論文の概要: Advancing Quantum Information Science Pre-College Education: The Case for Learning Sciences Collaboration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00668v1
• Date: Fri, 01 Aug 2025 14:41:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.914301
• Title: Advancing Quantum Information Science Pre-College Education: The Case for Learning Sciences Collaboration
• Title（参考訳）: 量子情報科学の育成--理科連携をめざして
• Authors: Raquel Coelho, Roy Pea, Christian Schunn, Jinglei Cheng, Junyu Liu,
• Abstract要約: 我々は,この課題を達成するためには,学習科学との強い学際的な連携が必要であると論じている。 量子情報科学(QIS)教育における学習科学の2つの重要な貢献について論じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.893096668708305
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As quantum information science advances and the need for pre-college engagement grows, a critical question remains: How can young learners be prepared to participate in a field so radically different from what they have encountered before? This paper argues that meeting this challenge will require strong interdisciplinary collaboration with the Learning Sciences (LS), a field dedicated to understanding how people learn and designing theory-guided environments to support learning. Drawing on lessons from previous STEM education efforts, we discuss two key contributions of the learning sciences to quantum information science (QIS) education. The first is design-based research, the signature methodology of learning sciences, which can inform the development, refinement, and scaling of effective QIS learning experiences. The second is a framework for reshaping how learners reason about, learn and participate in QIS practices through shifts in knowledge representations that provide new forms of engagement and associated learning. We call for a two-way partnership between quantum information science and the learning sciences, one that not only supports learning in quantum concepts and practices but also improves our understanding of how to teach and support learning in highly complex domains. We also consider potential questions involved in bridging these disciplinary communities and argue that the theoretical and practical benefits justify the effort.
• Abstract（参考訳）: 量子情報科学が進歩し、準備済みのエンゲージメントの必要性が高まるにつれ、重要な疑問が残る。 本論文は,学習を支援するための理論誘導環境の学習・設計方法の理解を目的とした分野である学習科学(LS)との強い学際的な連携が必要であることを論じる。 本稿では,従来のSTEM教育の成果をもとに,量子情報科学(QIS)教育における学習科学の2つの重要な貢献について論じる。 1つ目は、効果的なQIS学習体験の開発、洗練、スケーリングを知らせるデザインベース研究である。 第2のフレームワークは、学習者がQISの実践に対して、新しい形のエンゲージメントと関連する学習を提供する知識表現のシフトを通じて、どのように判断し、学習し、参加するかを変えるためのフレームワークである。 量子情報科学と学習科学の双方向のパートナーシップは、量子概念やプラクティスの学習をサポートするだけでなく、高度に複雑な領域における学習の教え方や支援方法の理解も改善する。 また、これらの学際的なコミュニティをブリッジする際の潜在的な問題についても検討し、理論的・実践的な利点は努力を正当化するものであると論じる。

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