Teach Your Classmates About the Behavior of Water with School-Level Science Models”: An Experience in Initial Preschool Teacher Education

Abstract

Prospective preschool teachers (PPTs) need to have learning experiences with the practice of scientific modelling to be able to design appropriate lessons as teachers. In the literature on research in science education, scarce experiences of PPTs in scientific modelling can be found. This study aims to fill the knowledge gap about PPTs’ representations of water and its states by means of models. To this end, an analysis is made of the models designed by PPTs and the difficulties they found in such a design process. The participants were 47 PPTs, working in groups of 2 or 3, forming 19 groups in total. The data source for analysis was the report written by each group. The oral presentation of these reports in class also served to clarify any doubts about the models elaborated by the PPTs. The models were analysed and categorized using qualitative content analysis methods, by combining inter- and intra-rater evaluation strategies. The results reveal that PPTs in general used a variety of resources to make models about the water molecule. Nonetheless, they found it harder to model the differences between the three aggregation states of water from a molecular perspective. The PPTs also acknowledged having had difficulties, such as when choosing and handling the materials they used to create the models or when thinking how to adapt them for the explanations to their peers. It is concluded with a discussion and implications of this study towards the PPTs’ training in scientific modelling and its didactics.

Les futurs éducateurs au niveau préscolaire (FENP) doivent avoir des expériences d’apprentissage de la pratique de la modélisation scientifique pour pouvoir concevoir les bonnes leçons en tant qu’enseignants. La documentation portant sur la recherche dans le domaine de l’enseignement des sciences fait état de peu d’expériences des FENP en matière de modélisation scientifique. En se servant de modèles, cette étude vise à combler le manque de connaissances que nous avons au sujet des représentations de l’eau et de ses états des FENP. À cette fin, nous analysons les modèles conçus par les FENP et les difficultés rencontrées dans ce processus de conception. Les participants comprenaient 47 FENP, travaillant en groupes de deux ou trois, et formant 19 groupes au total. Le rapport rédigé par chaque groupe servait de source de données pour l’analyse. La présentation orale de ces rapports en classe a également permis de clarifier tout doute concernant les modèles conçus par les FENP. Nous avons analysé et classé les modèles à l’aide de méthodes d’analyse qualitative du contenu, en combinant des stratégies d’évaluation inter- et intraévaluateurs. Les résultats révèlent que les FENP ont plutôt utilisé une variété de ressources pour élaborer des modèles sur la molécule d’eau. Néanmoins, d’un point de vue moléculaire il a été plus difficile pour eux de modéliser les différences entre les trois états d’agrégation de l’eau. Les FENP ont également reconnu avoir rencontré des difficultés, notamment lors du choix et de la manipulation du matériel utilisé pour créer les modèles ou au moment de réfléchir à la manière de les adapter pour les expliquer à leurs pairs. Nous concluons l’article par une discussion et nous abordons les implications de cette étude sur la formation des FENP en ce qui a trait à la modélisation scientifique et à sa didactique.