How Does Inquiry-Based Scientific Investigation Relate to the Development of Students' Science Knowledge, Knowing, Applying, and Reasoning? An Examination of TIMSS Data

The present study examined to what extent inquiry-based investigation as an instructional approach associated with students' overall science achievement and achievement in cognitive domains, including knowing science facts, applying scientific principles, and reasoning with scientific concepts to solve problems. Using TIMSS 2007 science achievement data for the 8th graders in the USA and the corresponding student questionnaires, we found that students' involvement in inquiry-based scientific investigation negatively related to students' overall science achievement. As the skills involved higher cognitive abilities, from knowing to applying and reasoning, the more students were engaged in the investigation, the more their achievement scores dropped. In contrast, students' achievement significantly related to explicit instruction and as the skills involved higher cognitive abilities, the positive significant relationship got more strengthened. ResumeLa presente etude analyse a quel point la recherche fondee sur l'exploration et l'experimentation comme approche pedagogique est liee aux resultats des etudiants dans les domaines scientifiques en general et a leurs resultats dans les domaines cognitifs, y compris la connaissance des faits scientifiques, l'application des principes scientifiques et le raisonnement au moyen de concepts scientifiques dans la resolution de problemes. Nous avons utilise des donnees provenant d'une enquete internationale sur les acquis scolaires (TIMSS 2007) d'eleves de 8(ieme) annee aux Etats-Unis, ainsi que les questionnaires etudiants correspondants, et nos resultats indiquent que la participation des etudiants aux enquetes fondees sur l'exploration et l'experimentation a un impact negatif sur leurs resultats scientifiques en general. Puisque les activites mettent en jeu des habiletes cognitives superieures, soit savoir, appliquer et raisonner, plus les etudiants etaient engages dans la recherche, et plus bas etaient leurs resultats. Au contraire, les resultats des etudiants sont lies de facon significative a l'enseignement explicite, et, a mesure que les habilites mises en jeu sont de niveau de plus en plus elevees, la relation positive significative est renforcee.