可持续发展教育中STEM与真实情境STEM教学对七年级学生批判性思维能力的比较研究

《Sustainability》：Examining the Effects of STEM and Authentic STEM Approaches in Teaching a Sustainability Module on Middle School Students’ Critical Thinking Skills

　　

摘要

全球性问题如贫困、能源危机和气候变化要求科学、技术、工程和数学（STEM）学科必须结合可持续发展目标进行统筹解决。在此背景下，STEM 教育成为可持续性教育的重要组成部分。然而，关于真实情境 STEM 教育在教授可持续性主题时，相比普通 STEM 教学是否能对学生的批判性思维能力提供额外贡献的研究尚有限。本研究旨在考察在可持续性模块中，采用 STEM 和真实情境 STEM 教学方法后，七年级中学学生批判性思维能力的变化。本研究采用了前测 - 后测准实验设计。研究参与者包括一所公立中学参加环境教育课程的共计 69 名七年级学生。学生被分为三组：接受教科书式教学的对照组、STEM 组和真实情境 STEM 组。学生在实施前后均测量了批判性思维能力，并使用两因素混合方差分析和事后比较对数据进行分析。研究发现，时间效应对批判性思维分数具有显著影响 [F(1,66) = 111.101, p < 0.001, ηp² = 0.627]，且存在时间 × 组间交互作用 [F(2,66) = 25.531, p < 0.001, ηp² = 0.436]。事后比较显示，STEM 组和真实情境 STEM 组学生的批判性思维分数变化与对照组存在显著差异。然而，STEM 组和真实情境 STEM 组之间的分数变化未发现统计学显著差异。这些发现表明，可持续性教育范围内的基于 STEM 的教学可能与中学学生批判性思维能力的发展有关。尽管如此，研究结果并未提供统计证据表明，与 STEM 教学相比，真实情境 STEM 方法与批判性思维的前测到后测更大增益有关。