Analyzing Implicit Science and Math Outcomes in Engineering and Technology Programs

Abstract

One of the key steps when developing pathways between baccalaureate and diploma programs is comparing learning goals between the programs. This paper presents application of a seven-dimensional framework (cognitive process, transferability, depth of analysis, interdependence, question novelty, scaffolding and communication) to analyze the implicit learning outcomes in 11 of Ontario’s post-secondary programs in engineering and engineering technology. We collected 319 calculus questions (179 from six technology programs and 140 from five engineering programs) and 205 physics questions (122 from two technology programs and 83 from four engineering programs). Content specialists assessed each question in the first four of these dimensions, and instructors from the participating institutions scored random questions from their own disclosed questions on the remaining dimensions. Analysis of scaffolding in physics questions showed that engineering questions mostly required the students to choose from or synthetize a range of approaches while technology questions often required the students to use a specific approach. The study found that technology programs focused more on discipline-specific physics concepts and their applications than physics courses in engineering. Calculus questions from both sectors mostly required application of mathematical concepts in non-contextualized scenarios or a general engineering context, with no significant difference in question novelty, scaffolding and level of communication. From a credits perspective, these results suggest that direct credit for bidirectional transfers may be warranted, and that small bridging learning modules targeting missing outcomes may be able to support efficient transfer pathways.Une des étapes principales lors du développement de trajectoires entre les programmes menant à un baccalauréat et ceux menant à un diplôme consiste à comparer les objectifs d’apprentissage entre ces programmes. Cet article présente l’application de sept cadres dimensionnels (processus cognitif, possibilité de transfert, profondeur d’analyse, interdépendance, nouveauté de la question, échafaudage et communication) pour analyser les résultats d’apprentissage implicites dans 11 programmes d’enseignement post-secondaire d’Ontario en génie et en technologie. Nous avons recueilli 319 questions de calcul (179 de six programmes de technologie et 140 de cinq programmes de génie) et 205 questions de physique (122 de deux programmes de technologie et 83 de quatre programmes de génie). Des spécialistes du contenu ont évalué chaque question dans les quatre premières de ces dimensions et les instructeurs des établissements participants ont noté des questions prises au hasard de leurs propres questions divulguées pour les dimensions restantes. L’analyse de l’échafaudage pour les questions de physique a indiqué que les questions de génie exigeaient principalement que les étudiants choisissent parmi une variété d’approches ou qu’ils en fassent la synthèse, alors que les questions de technologie exigeaient souvent que les étudiants utilisent une approche spécifique. Cette étude a montré que les programmes de technologie se concentraient davantage sur des concepts de physique spécifiques à la discipline et sur leurs applications par rapport aux programmes de physique en génie. Les questions de calcul des deux secteurs exigeaient principalement l’application de concepts mathématiques dans des scénarios non contextualisés ou dans un contexte de génie général, et il n’y avait pas de différence significative en ce qui concerne la nouveauté de la question, l’échafaudage et le niveau de communication. D’un point de vue des crédits, ces résultats suggèrent que le crédit direct pour les transferts bidirectionnels peut se justifier et que des petits modules d’apprentissage de relais qui ciblent les résultats manquants peuvent permettre de soutenir des trajectoires de transfert efficaces.

Keywords

• transfer
• pathways
• learning outcomes