分類: 數學及理科學習

Categories
教育行政及領導 數學及理科學習 中學教育

同儕數學性別定型對數學成績的影響

數學–性別定型是指男孩在數學學習方面天生比女孩更優秀的觀念。Wu及團隊進行了兩項研究，以調查這種性別定型是否可能在兒童的同儕之間傳播，影響他們的數學能力和心理成果。第一項研究分析了「中國教育追踪調查」（CEPS）的數據，這是一項大規模的全國性調查。研究樣本包括來自208個課室的8,029名7年級和9年級學生，學生被隨機分配到每個課室。學生同儕中數學–性別定型的程度是根據每個課室中持有這種信念的學生同儕的比例來量度的（範圍：13.3%-91.9%）。基於學生、課堂和學校效應，固定效應線性模型得出以下結果：

  • 當持有性別定型的同儕比例增加1個標準差（SD）時，女孩和男孩之間的數學成績差距擴大了894 SD，其中女孩得分較低。
  • 具有性別定型的同儕比例越高，男孩的數學成績越高（效應值 = 0.439）。
  • 男孩和女孩的中英文考試成績差距並無統計學意義上的顯著差異。
  • 與男孩相比，持有這種性別定型的同儕比例越高，女孩接受這種觀念的可能性就越大。

當按性別分別檢視持有數學–性別定型的同儕比例時，分析顯示，與不同性別的同儕（效應值 = -1.133）相比，同性別同儕對女孩和男孩之間的數學成績差距（效應值 = -0.656）的影響較小。

第二項研究涉及547名中國大學生，參與者隨機觀看一段五分鐘影片，分別是強調數學成績性別差距的觸發定型觀念影片，或是對照影片。之後，他們的數學和語言技能被測試。男學生在兩種條件下的表現相同。然而，在兩組中，女學生的數學表現都比男生差，且觀看觸發定型觀念影片組的差異明顯更大。

考慮到研究2的結果並未考慮學生之前的數學能力差異，所以我們應謹慎解讀這項研究中一輯短片對數學分數的即時影響。儘管如此，研究1的結果強調了數學–性別定型在兒童同儕環境中可能持續存在潛在危害。作者強調對此問題需給予更多關注。

 

文獻來源（開放取用）：Wu, S. J., & Cai, X. (2023). Adding up peer beliefs: Experimental and field evidence on the effect of peer influence on math performance. Psychological Science, 34(8), 851–862. https://doi.org/10.1177/09567976231180881… Read the rest

Categories
計劃評鑑 幼稚園教育 數學及理科學習

「數學冠軍」計劃對學前兒童數學發展的幫助

「數學冠軍」（Maths Champions）是英國的一項計劃，旨在為學前教育人員提供線上專業發展，以提高學前兒童的數學知識。數學冠軍計劃通過網絡向一位主要教職員工（即「數學冠軍」）提供教學內容，然後由這位「數學冠軍」為中心制定和實施行動計劃，並培訓其他教職員。在此過程中，數學冠軍可獲得線上支援，其中包括一對一咨詢、早期數學資源和有關數學發展的電子課程。

為跟進之前的實驗結果，英國教育捐贈基金會（Education Endowment Foundation）資助了一項關於「數學冠軍」的隨機對照試驗，發現「數學冠軍」學生數學表現的增長比對照組學生多出兩個月。但這項先前的研究存在缺陷，因為並非所有學生都接受了後測。因此本研究在比先前的在更多方面對「數學冠軍」計劃的學生進行了重新測試，旨在提高研究結果的有效性。研究對象來自於英國各地134所學前中心（包括私立和學校為本）的1034名學前兒童（干預組，n=638；對照組，n=666 ）。這些中心被隨機分配為採用「數學冠軍」或繼續如常運作。

研究使用數學評估工具ASPECTS進行前測和後測。在七個月後，干預組的學生的數學表現比對照組學生平均多出三個月的進步。此外，對於研究中的弱勢背景學生，干預組學生的進步則平均超過對照組六個月。

「數學冠軍」計劃由英國全國日托協會（National Day Nurseries Association）開發。

 

文獻來源（開放取用）：Robinson-Smith, L., Whiteside, K., Torgerson, C., Fairhurst, C., Podmore, D., Davill, T., Bell, K., Qi, X., Leggett, H., Elliott, L., Hewitt, C., Baird, K., Menzies, V., Torgerson, D. and Ainsworth, H. (2023). Independent evaluation of Maths Champions in nursery to develop children’s early numeracy: A two-armed cluster randomised controlled trial: Evaluation Report. London: Education Endowment Foundation. https://d2tic4wvo1iusb.cloudfront.net/production/documents/projects/MathsChampions-evaluation-report.pdf?v=1692193386… Read the rest

Categories
幼稚園教育 數學及理科學習 有效教學法

幫助學前兒童學習「符號近似算術」的方法

「符號近似算術」對兒童的數學能力至關重要，它意味著提供近似答案而不是準確答案。例如，之前的一項研究發現，學齡前兒童不知道「21+30」的準確答案，但知道「21+30大於「34」。另外，數字比較訓練和數線估計訓練均可增強兒童的「符號近似算術」。Wei及其同事進行了一項實驗，以比較這兩種可能具有不同認知過程的訓練方式對「符號近似算術」的影響。

該實驗從中國杭州的三所中產階級幼稚園招募了109名兒童，年齡介乎5.11至6.27歲之間。他們被隨機分配到三個訓練組之一：（1）數線估計組（n = 32），（2）數字比較組（n = 34）和（3）對照組（n = 30）。在數線估計組中，兒童所玩的遊戲旨在幫助他們理解兩個數字之間的距離。在數字比較組中，參與者需要比較兩張數字卡的大小。這種訓練有助於培養兒童對數值大小語意的理解。

兩個干預組的兒童於一週內進行三次訓練遊戲，而對照組則沒有接受訓練。所有參與者都完成了前測和後測，其中包括符號近似算術（例如，比較「13+22」和「28」哪項更大），數字比較（哪個數字更大）和數線估計（在0到100範圍內的數位線上標記整數）的任務。

  • 結果顯示，數字比較組的學前兒童在所有三項任務中的表現均優於對照組。
  • 只有數字比較訓練提高了「符號近似算術」的成績。

這表明學前兒童在進行近似算術時，運用比較處理多於數線估計。作者指出，短暫的訓練時間可能限制了效果，因此未來需進一步深入研究。

 

文獻來源：Wei, W., Liao, H., Deng, W., & Ye, Q. (2023). Training on number comparison, but not number line estimation, improves preschoolers’ symbolic approximate arithmetic. Early Childhood Research Quarterly, 65, 241–249. https://doi.org/10.1016/j.ecresq.2023.07.004… Read the rest

Categories
計劃評鑑 小學教育 數學及理科學習

一項體驗科學課程的隨機試驗評估

Schneider和Bradford最近在American Educational Research Journal上發表的一篇文章報告了一項集群隨機對照試驗的結果，該試驗評估了多元素專題研集學習（ML-PBL）科學干預對三年級學生的有效性。這項研究的目的在於為項目發展提供新的證據，之前曾進行了教學實驗、先導測試和實地測試。ML-PBL由四個單元組成，每節課使用一個「驅動問題」來激發學生的興趣和參與度。它融合學生的合作性和體驗性學習，實行評估以確保學生達到學習期望，並為教師提供專業發展機會。

該研究包括在2018-19學年來自46所學校（實驗組（E）及對照組（C）各23所學校）中111個班級（54 E，57 C）的91名教師（41 E，50 C）和2371名三年級學生（實驗組1165人，對照組1206人如常接受科學教學）。在基線上，兩組在族裔、社會經濟地位（SES）、三年級入學率和前一年的州立標準化測試的數學／閱讀成績方面均沒有差異。ML-PBL干預包括教師培訓，鼓勵學生在課堂討論中將內容與自己的生活聯繫起來，並促進學生參與。

後測使用一項基於密歇根州立測試以及一項與科學學習相關的社交情感因素測試。學業成績顯示，實驗組學生在科學方面取得了統計學上的顯著進步，效應值為+0.27。無論不同性別、種族、族裔、社會經濟地位或州內各個區域的學生皆可見顯著進步。此外，實驗組學生報告的自我反思和協作行為比對照組更多。文章還討論了這些發現對課堂實踐的影響。

 

文獻來源：Krajcik, J., Schneider, B., Miller, E. A., Chen, I.-C., Bradford, L., Baker, Q., Bartz, K., Miller, C., Li, T., Codere, S., & Peek-Brown, D. (2023). Assessing the Effect of Project-Based Learning on Science Learning in Elementary Schools. American Educational Research Journal, 60(1), 70–102. https://doi.org/10.3102/00028312221129247… Read the rest

Categories
幼稚園教育 教育行政及領導 數學及理科學習

幼兒的運算思維與其他認知能力之關係

由於針對幼兒設計的早期編碼教育計劃越來越多，研究人員對於幼兒的運算思維（Computational thinking, CT）是否可以遷移到其他關鍵發展成果的研究興趣日益濃厚。Yang及其同事最近的一項研究調查了幼稚園學生的運算思維與序列能力和自我調節能力之間的聯繫。

研究人員將運算思維定義為通過演算法獲得在各種情境下解決問題所需的基本概念。演算法思維涉及如何實現目標的逐步操作。基於Cattell-Horn-Carroll的認知能力理論，研究人員假定CT與序列能力和自我調節能力有關。

序列能力包含識別一系列步驟來完成任務的能力，由「圖片排序」任務進行評估。自我調節能力包含工作記憶、心理彈性和抑制控制，以「頭-腳-膝-肩」（Head-Toes-Knees-Shoulders）任務進行測量。CT由電腦版本的TechCheck進行測量，它專注於幼兒CT的六個領域，即演算法、模組化、控制結構、表達、硬體/軟體和調試。來自中國北京一所公立幼稚園的101名兒童（男孩 = 49，平均年齡 = 5.25歲）參與了這項隨機抽樣研究。在控制了兒童年齡、性別和家庭社會經濟地位後，迴歸分析結果表明CT與序列能力（β = +0.27）和自我調節能力（β = +0.47）呈正向關聯。

這項橫斷面研究通過直接測量認知能力的方法提供初步證據，證明幼兒CT與其他智力能力之間的關聯。未來研究可通過縱向研究和檢驗其他學習成果等來探討CT在幼兒認知發展中的作用。

 

文獻來源（開放取用）：Yang, W., Gao, H., Jiang, Y., & Li, H. (2023). Beyond computing: Computational thinking is associated with sequencing ability and self-regulation among Chinese young children. Early Childhood Research Quarterly, 64, 324–330. https://doi.org/10.1016/j.ecresq.2023.04.006… Read the rest

Categories
計劃評鑑 數學及理科學習 中學教育

「改變勝算」計劃對學生數學成績的影響

根據國際和國內評估，美國中學生在數學學習方面存在困難。聖地牙哥統一學區聯同政策制定者、專家和加州大學聖地牙哥分校的一個團隊，根據「改變勝算」（Changing the Odds: CTO）計劃制定了一個為期四年的干預研究。這項以教師為中心的計劃旨在提高學生的數學成績，有助於確定學生的數學學習需求，並設計應對這些需求的干預措施。

2015年，聖地牙哥統一學區指定了四所成績不佳的中學實施為期四年的CTO計劃，並在成績和人口特徵方面配對了另外四所學校作為比較對象。這項為期四年的計劃提供教學和專業發展材料，支持共同教學、共同備課和評估測試，促成學校之間合作，以及舉辦一年一度的暑期學校項目。國家經濟研究局（National Bureau of Economic Research, NBER）最近發佈的一份工作報告通過雙重差異分析法（DID）評估了CTO的影響。由於加州的測試系統發生改變，數學成績在干預前由加州標準測試來量度，在研究期間改為加州Smarter Balanced測試來測量。研究將兩項測試轉換為共同的度量標準後，結果顯示CTO計劃具有正面影響，平均效應值為每年+0.11，從約0.00（第1年）上升到+0.14（第4年）。未來研究可提供更大樣本量，揭示該計劃在特定方面的效用以及潛在調節因素的效果。

 

文獻來源（開放取用）：Betts, J. R., Zau, A. C., Bachofer, K. V., & Polichar, D. (2023). Changing the Odds: Student achievement after introduction of a middle school math intervention (Working Paper No. 30870; Working Paper Series). National Bureau of Economic Research. https://doi.org/10.3386/w30870… Read the rest