Advancing Quantum Information Science Pre-College Education: The Case for Learning Sciences Collaboration
Raquel Coelho, Roy Pea, Christian Schunn, Jinglei Cheng, Junyu Liu
随着量子信息科学的进步和对大学前参与的需求的增长,一个关键问题仍然存在:年轻学习者如何准备参与一个与他们以前遇到的完全不同领域的领域? 本文认为,迎接这一挑战将需要与学习科学(LS)进行强有力的跨学科合作,学习科学是一个致力于了解人们如何学习和设计理论指导环境以支持学习的领域。 根据以前的STEM教育工作的经验教训,我们讨论了学习科学对量子信息科学(QIS)教育的两个主要贡献。 第一个是基于设计的研究,学习科学的标志性方法,它可以为有效的QIS学习经验的开发,改进和扩展提供信息。 第二个是重塑学习者如何推理,学习和参与QIS实践的框架,通过知识表征的转变,提供新的参与形式和相关学习。 我们呼吁量子信息科学与学习科学之间的双向伙伴关系,这不仅支持量子概念和实践的学习,而且还提高了我们对如何在高度复杂的领域教授和支持学习的理解。 我们还考虑了与这些学科社区建立联系有关的潜在问题,并认为理论和实践利益证明了这一努力的合理性。
As quantum information science advances and the need for pre-college engagement grows, a critical question remains: How can young learners be prepared to participate in a field so radically different from what they have encountered before? This paper argues that meeting this challenge will require strong interdisciplinary collaboration with the Learning Sciences (LS), a field dedicated to understanding how people learn and designing theory-guided environments to support learning. Drawing on less...