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This study aims to investigate the system thinking development of high school students through their construction of external representations of an ecosystem. Thirty-five eleventh grade students carried out a step-by- step task designed to facilitate their system thinking by constructing external representations. The study shows that the task helped the students to develop their system thinking. First, the students were encouraged to focus on the critical factors of an ecosystem through co-reflection of their representations. Second, this heightened focus allowed the students to consider various elements of the system at the micro-level. Third, as the students organized the relationship between various elements through their drawings, they began to comprehend relatedness among the elements. Lastly, as the students continued to re-position the structure and relationship of the system, they got to recognize the cyclic aspect of the complex system. The process of constructing external representations facilitated students’ reflection on their thinking by visualizing the relationships of the elements and minimizing their cognitive load. External representations were utilized as cognitive tools for system thinking and contributed to the ability of the students to think. However, lack of related ecological knowledge seemed to constrain students from applying their system thinking to other contexts. Some strategies to facilitate the students’ system thinking were discussed.
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Ainsworth, S. / 2008 / Visualization:Theory and Practice in Science Education / Springer :191~208
Ben Zvi Assaraf, O. / 2010 / Four case studies, six years later : Developing system thinking skills in junior high school and sustaining them over time / Journal of Research in Science Teaching 47(10):1253~1280
Ben-Zvi Assaraf, O. / 2005 / Development of system thinking skills in the context of earth system education / Journal of Research in Science Teaching 42(5):518~560
Ben-Zvi Assaraf, O. / A study of perceptions of junior high students of the water cycle in its application to teaching science in the “science for all” era
Ben-Zvi Assaraf, O. / 2010 / The ‘Life at the poles’ study unit : Developing junior high school students’ability to recognize relations between earth systems / Research in Science Education 40(4):525~549
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