Dissertatie Rayendra Bachtiar – Animated reasoning

Rayendra Bachtiar

Animated reasoning Supporting Students’ Mechanistic Reasoning in Physics by Constructing Stop-Motion Animations Universiteit Utrecht maandag 6 november 2023 van 14:15 tot 15:15 meer info

Abstract

Mechanistic reasoning (MR), which is a form of causal reasoning, is an essential aspect of science education. To support students in developing MR, students in this series of studies were tasked with constructing and using a model in the form of a stop-motion animation (SMA). In SMA students create a sequence of frames (images) representing a natural phenomenon. After creating the SMA, they were asked to explain the phenomenon on the basis of their own model. This dissertation describes four separate studies that were conducted to address the main research question: How can student-constructed SMAs be used as a pedagogical approach to support students in developing MR? Our studies show, both theoretically and empirically, that the specific nature of SMA construction, i.e., breaking up a natural phenomenon in chunks and then sequencing these chunks in order to create the SMA, played a crucial role as a cognitive support for students in developing key elements of MR. Based on the findings, our studies suggest practical implications regarding for implementing SMA construction activities in a science classroom to support students’ MR. The results contribute to a more comprehensive understanding of the implementation of SMA-based modeling in science classrooms that supports students in developing MR, in particular, and in science learning, in general

Samenvatting

Mechanistisch redeneren (MR), een vorm van causaal redeneren, is een essentieel onderdeel van de exacte wetenschappen. Om leerlingen te ondersteunen bij dit proces, lieten we ze een model construeren in de vorm van een zogenaamde stop-motion animation (SMA) van een natuurkundig fenomeen. Vervolgens vroegen we hen een redenering op te zetten op basis van dit zelfgemaakte model.

Dit proefschrift beschrijft vier onderzoeken die werden uitgevoerd om de volgende overkoepelende onderzoeksvraag te beantwoorden: Hoe kunnen door leerlingen geconstrueerde SMA’s worden gebruikt als een instructiemethode om leerlingen te ondersteunen bij het ontwikkelen van MR? Onze studies tonen theoretisch en empirisch aan dat de specifieke aard van de constructie van SMA’s, d.w.z. het opdelen van een fenomeen in verschillende stukjes (“chunking”) en het in de juiste volgorde plaatsen van deze stukjes (“sequencing”), als cognitief hulpmiddel een cruciale rol kan spelen in de ondersteuning van leerlingen bij het ontwikkelen van de belangrijkste elementen van MR. Onze studies leiden tot praktische aanwijzingen met betrekking tot het implementeren van SMA-constructieactiviteiten in lessen in de bètavakken om daarbij de ontwikkeling van MR bij leerlingen te ondersteunen.

De resultaten dragen bij aan een meer diepgaand begrip van de manier waarop de ontwikkeling van MR in het voortgezet bètaonderwijs ondersteund kan worden

Verwijzingen

• Bachtiar, R. (2023) Understanding how student‐constructed stop‐motion animations promote mechanistic reasoning: A theoretical framework and empirical evidence. Journal of Research in Science Teaching. DOI:10.1002/tea.21891