Assessing student learning in quantum computing: lessons from developing a test item on phase kickback
ارزیابی یادگیری دانشجویان در محاسبات کوانتومی: درس‌هایی از توسعه یک سؤال آزمون درباره بازخورد فاز
چکیده
A major challenge for quantum workforce development is the need to both understand and reliably assess student learning of quantum information science (QIS) fundamentals. Yet student thinking is notoriously difficult to probe, even for seasoned education researchers. This article presents the story of Item 15 on the Quantum Computing Conceptual Survey (QCCS). This assessment item underwent more revision and discussion within the team than the remaining 19 assessment questions combined. This paper provides a behind-the-scenes look at the development of this assessment question: a story that both reveals interesting findings about student reasoning in quantum computing and illustrates why quantum education researchers insist on triangulating diverse quantitative and qualitative data sources when developing and refining assessment items, with implications for any researcher looking to understand and measure student conceptual reasoning in quantum computing, as well as for QIS curriculum and workforce development more broadly.
یکی از چالش‌های اصلی در توسعه نیروی کار کوانتومی، نیاز به درک و ارزیابی قابل اعتماد یادگیری دانشجویان در مبانی علم اطلاعات کوانتومی (QIS) است. با این حال، بررسی تفکر دانشجویان حتی برای پژوهشگران باتجربه آموزش نیز به‌طور berجسته‌ای دشوار است. این مقاله به شرح داستان سؤال ۱۵ در «پیمایش مفهومی محاسبات کوانتومی» (QCCS) می‌پردازد. این سؤال ارزیابی نسبت به ۱۹ سؤال دیگر این آزمون، بازنگری و بحث بیشتری را در تیم پژوهشی به خود اختصاص داد. این مقاله نگاهی پشت‌صحنه به فرآیند توسعه این سؤال ارزیابی ارائه می‌دهد: روایتی که هم یافته‌های جالبی درباره استدلال دانشجویان در محاسبات کوانتومی آشکار می‌کند و هم نشان می‌دهد چرا پژوهشگران آموزش کوانتومی بر مثلث‌بندی منابع متنوع داده‌های کمی و کیفی در هنگام توسعه و اصلاح سؤالات ارزیابی تأکید دارند؛ این موضوع پیامدهایی برای هر پژوهشگری دارد که به دنبال درک و سنجش استدلال مفهومی دانشجویان در محاسبات کوانتومی است و همچنین برای توسعه برنامه درسی QIS و نیروی کار در سطحی گسترده‌تر اهمیت دارد.