物理の授業における複数回の試験評価について

この研究は、学生が物理の評価でどのようにパフォーマンスを発揮するかを調べているんだ。複数回挑戦できる評価（マルチアタンプ）と、一回だけ回答できる評価（シングルアタンプ）を比較していて、最初のタイプが物理の入門コースで二番目のタイプを置き換えられるかを見てるの。

#評価の変化の必要性

伝統的に、多くの大学のコースでは、すべての学生が同時にテストを受けるシングルアタンプの形式を使ってる。でも、これって多くの学生には厳しいことがある。自然災害、COVID-19のような健康問題、仕事の都合、育児の責任など、いろんな課題に直面しているんだ。これらの要素があると、学生たちは時間制限のある評価でベストを尽くすのが難しいんだよね。

多くの研究が、学生に複数回評価を受けさせることの利点を示している。例えば、問題を何回も練習させることがより良い学習につながるってこと。あと、アセスメントを非同期（好きな時に一定の期間内に）で受けることができると、学生にもっと柔軟性が生まれ、パフォーマンスが向上することがあるんだ。

#研究の焦点

この研究の主な目的は、マルチアタンプで非同期の評価がシングルアタンプの同期試験をどれだけうまく置き換えられるかを見極めること。具体的な質問はこうだ：学生が問題に何回も答えられる場合、次にシングルアタンプのテストでどれくらい正しい回答ができるのか？

両方の評価が最適な条件で行われれば、シングルアタンプの試験の結果は、マルチアタンプの評価の最後の挑戦の結果と一致するはずだって考えてる。つまり、学生は毎回の挑戦で学び、成長するって前提があるんだ。

#影響を与える要素

でも、二つのテストのパフォーマンスの関係は、いろんな要素に影響されるんだ：

1. 試行回数：学生がマルチアタンプの評価であまりにも多く試せると、たまたま正解にたどり着くこともあるんだ。これが、彼らのパフォーマンスを誇張することにつながる。一方、シングルアタンプでは、ちょっとしたミスで間違った答えになってしまうことがあって、学生が実際よりも能力が低く見えることがある。

2. 問題のタイプ：特に段階的な計算が必要な問題は、気を散らすような要素やミスの影響を受けやすい。選択問題では、答えを当てるのが一般的に簡単だよね。

3. 問題の類似性：二つの評価の質問があまりにも似ていないと、一方のパフォーマンスともう一方のつながりは弱くなる。

この影響を与える要素を基に、研究はパフォーマンス比較に関する三つの重要な質問に答えようとしているんだ。

#データ収集

この研究のデータは、大規模な大学の入門微積分物理コースから取られた。コースには263人の学生がいて、オンライン講義と対面ディスカッションを組み合わせたブレンド形式で教えられた。

すべての評価はオンラインプラットフォームを通じて行われた。クイズが5つと試験が3つあった。クイズは非同期で、学生は好きな時に1週間の間に完了できた。彼らはクイズを受けるときに監視を受けることも選べたんだ。

クイズには複数回の挑戦が含まれ、特に最後の二つのクイズは最大で7回まで試せるようになってた。各クイズの問題は、本質的に似ているけど少し異なる大量の問題から出されていて、同型の問題だった。

#評価デザイン

研究は特にクイズ4と試験3のパフォーマンスを分析した。クイズ4には、運動量とエネルギーの保存に関する1つの数値的質問と2つの概念的質問が含まれていた。数値的質問は44のバリエーションから出ていて、概念的な質問は21のバリエーションがあった。

試験には10の質問があり、そのうち4つはクイズに関連していた。2つはクイズから直接取られ、他の2つは似たような概念をテストしていたけど、クイズの問題バンクには含まれていなかった。これは学生が新しい問題に理解を移す能力を見極めるためだった。

#パフォーマンスの評価

分析のために、研究は学生がマルチアタンプのクイズでどれだけできて、それをシングルアタンプの試験の結果と結び付けた。パフォーマンスデータは二つの主要な部分に分けられた：

1. クイズパフォーマンス：これは、各学生がクイズに合格するために何回挑戦が必要だったか、また各タイプの質問に正しく答えるために何回挑戦したかを見た。

2. 評価間の関連性：これは、学生が両方の評価で同じタイプの質問に対してどのようにパフォーマンスを発揮したかの相関チャートを作成することを含んでいた。

#研究の結果

クイズに挑戦した262人の学生のうち、約半数が7回以内に合格した。特に、合格した学生のほとんどは5回以内で合格していた。二つの質問タイプを分析すると、学生は概念的な質問よりも数値的な質問に対して早く答えられる傾向があった。

試験の結果では、42％の学生が元の数値的質問に正しく答え、30％が転送質問に正解し、61％が元の概念的問題に正解したが、転送概念的質問では34％しか正解できなかった。

#クイズと試験結果の関連性

研究は、特定の指標を使ってクイズと試験のパフォーマンスの関係をプロットした。数値的質問の場合、学生がクイズで二回挑戦できたときに最も良い相関が見られた。これは、学生がその二回でうまく答えられた一方で、三回以上になるとパフォーマンスが落ちることを示唆している。

概念的質問では、相関は異なっていた。学生が少ない挑戦回数に制限されていた場合、クイズは試験よりも難しかった。しかし、学生がクイズで五回の挑戦をした場合、そのパフォーマンスは試験に近い結果になった。これは、これらの条件下でクイズ形式が概念理解を評価するのにうまく機能したことを示している。

#考察と今後の方向性

結果は重要なポイントをいくつか明らかにした：

• 複数選択の概念的質問に関しては、五回の挑戦が可能なマルチアタンプクイズがシングルアタンプ試験を効果的に置き換えられることが示された。難易度が一致しているからだ。
• でも、知識を転送する必要がある質問の場合、その関係は弱く、学生が概念を真に理解するのではなく、答えを暗記してしまうリスクがあることを示している。
• 数値的問題については、パフォーマンスはクイズで二回挑戦した後に最も相関が強かった。クイズの簡単さは、学生の実際の能力を試験においてより制限された状況で誤って表現する可能性がある。

この研究は、今後の評価がこれらの要素を考慮に入れる必要があることを示唆している。書面での解答を評価し、数値的問題に部分的なクレジットを許可することで、学生の能力をより正確に測ることができるかもしれない。

#結論

全体として、この研究は、マルチアタンプのクイズが物理の入門コースにおけるシングルアタンプの評価のいくつかを効果的に置き換えられることを示している、特に概念的質問について。これにより、評価がより公平で多様な学生にとってアクセスしやすくなる可能性がある。今後の研究は、すべての学習者により適した評価作成について引き続き探っていく予定で、真の理解とスキルを反映できるようにしていく。