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长期STEM课程的实施对学生学习动机的影响(上)

编译:周安然 东南大学脑与学习科学系

研究生导师:柏毅  

作者:Carme Julia

长期STEM课程的实施对学生学习动机的影响(上)

【摘要】:本文旨在分析长期实施STEM主动学习课程对学生学习动机的影响。首先,研究者设计了一门向学生介绍科学、技术和工程概念的课程。课程的重点是为学生提供基于现实问题的学习活动,将学生分成三人小组解决这些问题,教师作为学习的指导者参与其中。使用教学材料动机调查(Instructional Materials Motivation Survey,简称为IMMS)测量学生在第一学期末和第三学期末两阶段的学习动机情况。IMMS测量以John Keller教授开发的ARCS学习动机模型(由Attention、 Relevance、Confidence和Satisfaction四个单词的首字母缩写构成)为基础,测量四个动机影响因子:注意力、相关性、自信和满意度。研究结果表明,学生在IMMS测量中获得了高分,满意度相对应的问题获得了最高分,这表明大多数学生对于STEM课程具有积极的学习动机。此外,学生在第一学期和第三学期的动机水平只有轻微的变化。因此,在STEM课程中进行实践学习活动,能够创造出让学生感兴趣并参与其中的学习体验。

【关键词】:学生动机;STEM;ARCS模型

一、介绍

如今,人们十分重视在学校推广STEM课程,各国政府都认为,培养高水平的科学家、技术人员、工程师和数学家对保证经济繁荣至关重要(Bell 2016) 。但是,青少年对这些学科普遍缺乏兴趣,因此STEM教育的改革已经成为全世界政治、经济和教育界共同讨论的话题。

本文在前人研究的基础上,提出了能够克服学生对STEM学科缺乏兴趣的问题的STEM主动学习课程,并使他们参与到学习中来。课程的理念是在帮助学生提高学习动机的同时解决基于现实世界的问题。本研究的重点是分析实施STEM课程对学生动机的影响,因此研究旨在回答以下问题:

(1)学生有学习STEM的积极性吗?

(2)学生是否能够保持学习动机?

(3)动机是否受参与者的性别影响?

(4)动机是否受参与者的年级影响?

研究者采用基于ARCS模型的教学材料动机调查(IMMS)对学生的动机进行量化。ARCS模型能够测量四个动机影响因子:注意力、相关性、自信和满意度。对这四类影响因子的研究,可为将来重新设计STEM课程版本时提供参考。

二、研究准备工作

(一)STEM课程设置

研究者设计了一门具有教学普适性的STEM课程。课程的实施理念是引入技术和工程概念,同时增强学生学习的动力和兴趣。正式的STEM课程在6年级(小学)和7年级(中学)两个年级分别展开,课程教学时间为期一年。

(二)小组工作

学生以3人小组的形式展开团队合作,每组配备一台电脑。教师将根据不同的课程给每组分发特定的材料箱、慧鱼套件的使用手册以及用于介绍材料箱的组件、主要特征和使用说明的课程资料。资料中还包含了学生需要解决的问题,所以学生必须根据课程搭建、操作相应模型,并回答相应的问题。

(三)实践学习

STEM课程的目标之一是促进学生在学习过程中积极主动地学习。也就是说,为了激励学生学习,教师需要给学生提供基于现实对象的学习活动。学生在学习过程中必须建立一个基于真实对象的模型,如桥梁结构,汽车模型等。为了模拟它的工作方式,他们有可能需要对模型进行编程。教师在教学中扮演指导者的角色,在课程结束时,教师通过观察各小组回答的问题、模型图片以及个人观察记录,了解他们的工作情况。

三、研究设计

(一)研究对象

研究的被试为六年级和七年级学生,其中六年级学生有26名(男生14人,女生12人),七年级学生有22名(男生11人,女生11人)。

(二)研究方法

本研究的主要目的是分析实施STEM课程对学生学习动机的影响,通过教学材料动机调查法(IMMS)进行动机评估。此外,为了避免学生对新材料产生的积极反应和动机对测量产生干扰,我们在第一学期(2015年12月)结束,学生接受了12课时的教学时,第一次测量学生的动机;在第三学期(2016年6月)结束时,再次对学生进行测量,检测他们的学习动机是否有变化。研究还分析了学习动机与参与者性别之间的关系,以及学习动机与年级间的关系。

长期STEM课程的实施对学生学习动机的影响(上)

(三)研究工具

我们使用IMMS作为研究工具,目的是了解学生对某门特定课程的积极度和期望。IMMS在ARCS模型的基础上发展而来,测量题由36道李克特量表题组成,包括12道与注意力有关的问题、9道与相关性有关的问题、9道与自信有关的问题和6道与满意度有关的问题,单道题的分数范围从1(不正确)到5(非常正确)。IMMS的信度为0.96 (Keller 2010)。

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