Progress in our technological society absolutely requires that individuals entering the workforce have strong problem-solving skills.[1–3] The challenges facing our workforce are often ill-structured[4–7] that might contain unclear goals, insufficient constraints, multiple alternative options, and different criteria for evaluating proposed solutions. Most students struggle when faced with these complex and unstructured problems because the problem-solving strategies taught in schools and universities simply require finding and applying the correct formulae or strategy to answer well-structured, algorithmic problems. Solving complex real-world problems requires deep, organized conceptual understanding, relevant procedural knowledge, and metacognitive strategies that allow one to formulate potential solution strategies, implement a course of action, and reflect on the viability of their solution from multiple perspectives. As educators, it is vital that we help students develop and practice these stronger approaches to more complex problems.
Insight into how to make progress on this educational challenge comes from research on how experts and novices approach complex tasks.[8] Experts have strong organized conceptual knowledge in the domain,[8,9] so they can first qualitatively analyze problems to quickly determine the main essence of the task.[10,11] This avoids distraction due to surface features or fine details of the problem that will not be needed until later in the solution. Experts also have stronger metacognitive skills,[10] including monitoring the progress of their solution to check whether their chosen path is still potentially fruitful, as well as evaluation skills such as testing the solution against assumptions made, and using extreme conditions to check the solution’s validity. Strong problem solvers also incorporate the experience gained from each problem into their ever-deepening knowledge structure that can be drawn upon when confronted with new ill-structured problems.[12]
In contrast, many students believe that problem solving is being able to apply set procedures or algorithms to tasks[13] and that their job as students is to master an ever-increasing list of procedures. This gap between students’ beliefs and the broader, deeper approaches of experts is a significant barrier to preparing students to succeed in their future careers. For students to develop their ability to solve ill-structured problems, they must first believe that standardized procedural approaches will not always be sufficient for solving ill-structured engineering and scientific challenges, and that it is these complex tasks that they need to prepare for during their time at university.
Can an introductory STEM course impact students’ beliefs about problem solving and hence set them on a path of ever-increasing skill development? This is the main research question for this paper: to assess the extent that students’ beliefs about problem solving change after participating in a course in which they work on ill-structured problems.
ความก้าวหน้าในสังคมเทคโนโลยีของเราจริง ๆที่บุคคลต้องป้อนแรงงานมีทักษะการแก้ปัญหา – [ 1 3 ] ความท้าทายซึ่งพนักงานของเรามักจะป่วยโครงสร้าง [ 4 – 7 ] ที่อาจประกอบด้วยชัดเจนเป้าหมาย ข้อจำกัดไม่เพียงพอ มีหลายทางเลือกที่ ตัวเลือก และเงื่อนไขต่าง ๆเพื่อประเมินการนำเสนอโซลูชั่น นักเรียนส่วนใหญ่ดิ้นรนเมื่อเผชิญกับปัญหาที่ซับซ้อน และกลยุทธ์ในการแก้ปัญหาเหล่านี้ เพราะไม่มีสอนในโรงเรียนและมหาวิทยาลัยก็ต้องมีการค้นหาและใช้สูตรที่ถูกต้องหรือกลยุทธ์ที่จะตอบดีโครงสร้าง ปัญหาขั้นตอนวิธี การแก้ไขปัญหาจริงที่ซับซ้อนต้องใช้ความรู้ความเข้าใจเชิงลึก , จัด , กระบวนการที่เกี่ยวข้อง และกลวิธีอภิปัญญาที่ช่วยให้หนึ่งเพื่อสร้างกลยุทธ์โซลูชั่นที่มีศักยภาพ ใช้หลักสูตรของการกระทำ และสะท้อนให้เห็นถึงศักยภาพของโซลูชั่นจากหลายๆมุมมอง เป็นนักการศึกษาเป็นสิ่งสำคัญที่เราช่วยให้นักเรียนพัฒนาและฝึกฝนวิธีการที่แข็งแกร่งเหล่านี้ปัญหาที่ซับซ้อนมากขึ้นความเข้าใจในวิธีการที่จะทำให้ความคืบหน้าเกี่ยวกับความท้าทายการศึกษาวิจัยเกี่ยวกับวิธีนี้มาจากผู้เชี่ยวชาญและสามเณรเข้าหางานที่ซับซ้อน . [ 8 ] ผู้เชี่ยวชาญมีแรงจัดความคิดรวบยอดในโดเมน , [ 8,9 ] ดังนั้น พวกเขาสามารถ แรก เชิงคุณภาพ วิเคราะห์ปัญหาได้อย่างรวดเร็วกำหนดสาระหลักของงาน 10,11 ] [ การรบกวนจากพื้นผิว คุณสมบัติหรือปรับรายละเอียดของปัญหาที่ไม่ถูกต้อง จนต่อมาในสารละลาย ผู้เชี่ยวชาญยังต้องแข็งแกร่งทางทักษะ , [ 10 ] และติดตามความคืบหน้าของการแก้ปัญหาของพวกเขาเพื่อตรวจสอบว่าเส้นทางที่ตนเลือก ยังอาจมีผลเช่นเดียวกับทักษะการประเมินผล เช่นการทดสอบโซลูชั่นกับสมมติฐาน และใช้เงื่อนไขมากเพื่อตรวจสอบวิธีที่ถูกต้อง แก้ปัญหาที่แข็งแกร่งยังนำประสบการณ์ที่ได้รับจากแต่ละปัญหาของพวกเขาที่เคยลึกในโครงสร้างความรู้ที่สามารถวาดบน เมื่อเผชิญกับปัญหาที่มีโครงสร้างใหม่ป่วย [ 12 ]ในทางตรงกันข้าม นักเรียนหลายคนเชื่อว่า การแก้ปัญหาคือการสามารถใช้กำหนดขั้นตอนหรือขั้นตอนวิธีงาน [ 13 ] และที่งานของพวกเขาเป็นนักเรียนเป็นหลักการเพิ่มรายชื่อของกระบวนการ นี้ช่องว่างระหว่างนักศึกษาความเชื่อและกว้าง แนวลึกของผู้เชี่ยวชาญคือ อุปสรรคสำคัญเพื่อเตรียมนักเรียนให้ประสบความสำเร็จในอาชีพของพวกเขาในอนาคต ให้ผู้เรียนได้พัฒนาความสามารถในการแก้ปัญหาเชิงโครงสร้างไม่ดี พวกเขาจะต้องเชื่อว่า วิธีขั้นตอนมาตรฐานจะไม่เสมอเพียงพอสำหรับการป่วยแบบวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมที่ท้าทาย และเป็นพวกงานที่ซับซ้อนที่พวกเขาต้องเตรียมตัวในช่วงเวลาของพวกเขาที่มหาวิทยาลัยสามารถต่อนักศึกษาหลักสูตรเบื้องต้นต้น ความเชื่อเกี่ยวกับการแก้ปัญหาและด้วยเหตุนี้พวกเขาตั้งอยู่บนเส้นทางของการพัฒนาเพิ่มทักษะ นี่เป็นคำถามวิจัยหลักของกระดาษนี้เพื่อประเมินขอบเขตที่ความเชื่อของนักศึกษาเกี่ยวกับการแก้ปัญหาการเปลี่ยนแปลงหลังจากเข้าร่วมในหลักสูตรที่พวกเขาทำไม่ดีมีปัญหา
การแปล กรุณารอสักครู่..