翻译：刘平瑶 东南大学生医学院脑与学习科学系

研究生导师：柏毅 夏小俊

作者：Mustafa Serkan Gunbatar    Hasan Bakırcı

[摘要]：本研究的目的是从计算思维（CT）技能、性别、年级水平、专业、日常电脑使用、网路使用、智能手机等方面，探讨科学与小学职前教师的科学、技术、工程与数学（STEM）教学意图。本研究采用相关调查模式。参与者是土耳其一所大学的440名职前教师。采用STEM教学意向量表和CT技能量表进行数据采集。数据分析采用卡方自动交互检测器（CHAID）、独立样本t检验和单因素方差分析（ANOVA）。结果表明，CT对STEM教学意图的影响最大。专业也是STEM教学意图的另一个重要变量。

[关键词]：STEM教学意图,计算思维,职前教师

1 介绍

今天，科技发展对全球竞争至关重要。发达国家认识到，教育项目在培养合格人才方面发挥着重要作用。美国、俄罗斯、日本、加拿大和澳大利亚等国家已改变了其教育计划。近年来，这些国家大力开展STEM教育以培养合格公民（Bybee 2010；Sanders 2009；Thomas 2014）。许多国家通过STEM教育培养个人在二十一世纪的必要技能（Sanders 2009年）。例如，自2017年以来，STEM教育在土耳其的科学和数学教育中发挥了重要作用（Bakirci和Karsan 2018）。

根据文献，STEM教育有助于各国成为全球竞争的一部分，并通过CT（计算思维）等实用技能解决日常生活问题。学前科学教师和小学教师应该了解STEM的重要性。因为他们将在不久的将来带领学生开展STEM活动。此外，据我们所知，土耳其没有关于CT技能与STEM教育之间关系的研究。因此，研究科学与小学学前教师的STEM教育与CT技能的关系具有重要意义。

1.1 STEM、CT及其关系

STEM是一种跨学科的教育方法，包括科学、技术、工程和数学。STEM教学意图是指职前教师在课程中使用STEM教学的意愿，以及基于跨学科整体方法的教学意愿。与STEM教学相关的意向包括价值观、知识、态度、主观规范、感知行为控制和行为维度（Lin和Williams，2016）。STEM的价值维度包括个体评价标准的变化和自我评价，而态度维度则包括个体在STEM教学中的兴趣和应用。STEM的知识维度是职前教师和教师的主题知识。行为控制和行为导向维度包括评估和有效利用基于STEM的教学中的资源和机会（Kirilmazkaya 2017；Lin和Williams 2016）。

根据国际教育技术协会（ISTE）（2018年）的报告，当今的学习者应该接受培训，以跟上不断发展的技术环境。只有CT才可能实现这一点，它是二十一世纪的新识字能力（Wing2011）。

根据一般定义，CT是一个思维过程，涉及到计算步骤和算法问题（AHO 2012）。根据操作定义，CT人员通过使用计算机和其他工具（如分析和编辑数据）、通过模型和模拟呈现数据、通过算法思维自动化数据、识别、分析和实施可能的解决方案来解决问题。根据教育课程的观点，它是一个框架，包括CT逻辑、算法、分解、模式、抽象和评估或计算概念、计算实践和计算视角等概念（Roman-Gonzalez et al.2017）。当我们研究CT的定义时，可以看出21世纪的个体在解决问题时应该具备这些技能。CT技能还包括创造力、算法思维、协作性、批判性思维、问题解决和沟通技能（Korkmaz等人2017）。

CT是一种包含在许多研究中的技能，几乎影响到所有学科（Psycharis 2018）。当检查STEM实现时，可以引入与数学和科学相关的CT分类。这种分类法基于四个主要维度。数据实践是关于原始数据的处理。建模和仿真实践包括使用、评估和生成动态计算机生成的动态模型等情况。计算问题解决实践包括以下情况：将计算工具遇到的问题转换为可解点，选择或生成这些工具。最后，系统思考实践是根据系统方法思考结构的要素（Weintrop等人2016）。

STEM教育在为学生提供二十一世纪的技能方面发挥着重要作用。CT是当今时代个人应该具备的技能。当CT教学和STEM内容相结合和整合时，STEM可以支持CT技能的发展。因此，CT和STEM是应该一起考虑的两个要素。

1.2 目的

本研究旨在以CT技能及其他相关变量为依据，探讨科学与小学职前教师的STEM教学意图。本研究旨在回答以下研究问题。

1、职前教师的STEM教学意图是否根据独立变量（CT、性别、年级水平、日常电脑使用、互联网使用和智能手机使用时间）分为几个部分？

2、职前教师的STEM教学意图与CT技能之间是否存在关系？

3、职前教师的STEM教学意图是否有性别间的差异？

4、职前教师的STEM教学意图是否因专业和年级不同而有所不同？

5、职前教师的STEM教学意图是否因每天使用电脑和互联网的时间不同而不同？

6、职前教师的STEM教学意图是否因每天使用智能手机的时间不同而不同？

（未完待续）

东南大学科学教育与评测研究室简介：21世纪是我国创新型人才培养的关键期。东南大学科学教育与评测研究室结合信息技术、生物医学工程、脑科学技术，进行青少年科学素养的国际比较研究和学生核心概念掌握水平的评测系统的研究与开发，我们的目标是：（1）通过实证教育研究，探究科学素养的本质及有效的培养途径；（2）将科学素养的传统评测方法与现代信息技术相结合，探究基于ECD模型的学生科学素养评测方法研究；（3）运用用ERP、EEG和眼动等脑科学技术，开展对学生核心概念熟练掌握程度的评测研究。

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