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Active Learning vs Traditional Lecturing in Introductory Mechanics: A Pooled Pass-Rate Benchmark Under Common Departmental Assessments from a Latin American Institutional Change Initiative

यह अध्ययन रिपोर्ट करता है कि मैक्सिको के एक बड़े सार्वजनिक विश्वविद्यालय में, सक्रिय शिक्षण (एक्टिव लर्निंग) का उपयोग करने वाले प्रारंभिक यांत्रिकी (इंट्रोडक्टरी मैकेनिक्स) के खंडों ने पारंपरिक व्याख्यान का उपयोग करने वाले खंडों की तुलना में सामान्य विभागीय मूल्यांकनों पर सांख्यिकीय रूप से उच्च संयुक्त उत्तीर्ण दर प्राप्त की, जो विशिष्ट शिक्षण तकनीकों के लिए अलग-थलग कारण साक्ष्य के अभाव के बावजूद संस्थागत निर्णय लेने के लिए एक पारदर्शी बेंचमार्क प्रदान करता है।

मूल लेखक: Isaac Pérez Castillo, Lidia Jiménez Lara, Orlando Guzman, Juan Ernesto Chavero Amador, Juan Miguel Carrillo Gil, Luis Alberto González Flores, Miguel Angel Morales Olvera, Oscar Enrique Bonfil Urbalej

प्रकाशित 2026-02-02

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CC BY 4.0

मूल लेखक: Isaac Pérez Castillo, Lidia Jiménez Lara, Orlando Guzman, Juan Ernesto Chavero Amador, Juan Miguel Carrillo Gil, Luis Alberto González Flores, Miguel Angel Morales Olvera, Oscar Enrique Bonfil Urbalejo, Eric Burkholder

मूल पेपर CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) के तहत लाइसेंस किया गया है। ✨ नीचे दिए गए पेपर की यह व्याख्या AI से तैयार की गई है। इसे लेखकों ने न तो लिखा है, न इसका समर्थन किया है। तकनीकी सटीकता के लिए मूल पेपर देखें। पूरा डिस्क्लेमर पढ़ें

कल्पना कीजिए कि मेक्सिको सिटी में एक विशाल विश्वविद्यालय एक विशाल रसोई घर की तरह है। वर्षों से, "प्रारंभिक भौतिकी" (Introductory Physics) की कक्षा एक कठिन कुकिंग चैलेंज की तरह रही है जहाँ कई छात्र अपने व्यंजन जला देते हैं (फेल हो जाते हैं) या भोजन परोसे जाने से पहले ही बीच में ही छोड़ देते हैं। किचन स्टाफ (शिक्षक) उसी पुराने नुस्खे का उपयोग कर रहे थे: सामने खड़े होकर, बिना रुके बोलते रहना, और इस उम्मीद में रहना कि छात्र केवल सुनकर निर्देशों को आत्मसात कर लेंगे। यह वही है जिसे पेपर पारंपरिक व्याख्यान (Traditional Lecturing - TL) कहता है।

हाल ही में, किचन प्रबंधकों ने एक नया दृष्टिकोण आज़माने का निर्णय लिया जिसे सक्रिय शिक्षण (Active Learning - AL) कहा जाता है। केवल सुनने के बजाय, इन कक्षाओं में छात्रों को शिक्षक के साथ मिलकर "खाना पकाने" के लिए प्रोत्साहित किया गया। उन्होंने समूहों में काम किया, मिलकर समस्याओं को हल किया, और मौके पर सवालों के जवाब देने के लिए क्लिकर्स का उपयोग किया। शिक्षक केवल एक स्क्रिप्ट पढ़ने के बजाय एक 'सू-शेफ' (sous-chef) की तरह मार्गदर्शन करने वाले बन गए।

यहाँ शोधकर्ताओं ने क्या पाया, इसे सरल भाषा में समझाया गया है:

बड़ा प्रयोग

विश्वविद्यालय ने केवल अनुमान नहीं लगाया; उन्होंने एक विशिष्ट सत्र (पतझड़ 2025) के दौरान एक पारदर्शी परीक्षण चलाया।

सेटअप: उनके पास एक ही भौतिकी कक्षा के आठ सेक्शन थे। दो सेक्शन "सक्रिय शिक्षण" वाले परीक्षण समूह थे, और छह सेक्शन "पारंपरिक व्याख्यान" वाले नियंत्रण समूह थे।
नियम: इसे निष्पक्ष बनाने के लिए, सभी ने एक ही परीक्षा दी। शिक्षकों की एक समिति (जिन्हें यह नहीं पता था कि कौन सी क्लास कौन सी है) ने मिडटर्म और फाइनल परीक्षा लिखी। यह ऐसा है जैसे हर कुकिंग क्लास को समान सामग्री की सूची और समान अंतिम स्वाद परीक्षण दिया जाए, चाहे उन्हें किसने भी पढ़ाया हो।
चुनौती: शोधकर्ता अपनी सीमाओं के बारे में ईमानदार थे। उन्होंने छात्रों को कक्षाओं में रैंडम तरीके से असाइन नहीं किया था (छात्रों ने खुद अपने शेड्यूल चुने थे), और "सक्रिय शिक्षण" समूह के शिक्षक वास्तव में इस विशिष्ट पाठ्यक्रम के साथ "पारंपरिक शिक्षकों" की तुलना में कम अनुभवी थे। यह एक "वास्तविक दुनिया" का परीक्षण था, न कि कोई पूरी तरह से नियंत्रित लैब प्रयोग।

परिणाम: कौन पास हुआ?

शोधकर्ताओं ने उन सभी के लिए पास होने की दर (10 में से 6.0 से ऊपर का ग्रेड प्राप्त करना) को देखा जो कक्षा में बने रहे।

"सुनने" बनाम "करने" का अंतर:
- पारंपरिक कक्षाओं में, लगभग 32% से 45% छात्र परीक्षा में पास हुए।
- सक्रिय शिक्षण कक्षाओं में, लगभग 42% से 67% छात्र पास हुए।
- अंतर: सक्रिय शिक्षण समूहों में लगातार अधिक छात्र पास हुए। सबसे बड़ा अंतर फाइनल व्यापक परीक्षा और फाइनल कोर्स ग्रेड में दिखाई दिया, जहाँ पारंपरिक समूहों की तुलना में सक्रिय शिक्षण समूहों में लगभग 100 छात्रों में से 23 अधिक छात्र पास हुए।
आत्मविश्वास की जाँच:
शोधकर्ताओं ने यह सुनिश्चित करने के लिए कि यह केवल किस्मत नहीं थी, सांख्यिकीय उपकरणों (जैसे सुरक्षा जाल) का उपयोग किया।
- फाइनल परीक्षा और फाइनल ग्रेड के लिए, "सुरक्षा जाल" शून्य को नहीं छूता है। इसका मतलब है कि वे इस बात को लेकर बहुत आश्वस्त हैं कि सक्रिय शिक्षण समूह वास्तव में बेहतर प्रदर्शन कर रहे थे।
- शुरुआती मिडटर्म के लिए, परिणाम सकारात्मक थे लेकिन "सुरक्षा जाल" थोड़ा चौड़ा था, जिसका अर्थ है कि अनिश्चितता अधिक थी, हालांकि रुझान अभी भी सक्रिय शिक्षण समूहों के पक्ष में था।

"किचन" कैसा दिखता था

यह साबित करने के लिए कि सक्रिय शिक्षण कक्षाएं वास्तव में अलग थीं, शोधकर्ताओं ने "जासूसों" (शैक्षिक मनोवैज्ञानिकों) को COPUS नामक चेकलिस्ट का उपयोग करके कक्षाओं को देखने के लिए भेजा।

पारंपरिक कक्षाएं: शिक्षक 90% समय बोलता था और बोर्ड पर लिखता था। छात्र ज्यादातर केवल सुनते रहते थे।
सक्रिय शिक्षण कक्षाएं: शिक्षक बहुत कम समय व्याख्यान देने में और अधिक समय घूमकर छोटे समूहों का मार्गदर्शन करने में बिताता था। छात्रों को टीमों में मिलकर काम करते हुए बहुत अधिक बार देखा गया।
रूपक (Metaphor): पारंपरिक कक्षा में, छात्र एक जादू के शो को देखते दर्शकों की तरह थे। सक्रिय शिक्षण कक्षा में, छात्र कोच के पास रहकर अपने जादू के करतबों का अभ्यास करने वाले जादूगरों की तरह थे।

मुख्य निष्कर्ष

पेपर निष्कर्ष निकालता है कि इस विशिष्ट मैक्सिकन विश्वविद्यालय में, "हैंड्स-ऑन" (करके सीखने वाली) शिक्षण शैली अपनाने से अधिक छात्र पाठ्यक्रम पास करने में मदद मिली, भले ही शिक्षक इस पद्धति के साथ नए थे और छात्रों को रैंडम तरीके से असाइन नहीं किया गया था।

महत्वपूर्ण सावधानियां (बारीक विवरण):

यह एक बेंचमार्क है, कोई जादुई समाधान नहीं: अध्ययन कहता है कि यह सिद्ध करता है कि "यहाँ लागू किया गया सक्रिय शिक्षण" यहाँ लागू किए गए "पारंपरिक व्याख्यान" से बेहतर था। यह यह साबित नहीं करता कि हर सक्रिय शिक्षण तकनीक हर जगह काम करती है।
कारण का कोई गारंटी नहीं: क्योंकि छात्रों ने अपनी कक्षाएं खुद चुनी थीं, हम 100% निश्चितता के साथ यह नहीं कह सकते कि शिक्षण शैली ही सफलता का कारण थी। हो सकता है कि सक्रिय शिक्षण कक्षा चुनने वाले छात्र अधिक प्रेरित हों। हालाँकि, चूंकि सक्रिय शिक्षण के शिक्षक वास्तव में इस पाठ्यक्रम के साथ कम अनुभवी थे, इसलिए तथ्य यह है कि वे फिर भी बेहतर प्रदर्शन कर गए, यह एक मजबूत संकेत है कि इस पद्धति ने मदद की।
वास्तविक दुनिया की सफलता: सफलता तब भी मिली जब शिक्षकों को शुरुआत से ही पढ़ाने का एक नया तरीका सीखना पड़ा। यह सुझाव देता है कि सही सहायता (प्रशिक्षण और अतिरिक्त सहायकों) के साथ, यह पद्धति कठिन विज्ञान कक्षाओं में अधिक छात्रों को सफल बनाने का एक व्यवहार्य तरीका है।

संक्षेप में, जब किचन ने केवल रेसिपी के बारे में बात करना बंद किया और छात्रों को खाना पकाने देना शुरू किया, तो उनमें से अधिक लोग सफलतापूर्वक भोजन परोसने में सफल रहे।

तकनीकी सारांश: प्रारंभिक यांत्रिकी में सक्रिय शिक्षण बनाम पारंपरिक व्याख्यान

समस्या और संदर्भ
प्रारंभिक भौतिकी में छात्र सफलता में सुधार करना एक निरंतर चुनौती बना हुआ है, विशेष रूप से लैटिन अमेरिकी संदर्भों में जहाँ संसाधन सीमित हैं और प्रवेश लेने वाले छात्रों की तैयारी विषम (heterogeneous) है। जबकि भौतिकी शिक्षा अनुसंधान (PER) ने उत्तरी अमेरिका और यूरोपीय अनुसंधान-गहन विश्वविद्यालयों में पारंपरिक व्याख्यान (TL) की तुलना में सक्रिय शिक्षण (AL) की प्रभावकारकता को स्थापित किया है, बड़े, सार्वजनिक लैटिन अमेरिकी संस्थानों में इन प्रथाओं के कार्यान्वयन और परिणामों का वर्णन करने वाले साहित्य की भारी कमी है। यह अध्ययन इस अंतराल को संबोधित करता है और मेक्सिको के यूनिवर्सिडाड ऑटोनोमा उमा मेट्रोपॉलिटाना-इस्तापालापा (UAM-I) में एक पायलट संस्थागत परिवर्तन पहल की रिपोर्ट करता है। विशिष्ट समस्या यह है कि विभिन्न अनुभागों (sections) के बीच तुलनात्मकता सुनिश्चित करने के लिए सामान्य विभागीय मूल्यांकनों का उपयोग करते हुए, "एलिमेंट्री मैकेनिक्स I" (EM1) में सक्रिय शिक्षण (AL) बनाम पारंपरिक व्याख्यान (TL) स्थितियों के तहत छात्र उत्तीर्ण परिणामों का एक पारदर्शी बेंचमार्क प्रदान करना है।

कार्यप्रणाली
यह अध्ययन UAM-I में ऑटम 2025 त्रैमासिक (कोड 25-O) के डेटा का विश्लेषण करता है। कार्यान्वयन में EM1 के आठ अनुभाग शामिल थे: सक्रिय शिक्षण विधियों में प्रशिक्षित प्रशिक्क्षकों द्वारा पढ़ाए गए दो अनुभाग (AL-लेबल वाले) और पारंपरिक तरीकों का उपयोग करने वाले प्रशिक्क्षकों द्वारा पढ़ाए गए छह अनुभाग (TL-लेबल वाले)।

परिचालनात्मक परिभाषाएँ: AL और TL लेबल परिचालन (operational) हैं, जो कठोर, मानकीकृत प्रोटोकॉल के बजाय संकाय द्वारा विशिष्ट कार्यान्वयन को दर्शाते हैं। AL अनुभागों में ऐसे प्रशिक्षक और शिक्षण सहायक (TA) शामिल थे जिन्होंने कार्यशालाओं, सामग्री की तैयारी और निरंतर सहायता की एक श्रृंखला से गुजरते हुए समूह कार्य और सुविधा (facilitation) जैसी तकनीकों का उपयोग किया। TL अनुभागों को अनुभवी प्रशिक्क्षकों द्वारा पढ़ाया गया था जिन्होंने AL प्रशिक्षण श्रृंखला में भाग नहीं लिया था।
डेटा स्रोत: विश्लेषण पूरी तरह से आधिकारिक अंत-त्रैमासिक रिपोर्टों से एकत्रित, वि-पहचानीकृत (de-identified) अनुभाग-स्तरीय गणनाओं पर निर्भर करता है। छात्र-स्तरीय डेटा, जनसांख्यिकी और आइटम-स्तरीय स्कोर का उपयोग नहीं किया गया।
मूल्यांकन: चार परिणामों का विश्लेषण किया गया: प्रथम मध्यावधि परीक्षा, द्वितीय मध्यावधि परीक्षा, एक सामान्य वैश्विक परीक्षा (स्वतंत्र समिति द्वारा लिखित), और अंतिम पाठ्यक्रम अंक। पहली तीन परीक्षाएँ अंतिम ग्रेड का 50% बनाती हैं; शेष 50% प्रशिक्क्षकों द्वारा निर्धारित किया जाता है।
सांख्यिकीय विश्लेषण:
- फ्रीक्वेंटिस्ट दृष्टिकोण (Frequentist Approach): प्रत्येक मोडैलिटी ( $\beta \in \{AL, TL\}$ ) और मूल्यांकन ( $a$ ) के लिए संलग्‍न उत्तीर्ण संभावनाओं ( $p_{\beta,a}$ ) का अनुमान लगाया गया। अनिश्चितता को विल्सन द्विपद विश्वास अंतराल (Wilson binomial confidence intervals) का उपयोग करके मापा गया। प्राथमिक प्रभाव आकार मीट्रिक 'रिस्क डिफरेंस' ( $RD_a = p_{AL,a} - p_{TL,a}$ ) था, जिसमें 0 या 1 के करीब अनुपातों के लिए वाल्ड अंतराल (Wald intervals) की अविश्वसनीयता से बचने के लिए न्यूकॉम्ब-विल्सन पद्धति का उपयोग करके 95% विश्वास अंतराल की गणना की गई।
- बायेसियन दृष्टिकोण (Bayesian Approach): पास दरों और रिस्क डिफरेंस के लिए पोस्टीरियर वितरण उत्पन्न करने के लिए जेफ्रीज़ प्रायर्स ($Beta(1/2, 1/2)$) का उपयोग करते हुए एक संदर्भ विश्लेषण नियोजित किया गया।
- संवेदनशीलता विश्लेषण (Sensitivity Analysis): अनुभाग-स्तरीय क्लस्टरिंग (प्रभावों के सहसंबंध) और रैंडमाइजेशन के अभाव को संबोधित करने के लिए, एक पदानुक्रमित बायेसियन मॉडल (hierarchical Bayesian model) फिट किया गया जिसमें अनुभागों के लिए एक रैंडम इंटरसेप्ट था। इस मॉडल ने अनुभाग-स्तरीय भविष्यवाणियों को छात्र-भारित संलग्‍न अनुमानों (student-weighted pooled estimands) में मैप किया ताकि सरल द्विपद मॉडल के साथ तुलनात्मकता सुनिश्चित हो सके।
- गुणात्मक समर्थन: AL और TL अनुभागों द्वारा अलग-अलग इंटरेक्शन पैटर्न (जैसे समूह कार्य बनाम व्याख्यान) प्रदर्शित किए गए, इसकी पुष्टि करने के लिए अंडरग्रैजुएट STEM के लिए क्लासरूम ऑब्जर्वेशन प्रोटोकॉल (COPUS) का उपयोग करके कक्षा प्रथाओं की निगरानी की गई।

मुख्य परिणाम
सभी मूल्यांकनों में, संलग्‍न उत्तीर्ण दर TL अनुभागों की तुलना में AL अनुभागों में अधिक थी।

उत्तीर्ण दरें: AL अनुभागों ने TL अनुभागों को लगातार पीछे छोड़ा। वैश्विक परीक्षा के लिए, संलग्‍न उत्तीर्ण दर 55.6% (AL) बनाम 32.6% (TL) थी। अंतिम अंक के लिए, दरें 67.7% (AL) बनाम 45.1% (TL) थीं।
रिस्क डिफरेंस (Risk Differences): सभी मूल्यांकनों के लिए रिस्क डिफरेंस ($RD $) सकारात्मक था। सबसे मजबूत पृथक्करण वैश्विक परीक्षा ($ RD = 22.9$ प्रतिशत अंक, 95% CI [5.1, 39.5]) और अंतिम अंक ($RD = 22.6$ प्रतिशत अंक, 95% CI [6.6, 37.2]) में देखा गया। इन दो मूल्यांकनों के लिए 95% विश्वास अंतराल शून्य को शामिल नहीं करते हैं।
मध्यावधि परीक्षाएँ: प्रथम और द्वितीय मध्यावधि परीक्षाओं ने सकारात्मक रिस्क डिफरेंस (क्रमशः 12.3 और 6.2 प्रतिशत अंक) दिखाया, लेकिन उनके विश्वास अंतराल में शून्य शामिल था, जो यह दर्शाता है कि यह डेटा इन विशिष्ट मूल्यांकनों के लिए सकारात्मक प्रभाव और शून्य प्रभाव दोनों के अनुकूल है।
मजबूती (Robustness): पदानुक्रमित बायेसियन संवेदनशीलता विश्लेषण ने, जिसने अनुभाग-स्तरीय क्लस्टरिंग को ध्यान में रखा, सरल संलग्‍न द्विपद मॉडल के साथ अत्यधिक सुसंगत परिणाम दिए। गुणात्मक निष्कर्ष कि AL अनुभागों में उच्च उत्तीर्ण दर देखी गई, अपरिवर्तित रहा।
COPUS निष्कर्ष: अवलोकनों ने पुष्टि की कि AL अनुभागों में छात्र समूह कार्य और प्रशिक्षक सुविधा की उच्च व्यापकता थी, जबकि TL अनुभाग व्याख्यान और बोर्ड लेखन द्वारा प्रधान थे, जो दोनों मोडैलिटी के बीच परिचालन अंतर को प्रमाणित करता है।

दावे और महत्व
यह शोध पत्र स्पष्ट रूप से अपने योगदान को किसी विशिष्ट निर्देशात्मक तकनीक के कारण पहचान (causal identification) के बजाय एक पारदर्शी बेंचमार्क के रूप में फ्रेम करता है।

संयमित दावे: लेखक इस बात पर जोर देते हैं कि यह अध्ययन किसी एकल निर्देशात्मक तकनीक (जैसे क्लिकर्स या पीयर इंस्ट्रक्शन) के कारण प्रभाव को अलग नहीं करता है और न ही किसी सार्वभौमिक प्रभाव आकार का दावा करता है। परिणाम "AL जैसा लागू किया गया" बनाम "TL जैसा लागू किया गया" को दर्शाते हैं। यह डिज़ाइन रैंडमाइज्ड नहीं है, और छात्रों का अनुभागों में स्व-चयन (self-selection) संरचनात्मक अंतरों के समायोजन को रोकता है।
महत्व:
1. संदर्भगत साक्ष्य: यह एक बड़े, सार्वजनिक मैक्सिकन विश्वविद्यालय में एक संस्थागत-स्तर के AL कार्यान्वयन के पहले प्रलेखित परिणाम प्रदान करता है, जो लैटिन अमेरिका में PER साहित्य की कमी को संबोधित करता है।
2. व्यवहार्यता: यह प्रदर्शित करता है कि प्रशिक्क्षकों के लिए कठिन सीखने की प्रक्रिया और सीमित संसाधनों के बावजूद, समर्थित AL कार्यान्वयन गेटवे पाठ्यक्रमों में उच्च उत्तीर्ण परिणामों से जुड़ा हो सकता है।
3. कार्यप्रणाली टेम्पलेट: यह अध्ययन उन विभागों के लिए एक व्यावहारिक टेम्पलेट प्रदान करता है जो एकत्रित प्रशासनिक डेटा का उपयोग करके निर्देशात्मक परिवर्तन का मूल्यांकन करना चाहते हैं। यह क्रॉस-सेक्शन तुलना के लिए सामान्य विभागीय मूल्यांकनों के महत्व को रेखांकित करता है और छात्र-स्तरीय कोवेरिएट्स और अधिक मजबूत गुणात्मक विश्लेषण वाले भविष्य के मूल्यांकन के लिए एक मार्ग बताता है।
4. कार्यान्वयन कारक: परिणाम बताते हैं कि कार्यान्वयन सहायता (प्रशिक्षण, सामग्री की तैयारी, TA स्टाफिंग) "AL" हस्तक्षेप के अभिन्न अंग हैं और उन्हें केवल आकस्मिक विवरणों के बजाय परिवर्तन मॉडल के हिस्से के रूप में माना जाना चाहिए।

संक्षेप में, शोध पत्र निष्कर्ष निकालता है कि एकत्रित संस्थागत रिपोर्टिंग और एक एकल त्रैमासिक की सीमाओं के तहत, AL कार्यान्वयन का उच्च संलग्‍न उत्तीर्ण संभावनाओं, विशेष रूप से सामान्य वैश्विक परीक्षा और अंतिम अंक पर, के साथ संबंध था, जो समान संदर्भों में विभागीय निर्णय लेने के लिए एक उत्साहजनक संकेत प्रदान करता है।

बड़ा प्रयोग

परिणाम: कौन पास हुआ?

"किचन" कैसा दिखता था

मुख्य निष्कर्ष

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