Tác động của khóa học STEM liên ngành đến thái độ học tập và kỹ năng thiết kế kỹ thuật của trẻ em

Feng-Kuang Chiang1, Chun-Hao Chang2, Shan Wang3, Rui-Heng Cai3, Li Li3
1Shanghai Normal University, Shanghai, China
2Department of Allied Health Education and Digital Learning, National Taipei University of Nursing and Health Sciences, Taipei City, Taiwan
3Beijing Normal University, Beijing, China

Tóm tắt

Nghiên cứu nhằm mục đích điều tra tác động của một khóa học STEM liên ngành đối với thái độ học tập và kỹ năng thiết kế kỹ thuật của trẻ em. Tổng cộng có 449 trẻ em tiểu học tại Trung Quốc được tuyển chọn từ ba cấp lớp khác nhau (tức là lớp hai, lớp bốn và lớp sáu) để tham gia vào nghiên cứu này. Tất cả các học viên tham gia vào một khóa học STEM liên ngành hàng tuần trong hai học kỳ liên tiếp. Để hiểu cách mà chương trình giảng dạy STEM tích hợp tương tác với thái độ học tập và kỹ năng thiết kế kỹ thuật của học sinh, chúng tôi đã thực hiện hai biện pháp để đánh giá kết quả: biện pháp về thái độ (tức là bảng hỏi thái độ học tập) và biện pháp kết quả (tức là đánh giá kiến thức STEM và đánh giá thiết kế kịch bản). Trong khi đó, các bài kiểm tra trước và sau được thực hiện cho mỗi biện pháp khi so sánh những khác biệt trong học tập. Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng một khóa học STEM liên ngành đã dẫn đến những thay đổi tích cực trong thái độ học tập của trẻ, nhưng tác động của nó lên các cấp lớp khác nhau có thể khác nhau tùy thuộc vào sự phát triển nhận thức của trẻ. Ngoài ra, những trải nghiệm học tập liên ngành đã cải thiện đáng kể kỹ năng thiết kế kỹ thuật của học sinh lớp hai và lớp bốn, đặc biệt là trong đánh giá thiết kế kịch bản. Cuối cùng, chúng tôi đã tóm tắt mối quan hệ giữa thái độ học tập của một người và kỹ năng thiết kế kỹ thuật cũng như những hệ quả giáo dục của nó.

Từ khóa

#STEM #thái độ học tập #kỹ năng thiết kế kỹ thuật #trẻ em #học tập liên ngành

Tài liệu tham khảo

Agranovich, S., & Assaraf, O. (2013). What makes children like learning science? An examination of the attitudes of primary school students towards science lessons. Journal of Education and Learning, 2(1), 55–69. Azodo, A. P. (2016). Attitude of engineering students towards engineering drawing: A case study. International Journal of Research Studies in Education, 6(1), 61–74. Becker, K., & Park, K. (2011). Effects of integrative approaches among science, technology, engineering, and mathematics (STEM) subjects on students’ learning: A preliminary meta-analysis. Journal of STEM Education, 12(5), 23–37. Billingsley, B., Brock, R., Taber, K. S., & Riga, F. (2016). How students view the boundaries between their science and religious education concerning the origins of life and the universe. Science Education, 100(3), 459–482. Billingsley, B., Taber, K., Riga, F., & Newdick, H. (2013). Secondary school students’ epistemic insight into the relationships between science and religion—A preliminary enquiry. Research in Science Education, 43(4), 1715–1732. Bybee, R. W. (2013). The case for STEM education: Challenges and opportunities. Arlington, VA: NSTA Press. Carlson, L., & Sullivan, J. (2004). Exploiting design to inspire interest in engineering across the K-16 engineering curriculum. International Journal of Engineering Education, 20(30), 372–380. Chabalengula, V. M., & Mumba, F. (2017). Engineering design skills coverage in K-12 engineering program curriculum materials in the USA. International Journal of Science Education, 39(16), 2209–2225. Christensen, R., Knezek, G., & Tyler-Wood, T. (2014). Student attitudes of science, technology, engineering and mathematics (STEM) content and careers. Computers in Human Behavior, 34, 173–186. Corlu, M. S., Capraro, R. M., & Capraro, M. M. (2014). Introducing STEM education: Implications for educating our teachers for the age of innovation. Education and Science, 39(171), 74–85. de Miranda, M. A. (2004). The grounding of a discipline: Cognition and instruction in technology education. International Journal of Technology and Design Education, 14(1), 61–77. Estapa, A. T., & Tank, K. M. (2017). Supporting integrated STEM in the elementary classroom: A professional development approach centered on an engineering design challenge. International Journal of STEM Education, 4(1), 6. Fan, S. C., & Yu, K. C. (2017). How an integrative STEM curriculum can benefit students in engineering design practices. International Journal of Technology and Design Education, 27(1), 107–129. Fields, D. A. (2009). What do students gain from a week at science camp? Youth attitudes and the design of an immersive research-oriented astronomy camp. International Journal of Science Education, 31(2), 151–171. Flegg, J., Mallet, D., & Lupton, M. (2012). Students’ attitudes of the relevance of mathematics in engineering. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 43(6), 717–732. Furner, J. M., & Kumar, D. D. (2007). The mathematics and science integration argument a stand for teacher education. Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 3, 185–189. Guzey, S. S., Harwell, M., Moreno, M., Peralta, Y., & Moore, T. J. (2017). The impact of design-based STEM integration curricula on student achievement in engineering, science, and mathematics. Journal of Science Education and Technology, 26(2), 207–222. Hernandez, P. R., Bodin, R., Elliott, J. W., Ibrahim, B., Rambo-Hernandez, K. E., Chen, T. W., et al. (2014). Connecting the STEM dots: Measuring the effect of an integrated engineering design intervention. International Journal of Technology and Design Education, 24, 107–120. https://doi.org/10.1007/s10798-013-9241-0. Hess, T. M., & Wallsten, S. M. (1987). Adult age differences in the attitude and learning of artistic style categories. Psychology and Aging, 2(3), 243–253. Ivanitskaya, L., Clark, D., Montgomery, G., & Primeau, R. (2002). Interdisciplinary Learning: Process and Outcomes. Innovative Higher Education, 27, 95–111. https://doi.org/10.1023/A:1021105309984. Johnson, C. C. (2013). Conceptualizing integrated STEM education. School Science and. Mathematics, 113(8), 367–368. Karahan, E., Canbazoglu-Bilici, S., & Unal, A. (2015). Integration of media design processes in science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education. Eurasian Journal of Educational Research, 60, 221–240. Kelley, T. R., & Knowles, J. G. (2016). A conceptual framework for integrated STEM education. International Journal of STEM Education, 3(1), 1–11. Kirschenman, M., & Brenner, B. (2010). Education for civil engineering: A profession of practice. Leadership and Management in Engineering, 10(1), 54–56. Klahr, D., Triona, L. M., & Williams, C. (2007). Hands on what? The relative effectiveness of physical versus virtual materials in an engineering design project by middle school children. Journal of Research in Science Teaching, 44(1), 183–203. Lantz, H. B. (2009). Science, technology, engineering, and mathematics (STEM) education: What form? What function? Retrieved from http://www.currtechintegrations.com/pdf/STEMEducationArticle.pdf. Murphy, C., & Beggs, J. (2001). Pupils’ attitudes, attitudes and understanding of primary science: Comparisons between northern Irish and English schools. Paper presented at the British Educational Research Association (BERA) Conference, University of Leeds, England. National Academy of Engineering & National Research Council. (2014). STEM integration in K-12 education: Status, prospects, and an agenda for research. Washington, DC: The National Academies Press. Osborne, J., Simon, S., & Collins, S. (2003). Attitudes towards science: A review of the literature and its implications. International Journal of Science Education, 25(9), 1049–1079. Plant, E. A., Baylor, A. L., Doerr, C. E., & Rosenberg-Kima, R. B. (2009). Changing middle-school students’ attitudes and performance regarding engineering with computer-based social models. Computers & Education, 53(2), 209–215. Ragusa, G., & Lee, C. T. (2012). The impact of focused degree projects in chemical engineering education on students’ research performance, retention, and efficacy. Education for Chemical Engineers, 7(3), 69–77. Reynolds, A. J., & Walberg, H. J. (1992). A structural model of science achievement and attitude: An extension to high school. Journal of Educational Psychology, 84(3), 371–382. Roehrig, G. H., Moore, T. J., Wang, H. H., & Park, M. S. (2012). Is adding the E enough? Investigating the impact of K-12 engineering standards on the implementation of STEM integration. School Science and Mathematics, 112, 31–44. Shahali, E. H. M., Halim, L., Rasul, M. S., Osman, K., & Zulkifeli, M. A. (2017). STEM learning through engineering design: Impact on middle secondary students’ interest towards STEM. Eurasia Journal of Mathematics, Science and Technology Education, 13(5), 1189–1211. Stohr-Hunt, P. M. (1996). An analysis of frequency of hands-on experience and science achievement. Journal of Research in Science Teaching, 33(1), 101–109. Vennix, J., den Brok, P. J., & Taconis, R. (2017). Attitudes of STEM-based outreach activities in secondary education. Learning Environments Research, 20, 21–46. Wendell, K. B., & Rogers, C. (2013). Engineering design-based science, science content performance, and science attitudes in elementary school. Journal of Engineering Education, 102(4), 513–540. White, D. W. (2014). What is STEM education and why is it important? Florida Association of Teacher Educator Journal, 1(14), 1–9.