Sofia

doi:10.1007/s10956-008-9100-z

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“…El auge de los desarrolladores de programas se vio acompañado por una fuerte intención de evaluarlos frente a otras opciones instruccionales. Se encontraron 36 artículos en esta categoría en revistas distribuidos en AIP Conference Proceedings (2) La revisión permite, como en otras categorías, detectar un núcleo de consenso generalizado entre los autores; las simulaciones computacionales resultan más efectivas como herramienta instruccional que varias de las «tradicionales» (Chang et al, 2008;de Freitas et al, 2006;Finkelstein et al, 2005;Keller et al, 2007;Keller et al, 2006;Podolefsky et al, 2009;Podolefsky et al, 2010;Ronen y Eliahu, 2000;Smetana y Bell, 2012;Stern et al, 2008;Zacharia, 2005;Zacharia, 2007;Zacharia y Anderson, 2003). Más allá de esta concordancia en los resultados de las investigaciones, resulta imprescindible considerar los contextos en que estos se obtuvieron.…”

Section: Impactounclassified

“…Más aun, en la mayoría de los casos resultan efectivas como herramientas instruccionales y destacan diversos beneficios al ser usadas para enseñar (Chang et al, 2008;Keller et al, 2007;Smetana y Bell, 2012;Stern et al, 2000;Bozkurt y Ilik, 2010;Blake y Scalon, 2007;Schulze et al, 2000;Alvarez, 2010;Alzugaray et al, 2014;Andrés et al, 2006;Ríos et al 2011;Sánchez, 2007;Sánchez, 2013a;Sánchez, 2013b;Zacharia y Anderson, 2003). Los resultados muestran que los estudiantes mejoran sus desempeños en test conceptuales suministrados después de ser instruidos mediante simulaciones en tópicos como óptica geométrica (Chang et al, 2008;Chirino, 2015), oscilaciones (Swaak y De Jong, 2001;Barneto y Raya, 2008), circuitos de corriente continua (Keller et al, 2007;Ronen y Eliahu, 2000;Swaak y De Jong, 2001), péndulo y difracción (Blake y Scanlon, 2007), campo electromagnético (Alvarez, 2010;Garcia et al, 2014), ondas mecánicas (Andrés et al, 2006), equilibrio térmico (Clark y Jorde, 2004) y cinemática (Stern et al, 2008). Los programas contribuyen a una realimentación constructiva, lo que ayuda a los estudiantes a identificar y corregir sus concepciones alternativas (Ronen y Eliahu, 2000).…”

Section: Beneficiosunclassified

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Simulaciones computacionales en la enseñanza de la física: una revisión crítica de los últimos años

Velasco

Buteler

2017

ensciencias

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Velasco, J., Buteler, L., (2017). Simulaciones computacionales en la enseñanza de la física: una revisión crítica de los últimos años. Enseñanza de las Ciencias, 35.2, Simulaciones computacionales en la enseñanza de la física: una revisión crítica de los últimos años RESUMEN • Numerosos artículos fueron publicados en el campo de las simulaciones computacionales en los últimos veinte años. Sin embargo, la extensión de esta área y la diversidad de resultados dificultan la iniciación en ella. A pesar de la existencia de algunas revisiones en simulaciones computacionales, no resultan iluminadoras ya que los aspectos metodológicos son excluidos. Con el fin de atender estas necesidades, se realiza una revisión bibliográfica de investigaciones sobre simulaciones computacionales en enseñanza de la física de los últimos diecisiete años. La información se clasificó de acuerdo con categorías según las características de las investigaciones recabadas.. Los resultados muestran una fuerte tendencia de los artículos por analizar el impacto que tiene la utilización de simulaciones en el desempeño de los estudiantes. Se destacan diversos puntos de consenso y disenso en la comunidad para los principales temas en discusión.PALABRAS CLAVE: simulaciones computacionales; TIC; revisión. ABSTRACT • Many articles were published about computational simulations in the last twenty years. However, the extension of the field and the variety of results make it difficult to take up work in this area of research. In spite of some existing reviews about computational simulations, results are dissimilar and they usually focus on outcomes. The strategies and methodologies are often excluded from compilations, which contribute to the confusing scene of this area. In order to meet these needs, this work offers a critical review of the literature of the last 17 years. This review is oriented to give a general view of the actual state of this field and it is focused on the main nucleus of agreement and discussions in the literature, regarding methodological aspects too. A certain tendency was observed from the results: most of articles are characterized for analyzing the impact of using programs to teach. Agreements and points of discussion are exposed.

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Section: Impactounclassified

Section: Beneficiosunclassified

Simulaciones computacionales en la enseñanza de la física: una revisión crítica de los últimos años

Velasco

Buteler

2017

ensciencias

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“…A sua aplicação tem sido mais investigada nos anos terminais do ensino básico, no ensino secundário e no ensino superior em atividades demonstrativas, na resolução de problemas, no apoio a atividades de questionamento, em atividades investigativas, em trabalho individual ou trabalho colaborativo. O ensino centrado no professor, com recurso a SC, pode, em certas condições, fornecer melhor compreensão conceptual do que não utiliza o referido recurso (STERN et al, 2008). A utilização de SC para demonstração da teoria pelo professor parece mais eficaz após a apresentação do tema e sua discussão do que em simultâneo (YAMAMOTO et al, 2001).…”

Section: Quadro Teóricounclassified

Estados físicos da matéria. Simulações computacionais no 5º ano de escolaridade

Araújo

Lopes

Cravino

et al. 2017

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Changes in the physical state of matter may be better understood by students in the 5th grade if students acquire basic notions of corpuscular and kinetic-molecular theory. The early introduction of the concept of particle, its dynamics and the interaction between particles may also reduce the appearance of alternative concepts and facilitate the future understanding of these theories. Although they are abstract concepts and difficult to understand, both by the nature of the particles and by their size, the use of computational simulations may reduce the abstraction necessary to understand such concepts. The goal of this study was to assess the efficacy of different strategies of use of computer simulations, in learning of the changes in the physical state of matter at a microscopic level, on pupils between 9 and 11 years old. The study was carried out in four classes. Two simulations and four ways to integrate them in the curriculum were used. Data was collected on teaching and learning by using specially pre-tests and post-tests. The study allowed to verify which of the strategies of integration of the computational simulations in the curriculum was the most effective. Key-woRds: physiCaL state oF the matter; partiCuLate nature oF matter; Computer simuLations; CurriCuLum integration strategies.Resumen Los cambios en el estado físico de la materia pueden ser mejor entendidos por los estudiantes del 5º. año de estudio, si los estudiantes adquieren nociones básicas de la teoría corpuscular y cinético-molecular. La introducción temprana del concepto de la partícula, su dinámica y la interacción entre partículas también puede reducir la apariencia de las concepciones alternativas y facilitar la comprensión futura de estas teorías. Aunque son conceptos abstractos y difíciles de entender, tanto la naturaleza de las partículas y por su tamaño, el uso de simulaciones por ordenador puede reducir la abstracción necesaria para entender estos conceptos. El objetivo de este estudio fue evaluar la eficacia de diferentes estrategias para el uso de simulaciones por ordenador, en el aprendizaje de los cambios del estado físico de la materia a nivel microscópico, en alumnos de 9 a 11 años. El estudio se realizó en cuatro clases. Se han utilizado dos simulaciones y cuatro maneras de integrarlos en el currículo. Se recogieron datos sobre la enseñanza y el aprendizaje a partir de la realización de un pre-test y un post-test. El estudio mostró cuál de las estrategias de integración de las simulaciones por ordenador en el currículo fue más eficaz. PalabRas clave: estados FísiCos de La materia; naturaLeza CorpusCuLar de La materia; simuLaCiones por ordenador; estrategias de integraCión CurriCuLar.

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“…In most cases simulation conditions showed improved learning outcomes, with effect sizes up to 1.54. With regard to the cognitive domain, use of computer simulations appears to facilitate students' conceptual understanding (Jimoyiannis & Komis, 2001;Meir et al, 2005;Stern et al, 2008;Zacharia, 2007), requires less time (Gibbons et al, 2004), and improves the ability to predict the results of experiments (McKagan et al, 2009). With regard to the affective domain, computer simulations can positively influence students' satisfaction, participation and initiative (Duran et al, 2007) and improve their perception of the classroom environment (Kiboss et al, 2004).…”

Section: Summary and Discussionmentioning

confidence: 99%

“…However, a word of caution is warranted, as short-term increased understanding does not necessarily lead to meaningful learning over the long term-as Stern et al (2008) point out-and most studies in this category investigated only short-term results. In order to ensure that meaningful learning takes place, it is necessary to attune teaching strategies and the curriculum to the use of simulations and vice versa (Stern et al, 2008), such as by the encouragement of students to follow a research-oriented approach (Gelbart et al, 2009) or by focusing curriculum on the development of scientific reasoning skills (McKagan et al, 2009). …”

The Effect of a Computerized Simulation on Middle School Students’ Understanding of the Kinetic Molecular Theory

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Simulaciones computacionales en la enseñanza de la física: una revisión crítica de los últimos años

Simulaciones computacionales en la enseñanza de la física: una revisión crítica de los últimos años

Estados físicos da matéria. Simulações computacionais no 5º ano de escolaridade

Teaching with simulations (print)

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