kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Learning in physics with simulation: Students’ needs & perceptions of the interaction with Algodoo, and learning in physics
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM).
2023 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Lärande i fysik med hjälp av simulering (Swedish)
Abstract [en]

Initiatives to implement computational thinking and science, technology, engineering & modelling into learning processes have been taken by many authorities worldwide, and in Sweden as well. The Swedish government made changes in the high school curriculum in order to develop student’s digital competence including programming which has been in force since June 2018 (Skolverket, 2018). The new curriculum, K9, sets challenges for both students and teachers that can be tackled with studies that point out the difficulties and the fields which require more time and work on learning materials used by schools.

Digital simulations are fast becoming a key instrument in school education and several attempts to show and understand the outcome of the usage of simulations have been done recently. Previous studies report that the usage of Algodoo and other simulations programs in physics education has positive effects on students. A considerable amount of literature has been published on computational thinking and simulations. These studies provide insights into how students can benefit from simulations in Algodoo to improve their digital thinking and performance in physics. A study that examines this topic is "Algodoo for Interactive Learning: Effects on Students’ Achievement and Motivation Towards Science'' by Aslı Saylan Kirmizigül (2021). The study investigates how the Algodoo software affects students' attitudes, motivation and performance in physics using both qualitative and quantitative methods. The results show that the students had positive attitudes towards Algodoo and that the use of the software had a positive effect on the students' performance and their computational thinking. Another study on the subject by Elias Euler and Bor Gregorcic ”Never far from shore: productive patterns in physics students' use of the digital learning environment Algodoo” shows that simulations can improve students' understanding of physical concepts and help them develop a deeper understanding of the subject. (Euler & Gregorcic, 2020).

This study examines high school students' computational thinking experience and perception, and their learning process and outcomes through the visual simulation program, Algodoo. The study was carried out in a physics class in Stockholm with one specific topic, optical density, and light propagation through different mediums. This is a case study with second- and third-year high school students and the data collected by researchers. Smart boards and personal computers were used to construct the demonstration. The participants' experiences and thoughts were documented in a questionnaire and observations, followed by an interview. The questionnaire consists of fifteen open-ended questions, and the verbal interviews were without any specific leading questions. The study used qualitative methods to collect and analyse primary data.

Abstract [sv]

Initiativet för att implementera datalogiskt tänkande och vetenskap, teknik, ingenjörskonst & modellering i lärandeprocesser har tagits av många myndigheter över hela världen och även i Sverige. Den svenska regeringen gjorde ändringar i gymnasieskolans läroplan för att utveckla elevernas digitala kompetens inklusive programmering som trädde i kraft efter juni 2018 (Skolverket, 2018). Läroplanen för gymnasieskolan har som mål att eleven ska kunna ”använda såväl digitala som andra verktyg och medier för kunskapssökande, informationsbearbetning, problemlösning, skapande, kommunikation och lärande”, (Skolverket). Detta mål ställer både elever och lärare i utmaningar som kan hanteras med studier som pekar på svårigheterna och de områden som kräver mer tid och arbete med läromedel som används av skolor.

Digitala simuleringar håller snabbt på att bli ett nyckelinstrument i skolundervisningen och flera försök att visa och förstå resultatet av användningen av simuleringar har gjorts i av många forskare.Tidigare studier rapporterar att användningen av Algodoo och andra simuleringsprogram i fysikundervisningen har positiva effekter på eleverna. Dessa studier ger insikter i hur elever kan dra nytta av simuleringar i Algodoo för att förbättra sitt datologisk tänkande och prestanda inom fysik. Enstudie som undersöker detta ämne är "Algodoo for Interactive Learning: Effects on Students Achievement and Motivation Towards Science'' av Aslı Saylan Kirmizigül (2021). Studien undersöker hur Algodoo-mjukvaran påverkar elevernas attityder, motivation och prestation i fysik med hjälp av både kvalitativa och kvantitativa metoder. Resultaten visar att eleverna hade positiva attityder till Algodoo och att användningen av mjukvaran hade en positiv effekt på elevernas prestationer och deras datalogiskt tänkande. En annan studie av Elias Euler och Bor Gregorcic ”Aldrig långt från land: produktiva mönster i fysikstudenters användning av den digitala lärmiljön Algodoo” visar att simuleringar kan förbättra elevernas förståelse för fysiska begrepp och hjälpa dem att utveckla en djupare förståelse av ämnet (Euler & Gregorcic, 2020).

Den här studien undersöker gymnasieelevers erfarenhet och uppfattning av datalogiskt tänkande och deras inlärningsprocess och dess resultat genom ett visuellt simuleringsprogram, Algodoo. Studien hade ägt rum i en fysikklass med ett specifikt ämne, optisk densitet och ljusspridning genom olika medier. Detta är en fallstudie med andra och tredje års gymnasieelever och data som samlats in av skribenten. Smartboard och persondatorer hade använts för att konstruera demonstrationen. Deltagarnas erfarenheter och tankar hade dokumenterats i ett frågeformulär, observationer och intervju efteråt. Enkäten består av femton öppna frågor och de verbala intervjuerna är utan några specifika ledande frågor. Studien använde kvalitativa metoder för att samla in och analysera primärdata.

Place, publisher, year, edition, pages
2023. , p. 66
Series
TRITA-ITM-EX ; 2023:558
Keywords [en]
computational thinking, stem, simulations, physics, modelling, digital tools, digital content
Keywords [sv]
computational thinking, stem, simulering, fysik, modellering, digitalt verktyg, digitalt innehåll
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-336639OAI: oai:DiVA.org:kth-336639DiVA, id: diva2:1797728
Subject / course
Technology and Learning
Educational program
Master of Science in Engineering - Industrial Engineering and Management
Supervisors
Examiners
Available from: 2023-09-15 Created: 2023-09-15 Last updated: 2023-09-15Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2614 kB)213 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2614 kBChecksum SHA-512
801cdd4db9a0769a5404a3952528cc973c2d16301cdf5a5e6735a0d2034f6c2d7e8a09da2a60e67ac30f229b0fa376b3d7ff0f698836190291a570c250f2ac36
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Industrial Engineering and Management (ITM)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 214 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 387 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf