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Talking Circuits. The Development and Assessment of a Digitally-Scaffolded, Collaborative Method for Teaching and Learning Electrical Circuits in Early Secondary Schools, Reihe: Studien zum Physik- und Chemielernen, Bd. 394

Thomas Sean Weatherby

ISBN 978-3-8325-6008-9
327 Seiten, Erscheinungsjahr: 2025
Preis: 57.00 €
Learning about electric circuits demands abstract thinking, new vocabulary and using concepts that contrast with learners' prior knowledge. Drawing on helpful ideas from everyday experiences with pressure, such as bike tyres and balloons, and evidence from cognitive science, I present an accessible approach using the electron gas model for the first time in English. Building on the design principles of digital tools and collaborative learning, I designed a tablet-based system to scaffold small-group talk to foster conceptual change: ``Talking Circuits''. This prompting tool enabled real-time assessment of student-student talk, so that lengthy and expensive collaborative learning interventions could be more easily implemented. In a comparative study of 228 learners, aged 12 to 14, I compared two conditions taught using the electron gas model: one using standard classroom materials and the second adding the ``Talking Circuits'' application. Concept knowledge and motivation were measured in pre- and post-tests.

Results show no significant changes in learning outcomes. The only statistically significant, albeit small, changes were reductions in perceived competence. This tentatively points to the need for longer implementation timeframes and teacher professional development. Learning electricity is demanding; conceptual change likely needs more time than typical British timetables allow.

Thomas Sean Weatherby ist britischer Physikdidaktiker und in der Lehrerbildung tätig. Er hat Physik in Oxford und an der TU München studiert und in York sein PGCE erworben. Er promovierte in der Physikdidaktik an der Goethe-Universität Frankfurt. Er forscht zu kollaborativem, digital gestütztem Lernen und zur Validierung von Diagnoseinstrumenten zum konzeptuellen Verständnis. Seine Dissertation „Talking Circuits“ entwickelt und erprobt ein tabletgestütztes Scaffolding-Tool im Rahmen eines Unterrichtskonzepts zu einfachen Stromkreisen in der Sekundarstufe I. Für seine Arbeiten im Rahmen der Dissertation wurde er mit dem BJET-Fellowship ausgezeichnet. Seit 2025 arbeitet er als Postdoc an der Goethe-Universität Frankfurt.

Keywords:
  • Physics Education
  • Science Education
  • Peer discussion
  • Computer-supported collaborative learning
  • Conceptual understanding

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