《Mind, Brain, and Education》：Caregiver–Child Spatial Talk During Museum Tinkering and Children's Spatial Language at Reflection: The Roles of Storytelling and STEM Belonging
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博物馆中的非正式学习体验可以提供对STEM成功至关重要的丰富空间学习机会，但关于如何设计既能支持家庭参与空间思维又能促进归属感的活动，仍然存在疑问。研究人员考察了将讲故事融入博物馆拼装（tinkering）项目是否能够支持家庭的空间话语（spatial
博物馆中的非正式学习体验可以提供对STEM成功至关重要的丰富空间学习机会，但关于如何设计既能支持家庭参与空间思维又能促进归属感的活动，仍然存在疑问。研究人员考察了将讲故事融入博物馆拼装（tinkering）项目是否能够支持家庭的空间话语（spatial talk）和可观察到的归属感（belonging）。21个有4–10岁儿童（平均年龄=7.22岁；38%为女童；48%为白人）的家庭参与了在一个儿童博物馆中进行涉及空间问题解决的拼装项目。使用了玩具人物的家庭在拼装过程中进行了更多的讲故事活动。看护者的讲故事行为与其归属感表现（如坚持性、愉悦感、舒适感）及拼装过程中的空间话语呈正相关。儿童在拼装过程中的讲故事和归属感行为预测了他们在反思阶段的空间话语。这些发现表明，将空间挑战置于家庭故事中的展品设计可以为空间思维和STEM归属感创造条件，对非正式教育工作者具有实际启示。
**论文解读**
**一、研究背景、现存问题与研究目的**
空间思维——即在心理上表征和操作物体、位置及空间关系的能力——是STEM学习与成就的基础性能力。空间技能支撑着阅读地图、导航、遵循方向到达地点以及空间内排列物体等日常实践，并预测后续数学、科学和工程领域的成就与动机。然而，空间技能在正式课堂环境中很少被明确教授，这引发了关于儿童在何处以及如何发展空间能力的疑问。基于博物馆的拼装项目作为非正式学习环境的一种重要形式，为家庭提供了合作使用开放式材料进行建造的机会，能够自然地调动儿童和看护者的空间技能。但仅仅提供空间活动可能是不够的；非正式活动中空间学习的丰富性可能既取决于空间材料的存在，也取决于家庭对体验的个人意义感知。在此背景下，讲故事作为一种在多元家庭群体中普遍存在的实践，被视为教育工作者帮助空间挑战变得具有个人意义的潜在途径。本研究旨在考察将讲故事整合到一个提出空间问题的拼装项目中，是否能够同时支持空间思维和STEM归属感的表现。
已有研究表明，拼装项目通常被设计为鼓励对话与合作，社会文化理论也强调儿童的学习源于与更有知识的看护者共同参与活动和对话。然而，关于空间语言的研究虽然表明对话参与可以支持儿童空间技能发展，但对于如何通过活动设计系统性地促进讲故事、归属感与空间话语之间的动态关系，仍缺乏充分的实证检验。此外，以往关于STEM归属感的研究主要依赖自我报告测量或聚焦于身份与参与的观察方法，对于如何在实时互动中对归属感的行为表现进行编码，以及这些表现如何与同步的学习过程相关联，仍是一个尚未充分发展的领域。基于这一研究缺口，本研究提出两个核心研究问题：第一，家庭对玩具人物的使用是否与其在拼装过程中的讲故事、归属感表现和空间话语相关，以及是否与儿童在拼装后反思中的讲故事和空间话语相关；第二，家庭在拼装过程中的讲故事和可观察的STEM归属感表现（如兴趣、坚持性、自信心、联结感）是否与其拼装过程中的空间话语以及儿童在反思中的空间话语相关联。
**二、研究设计与方法概述**
本研究的样本包括21个家庭，他们于2022年12月3日至2023年1月7日期间的10个数据收集日内访问了芝加哥儿童博物馆的Tinkering Lab，当时该展馆设有“纸板邻里”项目。参与者家庭包含一位4–10岁目标年龄范围内的儿童（平均年龄=7.29岁，SD=1.59）以及一位同意的家长或监护人。儿童性别方面，62%为男孩，38%为女孩；儿童种族构成方面，48%为白人，10%为亚裔，14%为西班牙裔/拉丁裔，14%为多种族。家庭在Tinkering Lab中佩戴无线麦克风进行音视频录制，完成拼装活动后，儿童参与反思性访谈。研究人员采用计算机化语言分析（CLAN）约定对拼装对话和儿童反思进行转录，并使用Cannon等人（2007）的编码系统来分析空间语言频率。讲故事编码改编自Pagano等人（2024）的编码体系，归属感编码系统则包括兴趣、愉悦感、舒适性、帮助他人、联结感、坚持性、自信心、鼓励、STEM身份和动机等十个互斥类别。两名编码器独立编码了20%的数据以建立编码者间信度。
**三、研究结果**
**3.1 玩具人物使用促进讲故事与空间话语**
21个家庭中有11个家庭选择在拼装过程中使用玩具人物，10个家庭未使用。两组家庭在拼装时间上没有显著差异。协方差分析（ANCOVA）结果显示，玩具人物的使用并未影响看护者在拼装过程中的过去经验讲故事，但使用玩具人物的儿童比未使用的儿童更多地讲述过去经验的故事。在幻想性讲故事方面，使用玩具人物的看护者和儿童在拼装过程中均表现出更频繁的幻想性讲故事。值得注意的是，拼装过程中的空间话语并未因玩具人物使用而有所不同。然而，在反思阶段，使用玩具人物家庭的儿童比未使用的儿童表现出更多的空间话语。整体而言，在整个样本中，幻想性讲故事的发生频率在拼装过程中和反思阶段均高于过去经验讲故事。
**3.2 讲故事、归属感与空间话语之间的关系**
对于看护者而言，在控制拼装时间后，讲故事额外解释了其拼装过程中空间话语14%的方差；但当归属感加入模型后，讲故事的关联降至不显著，而归属感仍然显著，共同解释了看护者拼装过程中空间话语70%的方差。这一结果表明归属感在看护者的空间话语中解释了超越讲故事的额外方差，并削弱了讲故事的关联，提示两者之间存在构念重叠。
对于儿童而言，拼装时间解释了拼装过程中儿童空间话语29%的方差，加入讲故事（ΔR2=0.09）和归属感（ΔR2=0.07）后未贡献显著的独特方差，整体模型解释了45%的方差。尽管各步骤的模型均达到显著水平，但讲故事和归属感均未作为个别显著预测因子出现，这反映了小样本下统计效力有限的局限性。
在预测儿童反思阶段的空间话语方面，拼装过程中的讲故事在控制拼装时间后额外解释了11%的方差（模型2）。加入儿童的归属感后，归属感贡献了显著的独特方差，ΔR2=0.15（模型3）。综合来看，拼装时间、讲故事和归属感共同解释了儿童反思阶段空间话语58%的方差。归属感在回归模型中贡献了超越讲故事的独特方差，提示讲故事和归属感均与儿童在反思中的空间思维相关。
**四、讨论总结**
本研究通过考察一个以空间为核心的拼装项目中的讲故事参与，为博物馆空间学习研究提供了初步证据。家庭使用玩具人物与更多幻想性讲故事相关，而讲故事与儿童反思性空间话语相关联。这一发现扩展了先前的博物馆空间研究，表明讲故事可以通过组织问题解决和将抽象概念植根于个人相关场景来支持STEM学习。值得注意的是，玩具人物的使用虽未增加拼装过程中的空间话语，但增加了儿童反思阶段的空间话语，提示空间编码的好处可能需要在儿童与操作性建造活动保持一定距离后才显现。拼装过程中的讲故事和归属感表现共同预测了儿童反思阶段的空间话语，这为“归属感不仅是结果也是过程”的观点提供了支持——归属感能够维持学习者对具有挑战性的空间任务的持续参与。本研究的行为编码方法通过捕捉活动中的可观察表现，补充了自我报告测量，使研究者能够考察归属感如何在家庭互动中展开并与空间话语等学习过程产生关联。此外，尽管儿童空间语言和看护者空间话语在以往某些非正式学习情境中观察到性别差异，本研究中儿童和看护者的空间话语未因儿童性别而异，提示讲故事的整合可能创造更公平的空间参与条件。
**五、研究结论翻译**
博物馆拼装项目在同时支持认知参与和维持这种参与的积极情感条件时，可能最能发挥其促进STEM学习的潜力。通过将讲故事以简单的设计特征——如玩具人物、叙事提示和熟悉情境——加以整合，博物馆教育工作者可以创造这样的体验：家庭在应对空间挑战的同时表现出归属感。这项工作通过表明讲故事可以创造空间参与的条件——不是通过直接指导，而是通过使活动具有个人意义——扩展了博物馆中空间语言的研究。鉴于空间技能在学校的教学中很少被明确教授，博物馆项目通过像讲故事这样具有文化回应性的实践来吸引家庭参与，可以在早期STEM教育中发挥关键作用。
