Understanding Student Cognition Through an Analysis of Their Preconceptions in Physics

Abstract

Over the last three decades, many studies have been conducted to identify students’ preconceptions on various science topics. It is time now for a synthetic study of preconceptions to enhance our understanding of students’ everyday cognition and to benefit our effort in developing effective instructional inventions for conceptual change. Through a classroom-based study, we collected quantitative and qualitative data about students’ preconceptions in physics. Data analysis produced an in-depth understanding of the features of students’ preconceptions and cognition. For example, we found that students thought analogically as scientists did, but they used analogies differently. We also found that students’ preconceptions were highly correlated and that some preconceptions were more fundamental than others. Having the core preconception probably means having many others. The pedagogical and research implications of these findings are highlighted.Plusieurs études ont porté sur l’identification des idées préconçues qu’ont les élèves face à divers thèmes en sciences. Il faut maintenant passer à une synthèse de ces préconceptions pour améliorer notre connaissance du niveau de compréhension des élèves, d’une part, et pour appuyer nos efforts visant le développement de matériel pédagogique efficace qui mènera à des changements conceptuels, d’autre part. Une étude basée dans la salle de classe a permis aux auteurs de recueillir des données quantitatives et qualitatives sur les idées préconçues qu’ont les élèves au sujet de la physique. L’analyse des données a fourni des informations détaillées sur les caractéristiques des préconceptions et de la cognition des élèves. Par exemple, nous avons appris que les élèves raisonnent par analogie tout comme les scientifiques, mais que les deux groupes ne se servent pas des analogies de la même façon. De plus, nous avons noté une grande corrélation parmi les préconceptions des élèves et avons découvert que certaines préconceptions étaient plus fondamentales que d’autres. Il est probable que quand on tient la préconception de base, l’on en tient également plusieurs autres. Nous soulignons les répercussions de ces conclusions, tant pour la pédagogie que la recherche

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