Развој методе за процену комплексности стехиометријских проблема

Abstract

Циљ овог истраживања је био развој и валидација методе за процену комплексности стехиометријских проблема. Метода за процену комплексности укључује дизајн табеле за процену тежине и интерактивности концепата. Нумерички рејтинг когнитивне комплексности задатака на Тесту одређен је комбиновањем Табеле са методом Кнауса и сарадника. Метода за процену комплексности стехиометријских проблемских задатака је валидирана статистички,корелационом анализом односа ученичког постигнућа и нумеричког рејтинга когнитивне комплексности проблема, као и односом уложеног менталног напора и процењене комплексности. При томе су добијене изузетно високе вредности корелационих коефицијената. Поред статистичке валидације Метода је подвргнута и валидацији применом Теорије простора знања. Применом предложене Методе конструисан је очекивани простор знања, а применом кориговане и минимизиране IITA конструисaн је реални простор знања из ученичких постигнућа на тесту. Простори знања су упоређен применом теорије графова. Очекивани и реални простор знања садрже велики број истих релација претпостављања, чиме је додатно потврђена валидност Методе. Примена КСТ у валидацији Методе омогућила једа се увиде фине разлике између очекиваног и реалног простора знања на основу чега је указано на могућности даљег побољшања наставе стехиометрије.

Cilj ovog istraživanja je bio razvoj i validacija metode za procenu kompleksnosti stehiometrijskih problema. Metoda za procenu kompleksnosti uključuje dizajn tabele za procenu težine i interaktivnosti koncepata. Numerički rejting kognitivne kompleksnosti zadataka na Testu određen je kombinovanjem Tabele sa metodom Knausa i saradnika. Metoda za procenu kompleksnosti stehiometrijskih problemskih zadataka je validirana statistički,korelacionom analizom odnosa učeničkog postignuća i numeričkog rejtinga kognitivne kompleksnosti problema, kao i odnosom uloženog mentalnog napora i procenjene kompleksnosti. Pri tome su dobijene izuzetno visoke vrednosti korelacionih koeficijenata. Pored statističke validacije Metoda je podvrgnuta i validaciji primenom Teorije prostora znanja. Primenom predložene Metode konstruisan je očekivani prostor znanja, a primenom korigovane i minimizirane IITA konstruisan je realni prostor znanja iz učeničkih postignuća na testu. Prostori znanja su upoređen primenom teorije grafova. Očekivani i realni prostor znanja sadrže veliki broj istih relacija pretpostavljanja, čime je dodatno potvrđena validnost Metode. Primena KST u validaciji Metode omogućila jeda se uvide fine razlike između očekivanog i realnog prostora znanja na osnovu čega je ukazano na mogućnosti daljeg poboljšanja nastave stehiometrije.

The main goal of this dissertation was to develop and validate the Method for estimation of the complexity of stoichiometric problems. The Method for assessment of complexity involves the design of a table for assessment of difficulty and interactivity of the concepts. The numerical rating of the cognitive complexity of tasks on the Test is determined by combining the Table with the Knaus et al. (2011) method. Method for estimation of the complexity of stoichiometric problems is validated by a statistically significant correlation analysis between students' performances and cognitive complexity, as well as between students'evaluation of invested mental effort and cognitive complexity. In doing so, extremely high values of correlation coefficients were obtained. In addition to statistical validation, the Method was subjected to validation using the Knowledge Space Theory. Using the proposed Method, the expected knowledge space was constructed, and by applying the corrected and minimized IITA, a real knowledge space from student achievement on the test was constructed. Knowledge spaces are compared using graph difference. The expected and real knowledge space contained a large number of the same surmise relations, which additionally confirms the validity of Method. Differences between theknowledge space pointed to some facts that teachers often do not see with their students.The application of KST in the Method validation pointed out the fine differencesbetween the expected and real knowledge space, indicating possibilities for further improvement of stoichiometry teaching.