Reasoning from data: How students collect and interpret data in science investigations

Abstract

This study explored the understandings of data and measurement that school students draw upon, and the ways that they reason from data, when carrying out a practical science inquiry task. The two practical tasks used in the study each involved investigations of the relationships between two independent variables (IVs) and a dependent variable (DV); in both tasks, one IV covaried with the DV, whereas the other did not. Each was undertaken by 10 students, aged 10, 12, and 14 years (total n = 60 students), working individually. Their actions were video‐recorded for analysis. In a subsequent interview, each student was asked to discuss and interpret data collected by two other students, undertaking a similar (but different) practical task, shown on a video‐recording. An analysis of the sample students' performance on the practical tasks and their interview responses showed few differences across task contexts, or with age, in students' reasoning, but significant differences in performance when investigating situations of covariation and non‐covariation. Few students in the sample displayed sufficient understanding of measurement error to deal effectively with the latter. Investigations of non‐covariation cases revealed, much more clearly than investigations of covariation cases, the students' ideas about data and measurement, and their ways of reasoning from data. Such investigations therefore provide particularly valuable contexts for teaching and research. © 2004 Wiley Periodicals, Inc. J Res Sci Teach 41: 748–769, 2004

University students’ ideas about data processing and data comparison in a physics laboratory course

“…Students' ideas about the reliability and validity of experimental evidence have been studied in the contexts of physics, chemistry, biology, and general science, in several different countries, and at levels from primary to university (see, for example, Evangelinos, Psillos, & Valassiades, 2002;Kanari & Millar, 2004;Masnick & Morris, 2002).…”

Una experiencia de indagación cooperativa para aprender ciencias en educación secundaria participando en las prácticas científicas

“…Esta falta de familiarización con la práctica de indagación se observa también en la dimensión de análisis y conclusiones, ya que solo dos grupos proporcionan una conclusión para la investigación, pero no la justifican en base a las pruebas obtenidas. Esto guarda relación con otros estudios como el de Kanari y Millar (2004), quienes señalan que los estudiantes establecen conclusiones sin apoyarlas en datos o sin justificar. Sin embargo tomando como base el contexto en el que se realiza la tarea, alumnado desmotivado para aprender ciencias, los resultados no son tan desalentadores ya que el nivel de implicación en la realización de la investigación fue elevado, participando en todas las fases con interés excepto los dos alumnos (G3).…”

Desafíos planteados por las actividades abiertas de indagación en el laboratorio: articulación de conocimientos teóricos y prácticos en las prácticas científicas

“…Krajcik et al (1998) indican que el alumnado, cuando propone un diseño, no siempre especifica la cuestión que se ha de investigar y a menudo incluye medidas sobre aspectos que le son familiares pero no resultan adecuados al objetivo. Kanari y Millar (2004) muestran que el alumnado toma datos insuficientes o inadecuados y establece conclusiones sin apoyo de los datos o sin justificación.…”