Samhandling og læring i et introduksjonsemne i fysikk basert på digital Peer Instruction

Abstract

I de senere år har det vært en skifte mot økt bruk av digitale former for undervisning, og i 2020 ble dette spesielt framskyndet fordi brorparten av undervisningen på universitetsnivå måtte foregå digitalt på grunn av koronapendemien. Det er også voksende interesse for mer studentaktive undervisningsformer for å oppnå bedre læringsutbytte. Dette åpner for nye spørsmål rundt digitale studentaktive undervisningsmetoder. Denne studien undersøker: 1) læringsutbyttet i et introduksjonsemne i fysikk gjennomført ved digital Peer Instruction med faste grupper; 2) kjennetegnene til produktive diskusjoner i denne settingen. Forskningsspørsmålene er undersøkt kvantitativt ved før- og ettertester, og kvalitativt ved å analysere opptak av digitale læringssituasjoner.

Studentenes konseptuelle forståelse har blitt kartlagt ved Force Concept Inventory (FCI) ved begynnelsen og slutten av semesteret. Det normaliserte gainet på 0,46 og verdi for Cohens d på 0,88 er sammenlignbare med typiske verdier fra aktive undervisningsformer i en fysisk setting. I Peer Instruction svarer studentene på oppgaver før og etter en gruppediskusjon. Antallet studenter på hver gruppe som svarer riktig før og etter diskusjonen viser at i grupper på tre bør minst én ha svart riktig før diskusjonen for at gruppen skal komme til rett svar. I større grupper bør det være minst to som har svart riktig før diskusjonen. Det er klar sammenheng mellom enkeltstudentenes prestasjon på FCI førtesten og oppgavene før diskusjon. Analysen av opptakene viser at studentene med høy poengsum på FCI førtesten ofte dominerer diskusjonene, mens de andre ikke bidrar mye.

Resultatene viser at digital Peer Instruction med faste grupper gir sammenlignbart læringsutbytte med andre former for aktiv undervisning, men analysen av gruppediskusjonene og diskusjonsoppgavene viser at undervisere bør passe på gruppesammensetning og oppmuntre alle studentene til å delta i diskusjonene.