Det är en lektion i skolastisk ödmjukhet:Du valsar in på ett prov, säker på att du har tillräckligt bra grepp om klassmaterialet för att svänga 80 procent eller så, kanske en 90 om några av frågorna går din väg.

Då får du dina resultat:60 procent. Både ditt betyg och din mage sjunker. Vad gick fel?

studenter, och människor i allmänhet, kan tendera att överskatta sina egna förmågor. Men forskning från University of Utah visar att studenter som övervinner denna tendens får bättre resultat på slutproven. Lyftet är starkast för elever i de lägre 25 procenten av klassen. Genom att tänka på sitt tänkande, en praxis som kallas metakognition, dessa elever höjde sina slutprovresultat med 10 procent i genomsnitt – ett helt bokstavsbetyg.

Studien, publiceras idag i Journal of Chemical Education, är författad av University of Utahs doktorand Brock Casselman och professor Charles Atwood.

"Målet var att skapa ett system som skulle hjälpa studenten att bättre förstå sin förmåga, säger Casselman, "så att när de kommer till provet, de kommer att vara redo."

Fel i uppskattningen

Allmän kemi vid University of Utah är en rigorös kurs. 2010 klarade bara två tredjedelar av studenterna som gick kursen - och av de som inte gjorde det, bara en fjärdedel tog om och klarade klassen någonsin.

"Vi försöker stoppa det, " säger Atwood. "Vi vill alltid att våra elever ska bli bättre, särskilt på svårare, kognitiva uppgifter på högre nivå, och vi vill att de ska vara framgångsrika och konkurrenskraftiga med vilken annan skola som helst i landet."

En del av problemet kan ligga i hur elever ser på sin egen förmåga. När de ombads att förutsäga sina poäng på ett mellantidsförtest i början av läsåret, elever på alla prestationsnivåer överskattade sina poäng med i genomsnitt 11 procent över hela klassen. Eleverna i de lägre 25 procenten av klasspoängen, även kallad "bottenkvartilen, " överskattat med cirka 22 procent.

Detta fenomen är inte okänt - 1999 publicerade psykologerna David Dunning och Justin Kruger en artikel som påstod att människor som presterar dåligt på en uppgift tenderar att överskatta sin prestationsförmåga, medan de som utmärker sig i uppgiften kan underskatta sin kompetens något. Denna undersökning om början av året visade att allmänna kemistudenter inte är undantagna.

"De övertygar sig själva om att de vet vad de gör när de faktiskt inte gör det, " säger Atwood.

Motgiften mot en sådan tendens är engagemang i metakognition, eller att tänka på och känna igen sina egna styrkor och begränsningar. Atwood säger att forskare använder metakognition färdigheter för att utvärdera loppet av sin forskning.

"När de väl har tagit reda på en bit och inser" Jag förstår inte det här så bra som jag trodde att jag gjorde, de kommer att anpassa sitt inlärningsmönster, " säger han. Efter att ha granskat tidigare forskning om metakognition inom utbildning, Atwood och Casselman bestämde sig för att designa ett system för att hjälpa kemistudenter att exakt uppskatta sina prestationer och göra justeringar vid behov.

Exakt uppskattning

I samarbete med Madra Learning, en plattform för bedömning av läxor och lärande online, Casselman och Atwood satte ihop övningsmaterial som skulle presentera ett realistiskt test, och bad eleverna att förutsäga sina poäng på övningstestet innan de tog det. De implementerade också ett återkopplingssystem som skulle identifiera de ämnen som eleverna kämpade med så att de kunde göra en personlig studieplan.

Efter några år av att justera feedbacksystemet, de lade till elementet med veckovisa frågesporter i den experimentella metakognitionsträningen för att ge eleverna mer frekvent feedback. Vid det första halvtidsprovet i 2016 års klass, Casselman och Atwood kunde se att den experimentella kursdelens poäng var betydligt högre än en kontrollsektions som inte fick metakognitionsträning. "Jag var extatisk!" säger Casselman.

Vid slutprovet, elevernas förutsägelser om deras poäng var ungefär rätt på, eller lite underförutspådd. Övergripande, forskarna rapporterar, elever som lärt sig metakognition färdigheter fick cirka 4 procent högre poäng på slutprovet än sina kamrater i kontrolldelen. Men den starkaste förbättringen var i den nedre kvartilen av elever, som gjorde hela 10 procent bättre, i genomsnitt, än den nedre kvartilen av kontrollsektionen.

"Detta kommer att ta D- och F-studenter och göra dem till C-elever, " Atwood säger. "Vi ser också att det tar högre slut C-studenter och gör dem till B-studenter. Högre B-studenter blir A-studenter."

Atwood tillägger att eleverna tog ett nationellt standardiserat prov som slutprov. Det innebär att forskarna kan jämföra U-studenternas prestationer med andra studenter i hela landet. Den nedre kvartilen av studenter vid U som fick metakognitionsträning fick poäng i 54:e percentilen. "Så, våra bottenstudenter presterar nu bättre än riksgenomsnittet, " säger Atwood.

"De kommer inte att överpredika sin förmåga, " säger Casselman. "De kommer att gå in och veta exakt hur bra de kommer att klara sig och de kommer att ha förberett sig på de områden som de visste att de var svagast."

En kumulativ effekt

Denna studie omfattade studenter under den första terminen av allmän kemi. Casselman har nu utökat studien till andra terminen, vilket betyder att vissa elever inte har haft några terminer av metakognitionsträning, några har haft en och några har haft två. Preliminär analys tyder på att utbildningen kan ha en kumulativ effekt över terminer.

"De studenter som är framgångsrika kommer att fråga sig själva - vad ber den här frågan mig att göra?" säger Atwood. "Hur hänger det ihop med vad vi gör i klassen? Varför ger de mig den här frågan? Om det finns en ekvation, varför fungerar denna ekvation? Det är den metakognitiva delen. Om de slår in det, de kommer att se sina betyg gå rakt igenom taket."

Både Atwood och Casselman säger att denna princip inte är begränsad till kemi och kan tillämpas på hela campus. Det är en princip universellt tillämplig på lärande, och har antytts i århundraden, inklusive i ett konfucianskt ordspråk:

"Verklig kunskap är att veta omfattningen av sin okunnighet."