使用无线电和电话为基础的教育技术调查工程教育中的人口统计学和动机

文献标题

Investigating Demographics and Motivation in Engineering Education Using Radio and Phone-Based Educational Technologies

文献信息

• 主题领域: 工程教育、移动学习技术、教育公平
• 关键词: 工程教育，互动广播教育，移动学习，乡村学习者，教育技术，STEM教育，学习动机

研究背景与问题

• 发现的问题或挑战:

  1. 教育技术旨在消除教育不平等，但往往导致“强者愈强”的局面，资源匮乏地区的学习者未能充分受益。
  2. 农村和低收入国家的学生因基础设施不足、教育资源短缺、经济压力而难以获得优质教育。
  3. 缺乏对欠发达地区学生动机和学习需求的深入理解。

• 重要性:

  • 通过减少教育获取障碍，创新技术有助于为低资源地区提供公平的学习机会，尤其是在工程与技术领域（STEM）。
  • 探索低成本教育技术（如广播和手机技术）对教育公平性的潜在影响。

• 研究动机与相关工作:

  • 当前主流的在线课程（如MOOCs）通常更有利于高教育背景和高收入学习者，对农村低基础设施社区的适应性不足。
  • 过往研究表明，不同低技术教育工具（如互动广播教育）对学生学习的潜在积极影响，但缺少关于其对学习者行为长期改变的了解。

解决方案

• 提出的方法或方案:

  1. 研究了一个为北乌干达农村社区设计的15周工程教育远程课程，该课程依赖于互动广播和手机技术。
  2. 使用了学习者的互动日志数据，分析学习者的动机变化和课程效果。
  3. 探讨了学生的人口统计特征、动机特征、技术获取对学习持续性和表现的影响。

• 创新之处:

  • 集成了广播与手机问答系统，既支持教学传播，又可收集学习数据。
  • 提供基于工程设计过程的实践课程内容，使学生通过利用当地资源完成工程产品（如太阳能电池）。
  • 引入新的分析视角，研究互动广播教育对 underserved 学习群体的深远影响。

• 实施步骤:

  1. 课程设置：
     • 课程基于工程设计过程（如计划、创建、测试和改进）。
     • 课程通过广播传递内容，并通过手机（短信和USSD）收集学生的回答和数据。
     • 为期15周，涵盖多个工程设计阶段，结尾要求学生完成最终产品（太阳能电池）的开发。
  2. 数据收集：
     • 基线与终点调查：检测学生动机、工程思维和收入变化。
     • 学期内答题互动与期末考试：用于评估学习表现。
  3. 统计分析：
     • Chi-square 检验与 McNemar-Bowker 检验分析学生动机和思维的变化。
     • 线性回归模型评估人口统计特征与动机对学习成果的影响。

研究成果

• 具体结果:

  1. 学习动机的显著变化：
     • 学生在课程末期更倾向于选择“学习科学与技术”作为最主要的课程目标（从49%增至56.4%）。
     • 越来越多学生表示对未来参与STEM课程和职业的兴趣显著提升。
  2. 工程思维的改善：
     • 较多学生显示改善了在社区中解决问题的频率。
     • 学生更倾向于在问题失败时尝试不同方法而非简单重复尝试。
  3. 收入变化：
     • 有8%的学生表示在课程结束时开始获得收入，其中一部分来源于科学项目（如使用课程中学到的技术）。

• 相较现有研究的优势:

  • 不同于MOOCs，这种基于广播和手机的教育技术对没有互联网的低资源群体提供了平等的机会。
  • 研究表明，该课程对受教育程度相对较低或社会地位较低的学生尤为有效，成功缩小了教育机会差距。

• 实验或评估结果:

  • 课程总体完成率为23%，远高于核心MOOCs的10%以下完成率。
  • 学生背景和技术获取对最终考试成绩的影响：
    • 没有互联网接入的学习者完成率更高，且成绩不逊于拥有互联网接入的学习者。
    • 女性学生尽管报名率较低，但完成率更高，表现与男性相当。
    • 没有正式学校注册的学生完成率较低，但表现无显著差异。

• 局限性与未来方向:

  1. 局限性：
     • 数据采集仅限于低成本平台，缺乏更多深入的学习情境数据。
     • 时间相关因素（如农业周期）可能影响收入相关分析结果的解读。
  2. 未来方向：
     • 深化对未完成学习阶段学生的行为和动机模式分析。
     • 引入定量与定性研究，例如对学生和教师的深入访谈。
     • 制定中途课程反馈机制，更好地响应学生目标与体验变化。