I nte rna t io na l J o urna l o f   E v a lua t io n a nd   Resea rc h in Ed uca t io n ( I J E RE )   Vo l.   9 ,   No .   2 J u n e   2020 ,   p p .   269 ~ 2 7 7   I SS N:  2 2 5 2 - 8822 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j er e . v9 i 2 . 2 0 4 6 8          269       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ere. ia esco r e. co m   Proble m  bas ed  le a rning S tu dents   m ental  m o del s   o n w a ter  co nductivity  conc ept       J o hn   Ra f a f y   B a t lo lo na 1 ,   H a r y o   F ra nk y   So uis a 2   1 T e a c h e P r o f e ss io n a Ed u c a ti o n   S tu d y   P r o g ra m ,   P a tt im u ra   Un iv e rsity ,   In d o n e sia   2 P rim a r y   S c h o o T e a c h e Ed u c a ti o n   S tu d y   P ro g ra m ,   U n iv e rsitas   N a n Bil N u sa n tara ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 0 ,   2 0 20   R ev i s ed   Ma r   3 0 ,   2 0 2 0   A cc ep ted   A p r   29 ,   2 0 20       T h is  p a p e tells  a b o u t h e   m e n tal   m o d e o f   p ro sp e c ti v e   sc h o lars   o n   th e   t o p ic   o f   tem p e ra tu re   a n d   h e a t.   T h e   p u r p o se   o f   th is   re se a rc h   is  to   im p ro v e   stu d e n ts’   m e n tal  m o d e b y   u sin g   p r o b lem   b a se d   lea rn in g   ( P BL )   m o d e l.   T h e   n u m b e o f   sa m p les   in   th e   stu d y   a m o u n ted   to   7 2   st u d e n ts  w it h   tw o   d i f fe re n c las se s.    T h e   re su lt o f   th e   stu d y   sh o w e d   th a t,   ( 1 th e   im p ro v e m e n o f   m e n tal  m o d e th a st u d ied   w it h   P BL   w a h i g h e th a n   th a t   stu d ied   w it h   c o n v e n ti o n a lea rn in g .   ( 2 h ig h - sk il led   stu d e n t   m e n tal  m o d e ls  th a a re   lea rn in g   w it h   P BL   a re   h ig h e th a n   th o se   stu d ied   b y   c o n v e n ti o n a lea rn in g .   ( 3 l o w - sk il led   stu d e n m e n tal  m o d e ls  th a stu d y   w it h   P BL   a re   h ig h e th a n   stu d e n ts  lea rn in g   w it h   c o n v e n ti o n a lea rn i n g .   T h e   c o n c lu si o n   o f   th is  stu d y   is  th e   imp ro v e m e n t   o f   stu d e n ts'   m e n tal  m o d e ls  u sin g   P BL   m o d e ls  o n   th e   to p ic  o f   c o n d u c ti v it y   in   w a t e r.   T h u th e   P BL   m o d e c a n   b e   re c o m m e n d e d   in   im p ro v in g   stu d e n ts'   m e n tal  m o d e ls  o n   tem p e ra tu re   a n d   h e a to p ics .   T h e   i m p li c a ti o n   in   th is   re se a rc h   is  to   im p ro v e   th e   stu d e n ts'   m e n tal  m o d e a th e   a g e n o f   sc ien c e   e d u c a ti o n   c h a n g e .   K ey w o r d s :   C o n d u ct iv i t y   Me n tal  m o d el   Misco n ce p tio n s   P h y s ic s   P r o b lem   b ased   lear n in g   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   J o h n   R a f af y   B atlo lo n a,     T ea ch er   P r o f ess io n al  E d u ca t io n   St u d y   P r o g r a m ,   P atti m u r U n i v er s it y ,   J ln .   Dr .   T am ae la,   C a m p u s   B   F KI P - P atti m u r U n i v er s it y ,   I n d o n esia.   E m ail: j o h an b atlo lo n a @ g m ail . co m       1.   I NT RO D UCT I O N     A p r ese n t,  m an y   b r ea k t h r o u g h s   h a v b ee n   m ad r eg ar d in g   Nan o   s cie n ce   a n d   tech n o lo g y .   P h y s ics   an d   ch e m is tr y   s t u d en t s   ar f a m iliar   w it h   t h co n ce p o f   Na n o   s cien ce   b u th s tu d e n ts   o f   T ea ch er   E d u ca tio n   E le m e n tar y   E d u ca tio n   P r o g r am   s till   h av e   v er y   li m ited   k n o w led g b ec au s th e y   ar tr ai n ed   to   b class r o o m   teac h er .   T h er ef o r e,   it  is   ti m e   to   lear n   an d   b tau g h to   s t u d en t s   o n   th ato m ic  s ca le.   T h is   is   m aj o r   s tep   f o r w ar d   in   t h g o al  o f   Nan o   s c ien ce   ed u ca tio n   [ 1 ] .   T h ef f o r to   teac h   th co n ce p o f   ato m s   i s   to   in cr ea s t h u n d er s tan d i n g   o f   s t u d en t s '   co n c ep ts   w i th     m e n tal  m o d el  ap p r o ac h   th at  is   co n s id er ed   lear n in g   p r o d u ct.   I is   r e p o r ted   th at  b e ca u s m en tal  m o d els  also   p lay   an   i m p o r ta n r o le  i n   t h l ea r n in g   p r o ce s s   b ec a u s lear n i n g   ca n   g e n er all y   b s ee n   as   m en tal  m o d elin g   [ 2 ] T h u s ,   m en ta m o d els   ar co n s id er ed   i m p o r tan i n   s cien ce   lear n in g .   A cc o r d in g   to   e x p er ts ,   m e n tal   m o d els   p r o v id v alu ab le  in f o r m atio n   ab o u th co n ce p o f   n an o s c ien ce   o f   co n ce p tu al  f r a m e w o r k ,   o r   u n d er l y in g   k n o w led g s tr u ct u r [ 3 ] .   T h er ef o r e,   ca p tu r in g   s tu d e n m en t al  m o d els  i s   o n w a y   to   u n d er s tan d   t h co n te n t   an d   s tr u ct u r o f   s t u d en k n o wled g ab o u s cien t if ic  co n ce p ts ,   an d   r ef lect  s t u d en b elie f s   an d   in ter p r etatio n s     o f   th s y s te m   [ 4 ] .   No w ,   t h er is   lo o f   r esear ch   o n   m e n tal  m o d el s   f o r   v ar io u s   to p ic s .   So m e x a m p le s     in cl u d th m e n tal  m o d el   o f   n atu r al   p h e n o m e n [ 5 ] ,   ch e m ical  b o n d s   [6 7] ,   Ma ter ials   [ 8 ] ,   ch e m ical s   [ 9 ]   ato m s   a n d   m o lecu les  [ 1 0 ] ,   a cid s   an d   b ases   [ 1 1 12] ,   o r g an ic  ch e m i s tr y   [ 1 3 ] th er m al   co n d u ctio n   [ 1 4 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2252 - 8822   I n t.  J .   E v al .   &   R es .   E d u c Vo l.   9 ,   No .   2 J u n 2 0 2 0 :   2 6 9   -   2 7 7   270   elec tr icit y   [ 1 5 16] ,   ea r th   a n d   co s m o lo g y   [ 1 7 18] ,   en v ir o n m en [ 1 9 - 21] ,   ec o lo g y   [ 2 2 ] ,   St y l an d   m o tio n   [ 2 3 ] cir cu lar   m o t io n   [ 2 4 ] ,   m a g n et i s m   [ 2 5 ] m o d er n   p h y s ics   [ 2 6 ] co n v ec tio n   i n   w ater   [ 2 7 ] Fric tio n   f o r ce   [ 2 8 ] th er m a l c o n d u cti v it y   i n   s o lid s   [ 2 9 ] ,   L ig h t,  E n er g y   a n d   A n g u l ar   Mo m e n t u m   [ 3 0 ] .   Usi n g   m o d el s   in   s cie n ce   ed u c atio n   h as  lo n g   b ee n   d o n e.   A s   ex p lain ed   ea r lier ,   th m o d el  p la y s   k e y   r o le  in   s cie n ce   ed u ca tio n   w it h   r eg ar d   to   in ter n al  r ep r esen tati o n   [ 3 1 ] ,   an d   is   u s e f u i n   h elp i n g   to   d escr ib an d   u n d er s ta n d   s tr u ct u r o r   p r o p er ty .   T h ef f ec o f   h ea co n d u cti v it y   o n   w ater   h as  b ee n   d e b ated   b y   p h y s icis ts   an d   ch e m i s ts   o n   co n ti n u o u s   b asis   o v er   t h p a s f e w   y ea r s   [ 3 2 ] .   T h co n ce p o f   te m p er atu r an d   h ea is   o n e   o f   th to p ics  s tu d ied   b y   s t u d en ts   in   p h y s ic s   lear n i n g .   So   f a r ,   s tu d ies  o n   h o w   to   s tu d y   t h s t ate  o f   w ater   b y   co n n ec ti n g   t h r ee   le v els  o f   r e p r esen tatio n :   m ac r o s co p ic,   s u b - m icr o s co p ic  an d   s y m b o li lev el s   h av e   b ee n   tau g h i n   ch e m is tr y   a n d   p h y s i cs  lear n in g   b y   co n n ec ti n g   th r e lev els  o f   r ep r esen tatio n   r ef l ec tin g   th s t u d en ts m en tal  m o d els  ar s til li m ited .   A lt h o u g h   t h er ar s till   o n   ch e m ical  to p ics,  th p h y s ical  co n d u cti v it y   o f   w ate r   is   s t ill  li m i ted   [ 33] .   P r ev io u s   r esear ch   s t ill  d is c u s s es   th e   t h er m al  co n d u cti v it y   o f   s o lid s   [ 3 4 ] ,   co n v ec tio n   i n   w ater   [ 3 4 ] b u th co n d u ct i v it y   o f   w ater   to   d escr ib p h y s ica co n d itio n s   is   s till   r ar el y   s tu d i ed .   T h er ef o r e,   o n lear n in g   m o d el  th at  ca n   f ac ili tate  th i m p r o v e m en o f   th s tu d en t 's  m e n tal  m o d el  is   p r o b le m   b ased   lear n in g   ( P B L )   [ 3 5 ] .   I n   a d d itio n ,   PB L   also   tr ain s   s tu d en t s   to   co m m u n icate   e x p er i m e n t,  co llab o r ate  in   tea m s ,   b u ild   id ea s   an d   d ev elo p   in d ep en d en t le ar n in g   s k ill s   [ 3 6 ] .   P B L   is   s tu d en t - ce n ter e d   p ed ag o g y ,   w h er s t u d e n ts   lear n   t h r o u g h   p r o b lem   s o lv i n g     ex p er ien ce s   [ 3 7 ] .   L ea r n i n g   b eg in s   w it h   p r o b le m s   to   b s o lv ed ,   p o s ed   in   s u c h   a   w a y   th at  s tu d e n ts   n ee d   to     g ain   n e w   k n o w led g b ef o r t h e y   ca n   s o lv t h p r o b lem .   T h g o als  o f   P B L   ar to   d ev elo p   k n o w led g o f   cr ea tiv it y ,   p r o b lem - s o l v i n g   s k ills ,   s el f - s t u d y ,   co llab o r atio n   s k ill s   an d   i n tr i n s ic  m o ti v atio n   [ 3 8 ] .   I n   th is   s ec t io n ,   th r esear c h   f o c u s e s   o n   co n d u ctiv it y   o n   w ater .   T h u s   th p u r p o s o f   th i s   s tu d y   is   to   i m p r o v s t u d en ts '   m e n tal  m o d el s   u s i n g   t h P B L   m o d el.       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1 .   Resea rc de s ig n   T h is   s t u d y   w as   q u asi   ex p er i m en t e m p lo y ed   p r etest - p o s tt est  co n tr o g o r u p   d esi g n .   T h is   s t u d y   h a s   t w o   v ar iab les,  n a m el y   th i n d ep en d en v ar iab le  an d   th d ep en d en v ar iab le.   T h in d ep en d en v ar iab les  i n   th i s   r esear ch   ar PB L   m o d el  in   th ex p er i m en tal  class   an d   co n v en tio n a lear n in g   in   th co n tr o cl ass ,     th d ep en d en v ar iab le  o f   th m en tal  m o d el.     2 . 2 .   Resea rc po pu la t io n a nd   s a m p le   T h p o p u latio n   o f   th i s   r esear ch   is   th 2 n d   s e m ester   s t u d en ts   w h o   tak t h b asic  s cien ce   an d   b asic   s cien ce   b asic  co u r s i n   ele m en tar y   s ch o o teac h er   ed u ca tio n   p r o g r a m   ( P GSD) ,   P atti m u r U n i v er s it y .     T h s am p li n g   tech n iq u u s ed   in   th i s   s tu d y   i s   C lu s ter   R an d o m   Sa m p li n g   b y   r an d o m l y   s ele ctin g .   B asic  s cien ce   co n ce p class   i s   as  e x p er i m e n tal  class   a n d   n a tu r al  s cien ce   class   as   co n tr o clas s .   T h n u m b er   o f   s a m p les  i s     7 2   w i th   t h ex p er i m en class   ca teg o r y   o f   3 6   s tu d en ts   an d   th co n tr o class   o f   3 6   s t u d en ts .   A ll  cla s s e s   ar e   tau g h t te m p er atu r a n d   h ea t to p ics th at  ar m o r f o c u s ed   o n   co n d u cti v it y   in   w ater .     2 . 3 .   Resea rc ins t ru m ent s   Gr ain   o f   m e n tal  m o d el  is   u s e d   as  m e n tal  m o d el  o f   t h s t u d en t s   af ter   b ein g   tr ea ted   w it h   p r o b le m   b ased   lear n in g   ( P B L )   m o d el.   T h item   o f   m e n ta m o d el   is   d iag n o s tic  te s w it h   1   d is co u r s an d   h as     3   q u esti o n s   f r o m   t h m ac r o s c o p ic  lev el  to   th m icr o s co p ic.   A s   f o r   th t y p o f   m en tal  m o d el  ad o p ts   r atin g   co lu m n   f r o m   lev e ls   1   to   5 ,   as sh o w n   i n   T ab le  1   [ 9 ] .       T ab le  1 .   I n d icato r s   o f   m e n tal  m o d el s     M e n t a l   M o d e l   Ty p e   C r i t e r i a   1   ( Ea r l y   M e n t a l   M o d e l )   S t u d e n t s   A r e   N o t   A b l e   T o   A n sw e r   W i t h   T h e   C o n c e p t   T h a t   I I n   I t   O r   C a n   N o t   D e scri b e   I t   A n d   S c i e n t i f i c a l l y   U n a c c e p t a b l e   F o r   N o t   H a v i n g   A n y   C o n c e p t .   2   ( I n t e r m e d i a t e   M e n t a l   mo d e l   1 )   S t u d e n t s   A l r e a d y   B e g i n   t o   B e   A b l e   t o   A n sw e r   C o r r e c t l y   W i t h   T h e   C o n c e p t   T h a t   I I n   H i W i t h   T h e   M o d e l   T h a t   i S t a r t e d   t o   b e   F o r me d   A n d   I t s E x p l a n a t i o n   B e c o me s Sci e n t i f i c   N e a r e r   W i t h   T r u t h .   3   ( I n t e r m e d i a t e   M e n t a l   mo d e l   2)   S t u d e n t s   A l r e a d y   B e g i n   T o   B e   A b l e   t o   A n s w e r   C o r r e c t l y   W i t h   T h e   C o n c e p t   T h a t   I I n   H i W i t h   T h e   M o d e l   T h a t   i S t a r t e d   t o   b e   F o r me d     T h a t     T h e   Ex p l a n a t i o n   I s Part l y   T r u e   A n d   B e i n g   S c i e n t i f i c   N e a r e r   W i t h   T h e   T r u t h .   4   ( I n t e r m e d i a t e   M e n t a l   mo d e l   3)   S t u d e n t s   A b l e   t o   A n s w e r   R i g h t l y   a n d   P r o v i d e   T r u e   Ex p l a n a t i o n s ,   B e si d e s B e i n g   A b l e   t o   P r o v i d e   P r o p e r   A n sw e r s Sci e n t i f i c a l l y   C a n   B e   A c c e p t e d   S c i e n t i f i c a l l y   N e a r e r   W i t h   T r u t h .   5   T a r g e t   M e n t a l   M o d e l   S t u d e n t s   A r e   A b l e   T o   A n s w e r   C o r r e c t l y   A n d   P r o v i d e   C o r r e c t   Ex p l a n a t i o n ,   B e si d e s B e i n g   A b l e   T o   P r o v i d e   C o r r e c t   C o n c e p t u a l   S c i e n t i f i c   A n sw e r s ,   C a n   B e   A c c e p t e d   S c i e n t i f i c a l l y   A n d   Ex p l a i n   T h e   S t r u c t u r e   C o r r e c t l y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E v al  &   R e s   E d u c .     I SS N:  2252 - 8822       P r o b lem  b a s ed   lea r n in g :   S tu d en ts   men ta l m o d el s   o n   w a ter  co n d u ctivity  co n ce p ( Jo h n   R a fa fy  B a tlo lo n a )   271   2 . 4 .   Da t a   co llect io n t ec hn iqu e   Data   co llectio n   o n   t h r e s ea r ch   w a s   d o n g r ad u all y   to   b ab l to   o b tain   t h n ec es s ar y   d ata   in   s t u d y .   T h er ar th r ee   s tag es  o f   d ata  co llectio n   in   t h i s   s t u d y .   T h s tag es  o f   d ata  co llect io n   ar p r etest  in     th e x p er i m e n tal  cla s s   a n d   co n tr o class   w it h   v alid ated   in s tr u m e n b y   th v alid ato r ,   t h e n   ca r r y i n g   o u t     th lear n in g   p r o ce s s   u s in g   t h e   P B L   m o d el  an d   u s in g   t h m en tal  m o d el  i n s tr u m e n in   th e   ex p er i m e n tal  c las s   an d   th co n v e n tio n al  lear n i n g   p r o ce s s   in   th co n tr o l   class .   T h last   s tag p er f o r m s   p o s ttes o n     th ex p er i m en tal  class   a n d   co n tr o l c lass .     2 . 5 .   Da t a   a na l y s is   Data   an al y s i s   is   an   ac ti v it y   af ter   d ata  f r o m   all  r esp o n d en ts   o r   o th er   d ata  s o u r ce s   is   co llected .     T h d ata   o b tain ed   f r o m   th i s   s tu d y   ar q u an t itati v d ata  o b tain ed   f r o m   th r esu lts   o f   m en tal  m o d el  test s .     T o   s ee   th i m p r o v e m e n o f   s tu d e n ts '   m e n tal  m o d els  u s in g   t h g ain   s co r w h ile  t h s tatis tical   test s   f o r   n o r m alit y   an d   h o m o g e n eit y   te s ts   an d   f u r th er   test i n g   t w o - w a y   ANOV A   A d v a n ce d   T ests   ar ass is ted   b y   SP SS   v er s io n   2 0   f o r   W in d o w s .       3.   RE SU L T A ND  D I SCU SS I O   P r etest  d ata  w as  o b tain ed   f r o m   t w o   clas s es,  n a m el y   th e x p er i m e n tal  clas s   an d   th co n tr o class .     A   s u m m ar y   o f   t h r es u lts   o f   t h p r etest  m a s ter y   o f   co n ce p ts   ca n   b s ee n   in   T ab le  2 .   B ase d   o n   T a b le  2 ,   it  ca n   b s ee n   t h at  t h a v er ag p r etes t v al u o f   th e x p er i m e n tal   cla s s   m en tal  m o d e l i s   3 3 ,   w h i le  f o r   th co n tr o l c las s   is   3 1 . 3 .   T h d if f er en ce   b et w ee n   th a v er ag p r etest  v a lu o f   th m e n tal  m o d el  b et w ee n   th e   ex p er i m en tal  clas s   an d   th e   co n tr o cla s s   i s   1 . 7 .   T h a v er ag p r etest   v al u o f   t h ex p er i m e n tal   clas s   m en ta m o d el   is   h i g h er   th a n   th co n tr o class .   T h m e n tal  m o d el  p o s ttes d ata  w as  o b tain ed   f r o m   th ex p er i m en tal  class   lear n i n g   to   u s e   P B L   m o d els  an d   co n tr o clas s es  t h at  lear n ed   to   u s co n v en tio n al  m o d els.  S u m m ar y   o f   p o s ttes r e s u l o f   m en tal  m o d el  ca n   b s ee n   in   T ab le  3 .       T ab le  2 .   Su m m ar y   o f   p r etest  m en tal  m o d el  r es u lts   V a r i a b l e   Ex p e r i me n t   C l a ss   C o n t r o l   C l a ss   A v e r a g e   33   31 . 3   T h e   h i g h e st   S c o r e   66 . 7   60   T h e   L o w e st   S c o r e   13 . 3   13 . 3   N u mb e r   o f   S a m p l e s   36   36       T ab le  3 .   Su m m ar y   o f   p o s tte s r esu lt o f   m e n tal  m o d el   V a r i a b l e   Ex p e r i me n t   C l a ss   C o n t r o l   C l a ss   A v e r a g e   73 . 5   52 . 4   T h e   h i g h e st   S c o r e   93 . 3   86 . 7   T h e   L o w e st   S c o r e   53 . 3   26 . 7   N u mb e r   o f   S a m p l e s   36   36       T ab le   3   s h o w s   t h at  t h m ea n   v alu o f   p o s ttes m en tal  m o d e o f   ex p er i m e n tal  clas s   is   7 3 . 5 ,   w h ile  f o r   th co n tr o class   is   5 2 . 4 .   Dif f er en ce   in   m ea n   p o s ttes o f   m e n tal  m o d el  b et w ee n   ex p er i m e n class   a n d   co n tr o l   class   is   2 1 . 1 .   T h m ea n   p o s ttes g r ad o f   th ex p er i m e n tal  m o d el  is   h i g h er   th a n   t h co n tr o class .   Gain   s co r e   is   u s ed   to   d eter m i n th i m p r o v e m e n o f   m e n tal  m o d els  o f   s tu d en t s   b et w ee n   b ef o r an d   af ter   b ein g   tr ea ted   w it h   t h g ai n   f o r m u la  p o s tte s -   p r etest.  T h m e n tal  m o d el 's  g ai n   s co r d ata  ca n   b s ee n   i n   T ab le  4 .   B ased   o n   T a b le  4 ,   it  ca n   b e   s ee n   th at  th av er a g s co r g ain   s co r o f   th ex p er i m en ta class   m e n ta l   m o d el  is   4 1 . 7 ,   w h ile  f o r   th co n tr o class   is   2 2 . 2 .   D if f er en ce   b et w ee n   th m ea n   s co r o f   co n ce p co m p r e h en s io n   s co r b et w ee n   th ex p er i m e n tal  clas s   a n d   th e   co n tr o clas s   is   1 9 . 5 .   T h av er ag s co r g ain   s co r o f   th e x p er i m e n tal  m o d el  is   h i g h er   t h a n   th e   co n tr o class .   Af ter   g r o u p i n g   b ase d   o n   in itia ab ilit y ,     w o b tain ed   t h b r ea k d o w n   o f   h i g h   an d   lo w   in itial  ab ilit y   s tu d en t s   in   t h m en ta m o d el  g ain   s co r p r e s en ted     in   T ab le  5 .       T ab le  4 .   Gain   s co r m e n tal  m o d el   V a r i a b l e   Ex p e r i me n t   C l a ss   C o n t r o l   C l a ss   A v e r a g e   41 . 7   22 . 2   T h e   h i g h e st   S c o r e   6 6 . 7   46 . 7   T h e   L o w e st   S c o r e   13 . 3   6 . 6   N u mb e r   o f   S a m p l e s   36   36   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2252 - 8822   I n t.  J .   E v al .   &   R es .   E d u c Vo l.   9 ,   No .   2 J u n 2 0 2 0 :   2 6 9   -   2 7 7   272   T ab le  5 .   N - g ain   s co r m en ta l m o d el s   b ased   o n   in it ial  ab ilit y   V a r i a b l e   Ex p e r i me n t   C l a ss   C o n t r o l   C l a ss   Ea r l y   H i g h   A b i l i t y   44 . 4   2 7 . 8   I n i t i a l   L o w   C a p a b i l i t y   3 8 . 9   1 6 . 7       T ab le   5   r ev ea ls   th at  th av er a g g ai n   s co r o f   m e n tal  m o d e ls   in   s t u d en t s   w ith   h ig h   in itial   a b ilit y   i n   ex p er i m e n tal  cla s s   4 4 . 4   an d   c o n tr o class   2 7 . 8 .   Dif f er e n ce   i n   t h a v er ag m e n tal  g ai n   s co r f o r   s t u d en t s   w it h   h ig h   i n it ial  ab ilit y   is   1 6 . 6 .   W h ile  t h a v er ag g ai n   s co r o f   th m en tal  m o d el  o n   th lo w - ab ilit y   s t u d en ts   i n     th e x p er i m e n tal  cla s s   w as  3 8 . 9   an d   th co n tr o clas s   1 6 . 7   w ith   d i f f er en ce   o f   2 2 . 2 .   Deta ils   o f   g ai n   s co r es  o n   m aster y   o f   h ig h   s k illed   s tu d e n t c o n ce p t a r p r esen ted   in   T ab le  6 .       T ab le  6 .   Gain   s co r m e n tal  m o d els o f   h i g h   ea r l y   ca p ab ilit y   V a r i a b l e   Ex p e r i me n t   C l a ss   C o n t r o l   C l a ss   A v e r a g e   4 4 . 4   2 7 . 8   T h e   h i g h e st   S c o r e   6 6 . 7   4 6 . 7   T h e   L o w e st   S c o r e   1 3 . 3   6. 7   N u mb e r   o f   S a m p l e s   12   12       T ab le  6   s h o w s   th at  th m e n t al  m o d el  g ai n s   a v er ag s co r f o r   s tu d e n ts   w i th   h i g h   i n it ial   ab ilit y   i n     th ex p er i m e n tal  clas s   4 4 . 4   an d   th co n tr o class   2 7 . 8 .   T h d if f er en ce   in   th av er a g g ai n   s co r o f   th m e n ta l   m o d el  o n   t h s t u d en w it h   h i g h   i n itial  ab ilit y   is   1 6 . 6 .   T h m ea n   v a lu o f   t h m e n tal  m o d el  g ain   s co r in     th h i g h - ab il it y   s tu d e n ts   i n   t h ex p er i m en tal  clas s   is   h i g h e r   th an   t h co n tr o class .   T h d etails  o f   th g ai n   s co r o f   m en tal  m o d els o f   s t u d en ts   w it h   lo w   in itial a b ilit ie s   ar p r esen ted   in   T ab le  7 .       T ab le  7 .   Gain   s co r m e n tal  m o d els lo w   ea r   ca p ab ilit y   V a r i a b l e   Ex p e r i me n t   C l a ss   C o n t r o l   C l a ss   A v e r a g e   38 . 9   16 . 7   T h e   h i g h e st   S c o r e   60 . 0   33 . 4   T h e   L o w e st   S c o r e   13 . 3   6 . 6   N u mb e r   o f   S a m p l e s   12   12       T ab le   7   ex p lain s   th at  th av e r ag g ain   s co r o f   m e n tal  m o d els  o n   h ig h - ab ili t y   s t u d en t s   is   h i g h   i n     th ex p er i m e n tal  clas s   3 8 . 9   an d   th co n tr o class   1 6 . 7.   T h d if f er en ce   in   th av er a g g ai n   s co r o f   th m e n ta l   m o d el  o n   t h lo w - s k illed   s t u d en is   2 2 . 2 .   T h m ea n   v alu o f   th m e n tal  m o d el  g a in   s co r e   in   th lo w - ab ilit y   s tu d e n ts   i n   th ex p er i m en ta class   is   h ig h er   th a n   th co n tr o class .   Descr ip tio n   o f   tes r esu l o f   n o r m alit y   d at a   m aster y   ex p er i m en m e n tal  m o d el  a n d   co n tr o class   w it h   5 s ig n if ica n ce   v a lu i s   p r esen ted   in   T ab le  8 .   B ased   o n   T ab le  8   it  is   k n o w n   th at  th m en tal  m o d el  d ata  o f   th e x p er i m e n tal  clas s   an d   t h co n tr o class   h as  L hit   <L ta b   s o   th at  b o th   d ata   ar n o r m al l y   d is tr ib u ted .   T h r esu lt s   o f   th m e n tal  m o d el  h o m o g en e it y   tes o f     th ex p er i m en tal  class   a n d   co n tr o l c lass   f o r   th 5 % s ig n i f ica n ce   v alu ar p r esen ted   i n   T ab l 9 .       T ab le  8 .   Su m m ar y   o f   m e n tal  m o d el  d ata  n o r m alit y   test   r es u lt s   D a t a   T y p e   C l a ss   L c o un t   L t a b l e   N o t e   G a i n   S c o r e   Ex p e r i me n t   0 . 1 2 8 7 1 4   0 . 1 4 7 6 6 7   N o r mal   C o n t r o l   0 . 1 2 1 8 3 7   0 . 1 4 7 6 6 7   N o r mal       T ab le  9 .   Su m m ar y   o f   h o m o g e n eit y   test   r es u lt s   o f   m en ta m o d els   D a t a   T y p e   F c o un t   F t a b l e   N o t e   G a i n   S c o r e   1 . 7 7 4 5 8   3 . 1 2 7 6 7   H o mo g e n       T ab le  9   s h o w s   th h o m o g e n eit y   test   r es u lt s ;   it  ca n   b s ee n   t h at  F count   <F table   w h i ch   m ea n s     th m e n tal  m o d el  b et w ee n   t h e x p er i m e n tal  a n d   co n tr o class es   h a s   h o m o g en eo u s   v ar ian ce .   B ased   o n   h y p o t h esi s   p r er eq u is ite  test   r e s u lt  t h at  i s   n o r m a lit y   test   a n d   h o m o g en eit y   te s t,  it  is   o b tain e d   th at  m e n tal  m o d el   d ata  is   n o r m al  an d   h o m o g e n o u s   d is tr ib u ted ,   s o   to   test   h y p o th esi s   ca n   b u s ed   p ar am etr ic   test   th at  is   test   o f   T w o - w a y   ANOV A .   S u m m ar y   o f   T w o - w a y   ANOV A   ca lc u l atio n   r esu l o f   ex p er i m en ta cl ass   d ata  m o d el  an d   co n tr o l c lass   ca n   b s ee n   in   T ab le  1 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E v al  &   R e s   E d u c .     I SS N:  2252 - 8822       P r o b lem  b a s ed   lea r n in g :   S tu d en ts   men ta l m o d el s   o n   w a ter  co n d u ctivity  co n ce p ( Jo h n   R a fa fy  B a tlo lo n a )   273   T ab le  1 0 .   Su m m ar y   o f   t w o - w a y   A NOV A   d ata  o n   m e n tal  m o d els   S o u r c e   o f   V a r i a t i o n   SS   df   MS   F c o un t   P - v a l u e   F t a b l e   B e t w e e n   Ea r l y   A b i l i t i e s (B)   8 3 6 . 67   1   8 3 6 . 67   4 . 29   0 . 04   4 . 06   B e t w e e n   L e a r n i n g   ( A )   4 5 3 3 . 15   1   4 5 3 3 . 15   23 . 26   1 . 7 2 E - 05   4 . 06   I n t e r a c t i o n   92 . 96   1   92 . 96   0 . 48   0 . 49   4 . 06   I n   G r o u p   ( D )   8 5 7 3 . 29   44   1 9 4 . 85         T o t a l   1 4 0 3 6 . 08   47               B ased   o n   T ab le  1 0   ca lcu latio n   b et w ee n   lear n i n g   ( A )   is   k n o w n   t h at  F A - c ount F tab le   is   2 3 . 2 6   4 . 0 6 ,     s o   H o   is   r ej ec ted   an d   H a   is   a cc ep ted .   So   it  ca n   b c o n clu d ed   th at  th i m p r o v e m e n o f   m en ta m o d els  o f   s tu d e n ts   w h o   s t u d y   w ith   P B L   m o d el s   is   h i g h er   th a n   s t u d en ts   w h o   lear n   w i th   co n v e n tio n al  lear n in g .   B ased   o n   T ab le  1 1   ca lcu latio n   b et w ee n   in itial  ab ilit y   ( B )   is   k n o w n   th at  FB - ar ith m etic>   F table   is   4 . 2 9 3 9 7 4 . 0 6 1 7 1 ,     th en   Ho   is   r ej ec ted   an d   Ha   ac ce p ted .   So   it  ca n   b c o n clu d ed   th at  th i m p r o v e m e n o f   m e n tal  m o d els  o f   s tu d e n ts   w it h   h ig h - ab ilit y   ea r l y   h i g h - lear n i n g   lear n i n g   w i t h   P B L   m o d el  is   h i g h er   th a n   s tu d e n ts   w h o   lear n   w it h   co n v e n tio n al  lear n in g B ased   o n   th e   T ab le  1 1   th in ter ac tio n   b et w ee n   th e   in iti al  ab ilit y   ( A )   w it h     th in ter m ed iate  ab ilit y   ( B )   i s   k n o w n   t h at  F count   <F table   is   0 . 4 7 7 1 0 8   4 . 0 6 1 7 1 ,   th en   H o   is   r ej ec te d   an d     H a   ac ce p ted .   So   it   ca n   b e   co n clu d ed   th er is   n o   in t er ac tio n   b et w ee n   th P B L   m o d el  an d   th h i g h - lo w   i n it ial  ab ilit y   to   th i m p r o v e m e n o f   th m en tal  m o d el.   Fu r t h er m o r e,   f u r th er   test s   w er co n d u c t ed   u s in g   th T u k e y   test   w h ich   r es u lt s   ar p r esen te d   in   T ab le  1 1 .       T ab le  1 1 .   T u k ey   te s t r es u lts   f o r   m e n tal  m o d el     Q 1A - 3A   Q 1B - 3B   Q c o u n t   8 . 26   11 . 03   Q tab l e   3 . 43   3 . 43       Fro m   th e   ad v a n ce d   test   a n al y s i s ,   th T u k e y   test   p r ese n te d   in   T ab le  1 1   o b tain ed   th r esu lt s   o f     Q 1A - 3A > Q table ,   t h e n   H o   w a s   r ej ec ted   an d   H a   w as   ac ce p ted .   So   it c an   b co n clu d ed   t h at  t h i n cr ea s ed   m aster y   o f     th co n ce p o f   h ig h   in itial   ab ilit y   to   lear n   w i th   P B L   is   h ig h er   t h an   s tu d e n ts   w h o   lear n   w it h   co n v e n tio n al   lear n in g .   I n   ad d itio n ,   f r o m   t h ad v a n ce d   test   a n al y s i s ,   t h T u k e y   tes p r esen te d   i n   T ab le  1 1   o b tain ed     th r es u lt s   o f   Q 1B - 3B Q tab le ,   s o   H o   w as  r ej ec ted   an d   H a   w a s   a cc ep ted .   So   it  ca n   b co n cl u d e d   th at  t h i n cr ea s in   m a s ter y   o f   t h co n ce p o f   s tu d e n ts   w it h   lo w   i n itia ab ilit ies  w h o   lear n   w it h   P B L   is   h ig h er   t h an   s t u d en ts   w h o   lear n   w it h   co n v en tio n al  l ea r n in g .   T h r esu lts   o f   r ea d ata  in   th ex p er i m e n t s   p r o v th at   w h en   t h te m p er at u r in cr ea s ed   th en     th p ar ticles  w i ll  m o v f aster   an d   th v o lu m o f   w ater   also   in cr ea s es  a n d   v ice  v er s w h e n   th te m p er atu r is   lo w er ed   th e   p ar ticle  m o v e m e n i s   s lo w er   s o   th at   t h v o l u m o f   w ater   al s o   d ec r ea s es.  T h is   ca n   b s h o w n   i n   Fig u r 1   ( a )   an d   Fig u r e   1   ( b ) .   Fu r th er m o r e ,   p r o o f   o f   m en ta l   m o d el  o f   s t u d en t h r o u g h   v ir t u al  ac tiv it y   s h o w n   in   Fig u r 2   ( a )   an d   Fig u r 2   ( b ) .   T h r esu lts   o f   co n v er s atio n s   w it h   s tu d e n ts   i n   th ex p er im en tal  an d   co n tr o class   to   p r o v th m en ta m o d el  o f   th s t u d en ts   ca n   b s h o wn   in   T ab le  1 2 .           ( a)   ( b )     Fig u r 1   ( a ) .   T h s tate  o f   th p ar ticle  w h e n   th te m p er atu r i s   in cr ea s ed   b y   1 8 0   C   ( b ) .   T h s tate  o f   th p ar ticle  wh en   t h te m p er at u r is   lo w er e d   4 0   C       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2252 - 8822   I n t.  J .   E v al .   &   R es .   E d u c Vo l.   9 ,   No .   2 J u n 2 0 2 0 :   2 6 9   -   2 7 7   274       ( a)   ( b )     Fig u r 2   ( a ) .   T h s tate  o f   th p ar ticle  w h e n   th te m p er atu r i s   in cr ea s ed   b y   2 0 4 2   K,     ( b ) .   P ar ticle  s tate  w h en   te m p er atu r d ec r ea s es 1   K       T ab le  1 2 .   R esu lt   o f   co n v er s ati o n s   w it h   s t u d en t s   in   t h e x p er im en tal  an d   co n tr o l c las s   S t u d e n t s   Q u e st i o n s   A n s w e r s   C l a ss   T h e   t y p e   o f   me n t a l   mo d e l   S 20   W h a t   i s   t h e   st a t e   o f   t h e   w a t e r   p a r t i c l e   w h e n   t h e   t e m p e r a t u r e   i s   i n c r e a se d ? .   T h e   e n e r g i e s o f   t h e   c o n st i t u e n t   p a r t i c l e s g e t   b i g g e r   a n d   t h e   p a r t i c l e mo v e   f a st e r   Ex p e r i me n t   I n t e r me d i a t e   3   S 30   D e scri b e   t h e   st a t e   o f   w a t e r   p a r t i c l e s w h e n   in   t h e   mo r n i n g   a n d   d u r i n g   t h e   d a y .             T a r g e t   M e n t a l   M o d e l   S 2   W h a t   i s   t h e   st a t e   o f   a   p a r t i c l e   w h e n   t h e   w a t e r   t e mp e r a t u r e   i a t   0 °   C ?   W a t e r   p a r t i c l e s mo v e   f a st e r   j u s t   l i k e   w h e n   w a t e r   i h e a t e d   C o n t r o l   Ea r l y   M e n t a l   M o d e l   S 5   W h e n   w a t e r   b e c o me i c e   ( 0 0 c ,   e n e r g y   i n   w a t e r   mo l e c u l e s st i l l   e x i st s? .   T h e   mo l e c u l e s i n   w a t e r   st i l l   h a v e   e n e r g y ,   a n d   t h e   a t o mi c   mo t i o n   i s m u c h   sl o w e r .     I n t e r me d i a t e   3       T h m en tal  m o d el  o f   th ex p er i m en tal  class   s t u d en t s   w h o   w er tau g h w it h   th P B L   m o d el  w as   h ig h er   t h an   t h co n tr o class   t h at  w as  ta u g h w i th   co n v e n ti o n al  lear n i n g .   B ased   o n   th h y p o t h esi s   test   u s i n g   T w o - w a y   A N OV A ,   it  h as  b e en   co n clu d ed   th at  t h i m p r o v e m en o f   m e n tal  m o d els  o f   s tu d en t s   w h o   s t u d y     w it h   P B L   m o d els  i s   h ig h er   t h an   th o s w h o   lear n   w it h   co n v e n tio n al  lear n in g .   I n   P B L   s tu d e n ts   ar d ir ec tl y     in v o l v ed   in   lear n i n g   ac tiv it i es  s o   as  to   p r o v id m o r o p p o r tu n itie s   to   ac co m m o d ate  an d   u n d er s ta n d     in f o r m atio [ 3 9 40] .   I n v o lv e m en i n   t h lear n i n g   p r o ce s s   allo w s   s t u d en ts   to   b ab le  t o   u s th eir   m e n tal   p r o ce s s es  to   d is co v er   co n c ep o r   th eo r y   b ein g   s tu d ied   [ 4 1 ] .   T h co n ce p o f   ch e m ica l   r ea ctio n s   b et w ee n   p ar ticl es c an   b illu s tr ated   in   P in g - P o n g   b alls   as i n   Fi g u r 3 .       T h e   t e mp e r a t u r e   i s l o w e r e d   T h e   t e mp e r a t u r e   i l o w e r e d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E v al  &   R e s   E d u c .     I SS N:  2252 - 8822       P r o b lem  b a s ed   lea r n in g :   S tu d en ts   men ta l m o d el s   o n   w a ter  co n d u ctivity  co n ce p ( Jo h n   R a fa fy  B a tlo lo n a )   275       Fig u r 3 .   P in g - p o n g   b all  as a n   an alo g y   m o d el  f o r   ch e m ical  r ea ctio n s   b et w ee n   p ar ticles       A t h b eg in n i n g   o f   th m ee ti n g   s t u d en ts   s til h av d i f f ic u lt y   i n   f o r m u la tin g   p r o b lem s   an d   m a k i n g   h y p o t h eses .   T h n ex m ee ti n g ,   s t u d en ts   b eg i n   to   u n d er s tan d   th a to   f o r m u late  th p r o b lem   an d   m a k e     th h y p o th e s is   co m es   f r o m   th o b s er v at io n   ac ti v itie s   at  th e   b e g in n i n g   o f   lear n i n g ,   th e   p u r p o s o f     th ex p er i m e n an d   th s t u d y   o f   t h liter atu r e.   Af ter   s t u d en ts   ca n   f o r m u late  h y p o t h esi s   th e n   s tu d e n ts   co n d u ct  an   e x p er i m e n t.  S tu d e n ts   e x p er i m e n ac ti v el y   to   tes t   th co r r ec tn es s   o f   t h h y p o t h esi s   th a h a s   b ee n   m ad e   b y   s tu d e n ts .   B y   ex p er i m en tin g   w i th   lear n i n g   b ec o m es  m o r i n ter esti n g ,   s t u d en ts   h av f u ll  a tten t io n   to     th m ater ial  t h e y   ar lear n in g   an d   t h s t u d en ts   ar m o r e   ac tiv e.   I n   ad d itio n ,   s tu d e n ts   ar also   tr ain ed   to   an al y ze   th e m p ir ical  d ata,   s o   as  to   f o r m   t h e   m aster y   o f   t h e ir   co n ce p ts .   P B L s   h a v an   ad v an ta g i n   e n g a g i n g   s tu d e n ts   i n   s m all  g r o u p s   w it h   r ea l - w o r ld   p r o b lem s   in   d e f in in g   t h k n o w led g an d   in v es t ig atio n s   n ee d ed   to   s o lv p r o b lem s .   P B L   also   f a cilitates  s t u d en t s   in   s o lv in g   p r o b lem s   a n d   ch o o s in g   n e w   wa y s   s o   as  to   s o lv e   ex is t in g   p r o b lem s   [ 4 2 ] .   Hig h l y   s k illed   g r o u p   o f   s tu d e n ts   w h o   ar tau g h b y   P B L   h av h ig h er   m en ta m o d el  th an   s tu d e n t s   lear n in g   w it h   co n v en tio n al  le ar n in g   as  w ell  as  lo w - s k illed   s tu d e n g r o u p s .   T h is   is   b ec au s th ex p er i m en ta ac tiv itie s   u n d er tak e n   d u r i n g   t h lear n i n g   ar d o n in   g r o u p s .   Use  o f   g r o u p   lear n i n g   ca n   i m p r o v s tu d e n t   ac ad em ic  ac h iev e m e n an d   h e lp   ac h iev b etter   u n d er s tan d in g   o f   th co n ce p ts   o f   p h y s ic s   [ 4 3 ] .   Dis cu s s io n s   w er co n d u cted   b y   s t u d en ts   d u r in g   t h e x p er i m e n to   o b tain   d ata,   p r o ce s s   d ata  in   h y p o t h e s is   te s ti n g   an d   d r a co n clu s io n s .   Du r in g   t h d is cu s s io n   t h er is   p ee r   tu to r   in   h is   g r o u p   s o   th at  all  m e m b er s   p l ay   a n   ac tiv r o le   d u r in g   th lear n in g   ac ti v itie s .   T h m en ta m o d el  ca n   b s ee n   f r o m   s tu d e n ts ab ilit y   to   s o l v t h co g n iti v p r o b le m   co n s is ti n g   o f   C4 - C 6   p r o b lem .   T h I m p r o v ed   m e n tal  m o d el  r esu l ts   s h o w   t h ex p er i m e n clas s   is   b et ter   th an   t h co n tr o l   class   o n   ea ch   lev e o f   t h q u esti o n .   T h i s   is   b ec au s e   th ex p er i m e n tal  c lass   s t u d en t s   ar ac cu s to m e d     to   ex p er i m en tin g   i n   r ea an d   v ir tu o u s   P h et  an i m atio n s   to   f in d   co n ce p ts .   I n   ad d itio n   th e x p er i m e n tal     class   also   f ac ilit a ted   p h y s ics  lear n i n g   w eb s ite   f r o m   t h Un i ted   S tates  ( C o lo r ad o :   h ttp s :/ /p h et. co lo r ad o . ed u /en /s i m u latio n s /cate g o r y / h t m l)   to   s u p p o r th lear n in g   ac ti v iti es,  s o   th at ' s   w h er e     th m aster y   o f   th co n ce p o f   s tu d e n ts   in cr ea s e s .   T h f o llo w i n g   is   s h o w n   b y   t h p ar ticl o f   t h r ee   d if f er en t   s u b s ta n ce s   i n   Fi g u r e   4.           Fig u r 4 .   Sch e m o f   s u b s ta n ce   ch an g f r o m   s o li d ,   liq u id   to   g as        I n   co n tr ast  to   s o lid s ,   liq u id s   h av less   o r g an ized   a n d   les s   d en s p ar ticles  t h a n   t h co m p o s itio n   o f   p ar ticles  in   s o lid s .   T h is   is   w h a ca u s e s   th p ar ticle s   to   m o v f r ee l y   to   d i f f er e n p lace s .   Ho w e v er ,   th m o lecu le  p ar ticles  ca n n o s ep ar ate  t h e m s el v es   f r o m   t h g r o u p .   T h is   s it u atio n   ca u s es  t h v o lu m o f   liq u id s   to   r e m ai n   co n s ta n t,  alth o u g h   t h s h ap al w a y s   c h a n g e s   in   p lace .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2252 - 8822   I n t.  J .   E v al .   &   R es .   E d u c Vo l.   9 ,   No .   2 J u n 2 0 2 0 :   2 6 9   -   2 7 7   276   T h r esu lts   o f   th s t u d en t s w o r k   i n   t h e x p er i m e n tal  a n d   co n tr o class   p r o v ed   s ig n i f ica n d if f er e n ce .   T h is   ca n   b p r o v ed   b y   th r es u lt s   o f   t h ex p e r i m en tal  class   w o r k   th at  a n s w er s   b etter   b ec au s e     th s tu d e n ts   h a v b ee n   ta u g h w it h   t h co r r ec co n ce p b o th   i n   t h f o r m   o f   p r ac tice  a n d   s i m u latio n   t h at  s ti m u la t es b etter   u n d er s tan d i n g   o f   s t u d en t   co n ce p ts .   B y   P B L ,   s tu d e n ts   also   ca n   s ea r ch   a n d   f i n d   an s w er s   b ased   o n   p er s o n al  e x p er ien ce s   o f   ea ch   s t u d en an d   ca n   b s h a r ed   w it h   f r ien d s .   C o n tr o g r o u p s   r el y   m o r o n   in d iv id u al  ab ilit y   to   an s w er   q u esti o n s   an d   ar less   s u p p o r ted   b y   m o r m o d er n   lear n i n g   s o   th at  s t u d en ts k n o w led g to   an s w er   q u e s tio n s   b ec o m e s   d o u b tf u l a n d   f ar   f r o m   th s cie n ti f ic  co n ce p ts   o f   e x p er ts .       4.   CO NCLU SI O N     B ased   o n   th r es u lts   o f   ex i s ti n g   r esear ch ,   s e v er al  co n cl u s io n s   ar p u f o r w ar d .   ( 1 )   I n cr ea s ed   m a s ter y   o f   s t u d en t s '   co n ce p ts   s t u d ied   w i th   P B L   i s   h ig h er   t h an   s tu d en t s   w h o   lear n   w i th   co n v en t io n al  lear n i n g .     ( 2 )   I m p r o v ed   m e n tal  m o d el s   o f   s t u d en t s   w it h   h ig h   ea r l y   ca p ab ilit y   w h o   lear n   b y   P B L   is   h ig h er   t h an   s t u d en t s   lear n in g   w i th   co n v e n tio n al   le ar n in g .   ( 3 )   I m p r o v e m e n o f   l o w - s k illed   s t u d en m e n tal  m o d els  lear n in g   w i th   P B L   is   h ig h er   th an   s t u d en ts   l ea r n in g   w it h   co n v e n tio n a lear n in g .   T h u s   th P B L   m o d el  ca n   b r ec o m m e n d ed   in   i m p r o v i n g   s t u d en t s '   m e n ta m o d els  o n   te m p er atu r an d   h ea to p ics.  T h im p licatio n   in   th i s   s tu d y   is   to   i m p r o v th m e n tal  m o d el  o f   s tu d en t s   as a g e n t s   o f   ch a n g in   s cien ce   ed u ca tio n .       RE F E R E NC E S     [1 ]   G .   Ga rd n e r,   G .   Jo n e s,   A .   T a y lo r,   J .   F o rre ste r,   a n d   L .   Ro b e rtso n ,   S t u d e n ts’   risk   p e rc e p ti o n s   o f   n a n o tec h n o l o g y   a p p li c a ti o n s: I m p l ica t io n s f o sc ien c e   e d u c a ti o n ,   In t .   J .   S c i.   E d u c . ,   v o l.   3 2 ,   n o .   1 4 ,   p p .   1 9 5 1 1 9 6 9 ,   2 0 1 0 .   [2 ]   M .   He g a rt y ,   M .   S ti e f f ,   a n d   B.   L .   Dix o n ,   Co g n it iv e   c h a n g e   in   m e n tal  m o d e ls  w it h   e x p e rien c e   in   t h e   d o m a in   o f   o rg a n ic ch e m istr y ,   J .   Co g n .   Psy c h o l. ,   v o l.   2 5 ,   n o .   2 ,   p p .   2 2 0 2 2 8 ,   2 0 1 3 .   [3 ]   T .   Ş e n e Zo a n d   O .   A sla n ,   T h e   e ffe c o f   a c ti v it y - b a s e d   n a n o sc ien c e   a n d   n a n o tec h n o l o g y   e d u c a ti o n   o n   p re - se rv ice   sc ien c e   tea c h e rs’ co n c e p tu a u n d e rsta n d in g ,   J .   N a n o p a rticle   Res . ,   v o l.   2 0 ,   n o .   3 ,   2 0 1 8 .   [4 ]   C.   Da n k e n b ri n g   a n d   B.   M .   Ca p o b ian c o ,   E x a m in in g   El e m e n tar y   S c h o o S tu d e n ts’   M e n tal   M o d e ls  o f   S u n - Earth   Re latio n sh i p a a   Re su l o f   E n g a g in g   in   E n g in e e rin g   De sig n ,   I n t.   J o u rn a l   S c i.   M a th .   E d u c a t io n ,   v o l.   1 4 ,   n o .   5 ,     p p .   8 2 5 8 4 5 ,   2 0 1 6 .   [5 ]   R.   D.   A n d e rso n ,   Ch il d re n ’s   A b il it y   to   F o rm u late   M e n tal   M o d e ls  to   Ex p lai n   Na tu ra P h e n o m e n a ,   J .   Res .   S c i.   T e a c h . ,   v o l.   3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 2 6 3 3 2 ,   1 9 6 5 .   [6 ]   R.   K.   Co ll   a n d   D.   F .   T re a g u st,  L e a rn e rs’  m e n tal  m o d e ls  o f   c h e m ica b o n d in g ,   Res .   S c i.   E d u c . ,   v o l .   3 1 ,   n o .   3 ,     p p .   3 5 7 3 8 2 ,   2 0 0 1 .   [7 ]   R.   K.  Co ll ,   B.   F ra n c e ,   a n d   I.   T a y lo r,   T h e   ro le  o f   m o d e ls/an d   a n a lo g ies   in   sc ien c e   e d u c a ti o n I m p li c a ti o n f ro m   re se a rc h ,   In t.   J .   S c i.   Ed u c . ,   v o l .   2 7 ,   n o .   2 ,   p p .   1 8 3 1 9 8 ,   2 0 0 5 .   [8 ]   K.  A d b o   a n d   K.  S .   T a b e r,   L e a rn e rs’  m e n tal  m o d e ls  o f   th e   p a rti c le   n a tu re   o f   m a tt e r:  A   stu d y   o f   1 6 - y e a r - o ld   sw e d is sc ien c e   stu d e n ts,   In t.   J .   S c i.   E d u c . ,   v o l.   3 1 ,   n o .   6 ,   p p .   7 5 7 7 8 6 ,   2 0 0 9 .   [9 ]   E.   J.  P a rk   a n d   G .   L ig h t,   Id e n ti fy in g   A to m ic  S tru c tu re   a a   T h re sh o ld   C o n c e p t:   S t u d e n t   m e n tal  m o d e ls  a n d   tro u b les o m e n e ss ,   In t.   J .   S c i.   Ed u c . ,   v o l.   3 1 ,   n o .   2 ,   p p .   2 3 3 2 5 8 ,   2 0 0 9 .   [1 0 ]   N.  Zark a d is,  G .   P a p a g e o rg io u ,   a n d   D.  S tam o v las is,  S tu d y in g   th e   c o n siste n c y   b e twe e n   a n d   w it h in   t h e   stu d e n m e n tal   m o d e ls f o a to m ic stru c tu re ,   Ch e m.  Ed u c .   Res .   Pra c t . ,   v o l.   1 8 ,   n o .   4 ,   p p .   8 9 3 9 0 2 ,   2 0 1 7 .   [1 1 ]   J.  W .   L in   a n d   M .   H.  C h iu ,   Ex p lo rin g   th e   c h a ra c teris ti c s a n d   d iv e rse   so u rc e s o f   stu d e n ts’  m e n tal  m o d e ls o f   a c id s a n d   b a se s,”   In t.   J .   S c i.   E d u c . ,   v o l.   2 9 ,   n o .   6 ,   p p .   7 7 1 8 0 3 ,   2 0 0 7 .   [1 2 ]   J.  W .   L in   a n d   M .   H.   Ch i u ,   T h e   m is m a tch   b e tw e e n   stu d e n ts’   m e n tal  m o d e ls  o f   a c id s/b a se a n d   t h e ir  so u rc e a n d   th e ir  tea c h e r’s an t icip a ti o n th e re o f ,   In t.   J .   S c i.   E d u c . ,   v o l.   3 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 6 1 7 1 6 4 6 ,   2 0 1 0 .   [1 3 ]   D.  F .   T re a g u st,  G .   D.  Ch it tl e b o ro u g h ,   a n d   T .   L .   M a m iala ,   S tu d e n t s’  u n d e rsta n d in g   o f   th e   d e sc rip ti v e   a n d   p re d ictiv e   n a tu re   o f   tea c h in g   m o d e ls i n   o rg a n ic ch e m istr y ,   Res .   S c i.   Ed u c . ,   v o l.   3 4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 0 ,   2 0 0 4 .   [1 4 ]   N.  D.  rh a sa n   a n d   L .   W a n g ,   S t u d e n ts’  m e n tal  m o d e ls  o f   a to m ic  sp e c tra,”  Ch e m.  Ed u c .   Res .   Pra c t . ,   v o l.   1 7 ,   n o .   4 ,   p p .   7 4 3 7 5 5 ,   2 0 1 6 .   [1 5 ]   J.  J.  Clem e n a n d   M .   S .   S tein b e rg ,   S tep - W ise   Ev o lu ti o n   o f   M e n tal  M o d e ls  o f   El e c tri c   C   ircu it s :  A   " L e a rn in g -   A lo u d "   Ca se   S tu d y ,   T h e   J o u rn a l   o t h e   L e a r n in g   S c ie n c e s ,   v o l.   1 1 , n o .   4 p p .   3 8 9 - 4 5 2 ,   2 0 0 9 .   [1 6 ]   M .   Ja b o a n d   D.   He n ry ,   M e n tal  M o d e ls  o f   El e m e n tar y   a n d   M i d d le  S c h o o S tu d e n ts  in   A n a l y z in g   S im p le  Ba tt e r y   a n d   Bu lb   Circ u ts,”  S c h .   S c i.   M a t h . ,   v o l.   1 0 7 ,   n o .   1 ,   p p .   3 7 1 3 8 1 ,   2 0 0 7 .   [1 7 ]   G .   No b e e a l. ,   Ch il d re n ’s u n d e rsta n d in g   o f   th e   e a rth   i n   a   m u lt icu lt u ra c o m m u n it y M e n tal  m o d e ls o f ra g m e n ts o k n o w led g e ? ,   D e v .   S c i. ,   v o l.   6 ,   n o .   1 ,   p p .   7 2 8 5 ,   2 0 0 3 .   [1 8 ]   G .   P a n a g io tak i,   G .   No b e s,   a n d   A .   P o tt o n ,   M e n tal   m o d e ls  a n d   o th e m isc o n c e p ti o n in   c h il d re n ’s   u n d e rsta n d in g   o f   th e   e a rth ,   J .   Ex p .   Ch il d   Psy c h o l. ,   v o l.   1 0 4 ,   n o .   1 ,   p p .   5 2 6 7 ,   2 0 0 9 .   [1 9 ]   G .   Be a tt ie ,   e a l. ,   A n   e x p e ri m e n tal  in v e stig a ti o n   o f   so m e   p ro p e rti e o f   in d iv id u a ic o n ic  . . . ,   Co g n it i o n ,   v o l.   4 3 ,     n o .   2 ,   p p .   1 0 8 6 1 1 0 9 ,   2 0 0 6 .   [2 0 ]   K.  M o o n ,   e a l . ,   M e n tal  m o d e ls f o c o n se rv a ti o n   re se a rc h   a n d   p ra c ti c e ,   Co n se rv .   L e tt . ,   p p .   1 1 1 ,   2 0 1 9 .   [2 1 ]   K.  L a M e re ,   S .   M ä n ty n iem i,   J.  V a n h a talo ,   a n d   P .   Ha a p a sa a ri,   M a k in g   th e   m o st  o f   m e n tal  m o d e ls:  A d v a n c in g     th e   m e th o d o l o g y   f o m e n tal  m o d e e li c it a ti o n   a n d   d o c u m e n tatio n   w it h   e x p e rt  sta k e h o ld e rs,”  En v iro n .   M o d e l.   S o ft w .   v o l.   1 2 4 ,   p p .   1 0 4 5 8 9 ,   2 0 2 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E v al  &   R e s   E d u c .     I SS N:  2252 - 8822       P r o b lem  b a s ed   lea r n in g :   S tu d en ts   men ta l m o d el s   o n   w a ter  co n d u ctivity  co n ce p ( Jo h n   R a fa fy  B a tlo lo n a )   277   [2 2 ]   B.   A h i,   A   stu d y   to   d e term in e   th e   m e n tal  m o d e ls i n   p re sc h o o c h il d re n ’s co n c e p tu a li z a ti o n   o f   a   d e se r e n v iro n m e n t,   In t.   E lec tro n .   J .   El e m.  E d u c . ,   v o l.   8 ,   n o .   3 ,   p p .   3 3 3 3 5 0 ,   2 0 1 6 .   [2 3 ]   Ö.  Öz c a n   a n d   S .   Be z e n ,   S tu d e n ts’  m e n tal  m o d e ls  a b o u t   t h e   re la ti o n s h ip   b e tw e e n   f o rc e   a n d   v e lo   c it y   c o n c e p ts,”    J .   Ba lt .   S c i.   Ed u c . ,   v o l .   1 5 ,   n o .   5 ,   p p .   6 3 0 6 4 1 ,   2 0 1 6 .   [2 4 ]   M .   C.   J o h n so n - G len b e rg ,   C.   M e g o w a n - Ro m a n o w ic z ,   D.  A .   Birch f ield ,   a n d   C.   S a v io - Ra m o s,  Eff e c ts  o f   e m b o d ied   lea rn in g   a n d   d ig it a p latf o rm   o n   th e   re ten ti o n   o f   p h y sic s   c o n ten t:   Ce n tri p e tal  f o rc e ,   Fro n t.   Psy c h o l. ,   v o l.   7 ,     n o .   NO V ,   p p .   1 2 2 ,   2 0 1 6 .   [2 5 ]   S .   J.   V a n   Ho o k   a n d   T .   L .   H u z iak - Clark ,   T ip - to - tail De v e lo p i n g   a   c o n c e p t u a m o d e o f   m a g n e ti s m   w it h   k in d e rg a rtn e rs u sin g   in q u iry - b a se d   in str u c ti o n ,   J .   El e m.  S c i.   Ed u c . ,   v o l.   1 9 ,   n o .   2 ,   p p .   4 5 5 8 ,   2 0 0 7 .   [2 6 ]   Ö.  Öz c a n ,   W h a a re   t h e   st u d e n ts’  m e n tal  m o d e ls  a b o u th e   ‘s p in ’  a n d   ‘p h o t o n   c o n c e p ts  in   m o d e rn   p h y sic s? ”  Pro c e d ia   -   S o c .   Beh a v .   S c i. ,   v o l.   1 5 ,   p p .   1 3 7 2 1 3 7 5 ,   2 0 1 1 .   [2 7 ]   J.  A u b e rt,   D.  Brit o ,   H.  Na taf ,   P .   C a rd in ,   a n d   J.   M a ss o n ,   A u b e rt_ e t _ a l_ E P S L 2 0 0 1 ,   v o l.   1 2 8 ,   p p .   1 2 4 ,   2 0 0 1 .   [2 8 ]   U.  Be ss o n ,   L .   B o rg h i,   A .   De   A m b ro sis,  a n d   P .   M a sc h e re tt i,   Ho w   to   tea c h   f rictio n :   Ex p e rim e n ts  a n d   m o d e ls,”    Am.   J .   Ph y s. ,   v o l.   7 5 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 1 0 6 1 1 1 3 ,   2 0 0 7 .   [2 9 ]   G .   L .   Ch io u   a n d   O.  R.   A n d e rso n ,   A   stu d y   o f   u n d e rg ra d u a te  p h y sic stu d e n ts’  u n d e rsta n d i n g   o f   h e a c o n d u c ti o n   b a se d   o n   m e n tal  m o d e th e o ry   a n d   a n   o n t o l o g y - p ro c e ss   a n a l y sis,”   S c i.   E d u c . ,   v o l.   9 4 ,   n o .   5 ,   p p .   8 2 5 8 5 4 ,   2 0 1 0 .   [3 0 ]   G .   L .   Ch io u ,   Re a p p ra isin g   th e   re latio n sh ip b e tw e e n   p h y sic stu d e n ts’  m e n tal  m o d e ls  a n d   p re d icti o n s:  A n   e x a m p l e   o f   h e a c o n v e c ti o n ,   P h y s.  Rev .   S p e c .   T o p .   -   Ph y s.  E d u c .   Res . ,   v o l.   9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 5 ,   2 0 1 3 .   [3 1 ]   P .   S .   O h   a n d   S .   J.   Oh ,   W h a te a c h e rs  o f   sc ien c e   n e e d   to   k n o w   a b o u t   m o d e ls:  A n   o v e rv iew ,   In t.   J .   S c i.   Ed u c .   v o l.   3 3 ,   n o .   8 ,   p p .   1 1 0 9 1 1 3 0 ,   2 0 1 1 .   [3 2 ]   T .   Co rrid o n i,   R.   M a n c i n e ll i,   M .   A .   Ric c i,   a n d   F .   Bru n i,   Visc o sity   o f   a q u e o u so lu ti o n a n d   lo c a m icro sc o p ic   stru c tu re ,   J .   P h y s.  Ch e m.  B ,   v o l.   1 1 5 ,   n o .   4 8 ,   p p .   1 4 0 0 8 1 4 0 1 3 ,   2 0 1 1 .   [3 3 ]   A .   D e r m a n ,   N.  Ko ç a k ,   a n d   I.   Ei lk s,  In sig h ts  in to   c o m p o n e n ts  o f   p ro sp e c ti v e   sc ien c e   tea c h e rs’  m e n tal  m o d e ls  a n d   th e ir  p re f e rre d   v isu a re p re se n tati o n o f   a to m s,”   Ed u c .   S c i. ,   v o l.   9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 9 ,   2 0 1 9 .   [3 4 ]   M .   P .   Clark ,   e a l. ,   W a ter Res o u rc e s Re se a rc h ,   p p .   2 4 9 8 2 5 1 4 ,   2 0 1 5 .   [3 5 ]   E.   L o z a n o ,   J.  G ra c ia,  O.  Co rc h o ,   R.   A .   No b le,  a n d   A .   G ó m e z - P é re z ,   P ro b lem - b a se d   lea rn in g   su p p o rted   b y   se m a n ti c   tec h n iq u e s,”   In ter a c t.   L e a rn .   En v i ro n . ,   v o l.   2 3 ,   n o .   1 ,   p p .   37 5 4 ,   2 0 1 5 .   [3 6 ]   C.   E.   Hm e lo - silv e r,   P r o b lem - Ba se d   L e a rn in g W h a a n d   H o w   Do   S tu d e n ts  L e a rn ?   J S T OR ,   v o l.   1 6 ,   n o .   3 ,     p p .   2 3 5 2 6 6 ,   2 0 0 4 .   [3 7 ]   A .   K.  Bu rro w ,   T e a c h in g   In tro d u c to ry   Eco lo g y   w it h   P r o b lem - Ba s e d   L e a rn in g ,   Bu ll .   Eco l.   S o c .   A m. ,   v o l.   9 9 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 7 1 5 0 ,   2 0 1 8 .   [3 8 ]   M .   T .   Bo rh a n ,   P ro b lem   Ba s e d   Lea rn in g   (P BL in   T e a c h e Ed u c a ti o n a   Re v iew   o f   th e   E ff e c o f   P b o n   P re - S e rv ice   T e a c h e rs’ Kn o w led g e   a n d   S k il ls,”  Eu r.  J .   E d u c .   S c i. ,   v o l.   0 1 ,   n o .   0 1 ,   p p .   7 6 8 7 ,   2 0 1 4 .   [3 9 ]   S .   H.   W e ll s,  P .   J.  W a re lo w ,   a n d   K.  L .   Ja c k so n ,   P ro b lem   b a se d   l e a rn in g   ( P BL ):  A   c o n u n d r u m ,   Co n tem p .   Nu rs e v o l.   3 3 ,   n o .   2 ,   p p .   1 9 1 2 0 1 ,   2 0 0 9 .   [4 0 ]   A .   J.  Ch a rlt o n - P e re z ,   P r o b lem - Ba se d   L e a rn in g   a p p ro a c h e in   m e teo ro lo g y ,   J .   Ge o sc i.   Ed u c . ,   v o l.   6 1 ,   n o .   1 ,     p p .   12 1 9 ,   2 0 1 3 .   [4 1 ]   W .   Warto n o ,   M .   N.  Hu d h a ,   a n d   J .   R.   Ba tl o l o n a ,   Ho w   a re   th e   p h y sic c rit ica th in k in g   sk il ls  o f   th e   stu d e n ts  tau g h b y   u sin g   in q u iry - d isc o v e r y   th ro u g h   e m p ir ica a n d   th e o re th ica o v e rv ie w ? ”  Eu ra sia   J .   M a t h .   S c i.   T e c h n o l .   Ed u c .   v o l.   1 4 ,   n o .   2 ,   2 0 1 8 .   [4 2 ]   N.  S .   Ism a il ,   J.  H a ru n ,   M .   A .   Z.   M .   Zak a ria,  a n d   S .   M .   S a ll e h ,   T h e   e ffe c o M o b il e   p r o b lem - b a se d   lea rn in g   a p p li c a ti o n   Dic S c ien c e   P BL   o n   st u d e n ts’  c rit ica th i n k in g ,   T h in k .   S k i.   Cre a t. ,   v o l.   2 8 ,   p p .   1 7 7 1 9 5 ,   2 0 1 8 .   [4 3 ]   M .   S a h i n ,   T h e   im p a c o f   p ro b l e m - b a se d   lea rn in g   o n   e n g i n e e rin g   stu d e n ts’  b e li e f a b o u t   p h y sic s   a n d   c o n c e p tu a u n d e rsta n d i n g   o f   e n e rg y   a n d   m o m e n tu m ,   Eu r.  J .   En g .   E d u c . ,   v o l.   3 5 ,   n o .   5 ,   p p .   5 1 9 5 3 7 ,   2 0 1 0 .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.