Reasoning up and down a food chain: Using an assessment framework to investigate students' middle knowledge

Abstract

Being able to make claims about what students know and can do in science involves gathering systematic evidence of students' knowledge and abilities. This paper describes an assessment system designed to elicit information from students at many placements along developmental trajectories and demonstrates how this system was used to gather principled evidence of how students reason about food web and food chain disturbances. Specifically, this assessment system was designed to gather information about students' intermediary or middle knowledge on a pathway toward more sophisticated understanding. Findings indicate that in association with a curricular intervention, student gains were significant. However, despite overall gains, some students still struggled to explain what might happen during a disturbance to an ecosystem. In addition, this paper discusses the importance of having a cognitive framework to guide task design and interpretation of evidence. This framework allowed for the gathering of detailed information, which provided insights into the intricacies of how students reason about scientific scenarios. In particular, this assessment system allowed for the illustration of multiple types of middle knowledge that students may possess, indicating that there are multiple "messy middles" students may move through as they develop the ability to reason about complex scientific situations.

How Physics Teachers Model Student Thinking and Plan Instructional Responses When Using Learning-Progression-Based Assessment Information

“…In contrast, a misconceptions [7] or knowledge-in-pieces (resources) [8,9] perspective treats students' knowledge as more fragmented and, in the latter case, more context-dependent. These two perspectives are consistent with evidence suggesting that student thinking in the "messy middle" [10] of LPs may be particularly fragmented and context-dependent [11]. A pilot study of one physics teacher's interactions with LP-based score reports [12] revealed that he expressed all three views of student thinking, switching between reasoning about student ideas in terms of LP levels and finer-grained knowledge elements.…”

Teaching Argumentation by Using Facebook Groups

“…When students' comments started to discuss the quality of argumentation, students also took it to the next level by discussing the role of content in the assignments and group comments. This is also an important finding since, Gotwals and Songer (2010) underlined that the quality of the arguments is strongly related with content understanding.…”

Determining the Middle School 7th Grade Students’ Levels of Understanding the Concept of Ecosystem via Worksheets

“…Bir dengesizlik durumunun ardından, denge yeniden kurulmaktadır (Sanders vd., 2006). Benzer şekilde, bazı öğrenciler; ekosistemin öğelerindeki herhangi bir değişikliğin tüm sistemi etkileyeceğini kavrayamamakta ve ekosistemdeki canlıların, meydana gelecek değişimden ancak aralarında bir besin zinciri ilişkisi varsa etkileneceğine inanmaktadırlar (Arkwringhti 2014; Gotwals ve Songer, 2010;Grotzer, 2009;Munson, 1994). Gotwals ve Songer (2010)'in çalışmalarına katılan bazı altıncı sınıf öğrencileri, meydana gelebilecek bir bozulmanın ekosistem üzerindeki etkilerinin neler olabileceği açıklamakta güçlük yaşamışlardır.…”

“…Benzer şekilde, bazı öğrenciler; ekosistemin öğelerindeki herhangi bir değişikliğin tüm sistemi etkileyeceğini kavrayamamakta ve ekosistemdeki canlıların, meydana gelecek değişimden ancak aralarında bir besin zinciri ilişkisi varsa etkileneceğine inanmaktadırlar (Arkwringhti 2014; Gotwals ve Songer, 2010;Grotzer, 2009;Munson, 1994). Gotwals ve Songer (2010)'in çalışmalarına katılan bazı altıncı sınıf öğrencileri, meydana gelebilecek bir bozulmanın ekosistem üzerindeki etkilerinin neler olabileceği açıklamakta güçlük yaşamışlardır. Hogan (2000)'ın çalışmasına göre ise; öğrenciler bir ekosistemdeki kirleticilerin, sadece organizmayla doğrudan teması olduğu durumlarda etkili olduğunu düşünürken, organizma üzerindeki dolaylı etkilerini düşünememişlerdir.…”

“…) ve ekosistemdeki ilişkilerden sadece birinin anlaşılma düzeyinin (Arkwringht, 2014;Eilam, 2012;Gotwals ve Songer, 2010) ortaya koyulduğu çok sayıda çalışma mevcutken, sınırlı sayıda çalışmada, ekosistem kavramının bütüncül olarak anlaşılma düzeyinin incelendiği (Sander vd., 2006;Hogan, 2000;Yörek vd., 2010) görülmüştür. Bunlardan iki tanesi (Sander vd., 2006;Yörek vd., 2010) lise öğrencileri (15-17 yaş) üzerinde yapılmışken sadece bir tanesi (Hogan, 2000); ortaokul öğrencileri (11 yaş) üzerinde yapılmıştır.…”