Effects of Model-based Interactive Engagement on Problem Solving and Experimentation Abilities in Learning Introductory University Physics

• Mulugeta Habte Gebru ^[1]
  1. [1] Arba Minch University

     Arba Minch University

     Etiopía

     
• Localización: Latin-American Journal of Physics Education, ISSN-e 1870-9095, Vol. 17, Nº. 1, 2023
• Idioma: inglés
• Enlaces
  • Texto completo (pdf)
• Resumen
  • español

    Este estudio fue diseñado para probar la efectividad del compromiso interactivo basado en modelos (MIE) en clases tutoriales y de laboratorio sobre el curso de mecánica newtoniana para estudiantes universitarios de primer año. Fue un diseño cuasi-experimental de grupo de control pre-test post-test no aleatorizado y no equivalente en el diseño uno y un grupo de pretest post-test en el diseño dos. El grupo experimental (N = 34, M = 7, F = 24) estuvo expuesto a MIE en ambos diseños y el grupo de control (N = 45, M = 13, F = 32) estuvo expuesto al método de lectura tradicional en el diseño uno. Con base en la evidencia que fue principalmente cuantitativa y en parte cualitativa y los análisis que también se realizaron por separado en ambas partes de los datos, se respondieron tres preguntas de investigación y, en consecuencia, se probaron tres hipótesis de investigación por separado en el diseño uno y el diseño dos. El resultado en el diseño uno mostró que hubo una diferencia de medias estadísticamente significativa (M.D = 4,81) con un tamaño de efecto medio d = 0,73 a favor de MIE. El ANOVA y la prueba t independiente mostraron que MIE favorecía a los estudiantes masculinos (con M = 17.8) que a las estudiantes femeninas (con M = 6.3) con p = 0.002 < 0.05. El coeficiente de correlación de Pearson (r = -0,256, p = 0,158 > 0,05) entre las puntuaciones de la prueba de rendimiento y la evaluación no mostró una correlación significativa. El resultado en el diseño dos mostró que había una diferencia de medias estadísticamente significativa (M.D = 2,65) con un tamaño del efecto grande d = 0,99. El ANOVA y la prueba independiente mostraron que MIE mejoró la puntuación media de los estudiantes masculinos y femeninos sin diferencias significativas, como se evidencia en p = 0.1 > 0.05. Hubo una correlación significativa entre las puntuaciones posteriores a la prueba del rendimiento de la experimentación y las puntuaciones de los informes de laboratorio a medida que uno aumentaba y el otro también aumentaba (r = 0,531, p = 0,028 < 0,05). Los datos cualitativos del cuestionario y la entrevista de estudiantes y profesores concuerdan con los hallazgos principalmente de los datos cuantitativos, excepto en un caso en el diseño uno.

  • English

    This study was designed to test the effectiveness of model-based interactive engagement (MIE) in tutorial and laboratory classes about Newtonian mechanics course for freshman university students. It was a quasi-experimental design of non-randomized, non-equivalent pre-test post-test control group in design one and one group pretest posttest in design two. The experimental group(N = 34, M = 7, F = 24) was exposed to MIE in both designs and control group(N = 45, M = 13, F = 32) was exposed to traditional lecture method in design one. Based on the evidence which was mainly quantitative and partly qualitative and the analyses which was also done separately on both parts of the data, three research questions were answered and correspondingly three research hypotheses were tested separately in design one and design two. The result in design-one showed there was statistically significant mean difference (M.D = 4.81) with medium effect size d = 0.73 in favor of MIE. The ANOVA and independent t-test showed MIE favored male students (with M = 17.8) than female students(with M = 6.3) with p = 0.002 < 0.05. Pearson correlation coefficient(r = -0.256, p = 0.158 > 0.05) between performance test and assessment scores showed no significant correlation. The result in design-two showed there was statistically significant mean difference (M.D = 2.65) with large effect size d = 0.99. The ANOVA and independent - test showed MIE improved mean score of male students and female students with no significant difference as evident from p = 0.1 > 0.05. There was significant correlation between experimentation performance posttest scores and scores of the lab reports as one increased the other increased too (r = 0.531, p = 0.028 < 0.05). The qualitative data from questionnaire and interview of both students and teachers agrees with the findings mainly from the quantitative data except one case in design-one.