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逻辑推理能力、空间能力对STEM学业表现的影响

吴丽杰  
【摘要】:为迎接“人工智能时代”的到来,新技术驱动着经济社会产业的变革发展、创新高技能人才的迫切需求,传统教育面临着需全新变革的挑战。在科技信息迅速传播的时代,STEM教育以跨学科的基于探究等方式的学习为情景,培养学生综合创新及自主思辨力,成为21世纪全球最为关注的教育战略。现今,STEM教育多以编程等项目在中小学信息技术等课程中广泛开展,顶层得到国家政策的推广支持,研究层中STEM研究形成一定的理论基数,社会层中科技机构也积极参与推进,形成STEM教育持续发展的态势。为建立STEM评估案例及成效分析以供建立STEM学习评估参考,本研究从学生的角度,创建STEM学习评估框架,并探究学生起始的两项认知能力与STEM学业表现的关系及寻找其中的调节变量。本研究使用文献分析、问卷调查、课堂观察等研究方法,对上海某初中学校预备年级学生进行了实证研究。研究过程为前期进行文献分析和理论研究以确立研究思路和设计,中期开设STEM课程、观察学生表现行并进行测验、发放问卷、数据采集,后期进行数据分析及论文撰写。研究发现,学生的逻辑推理能力与STEM学业中的编程表现显著正相关,学生的逻辑推理能力越强,其在编程表现中越优秀,且由学生的学习兴趣中介调节。空间能力与动手操作表现显著正相关,且与编程表现也显著正相关,学生的空间能力越强,其在动手操作表现和编程表现中越优秀,空间能力对动手表现的影响受学习态度中介调节。此外,在本研究的STEM课程中,逻辑推理能力和空间能力在性格方面无差异,男女生两方面认知能力相当;逻辑推理能力对学生编程知识内化的学习影响很大,但对编程实际操作的影响不大,说明学生是在进行理解性编程还是在进行记忆性编程值得重视等结论。综上,一方面本研究建立了STEM评估案例及成效分析,为STEM学习评估的建立提供实例;另一方面,本文就学生的起始能力与STEM学业表现的关系进行数据测量研究,为提高STEM学习效果提供了参考。


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