社交可穿戴设备教育角色扮演：结合制作、编程和角色扮演的新型夏令营对非传统STEAM参与者的影响

研究背景与问题

• 发现的问题或挑战：

  • 女性在计算机领域中的代表性仍明显不足，特别是在中学阶段，许多女生对技术教育和职业的兴趣丧失。
  • 现有的STEAM（科学、技术、工程、艺术和数学）教育项目往往吸引白人男性，同时排斥其他群体。

• 问题的重要性：

  • 包括女性在内的弱势群体在STEAM领域的参与对于提高多样性和创新能力至关重要。
  • 中学阶段是塑造学生对技术领域兴趣和信心的重要阶段，这时的干预可以对未来职业选择产生深远影响。

• 研究动机与相关工作：

  • 传统STEAM培训模式因过于注重线性任务而对女生吸引力较低。
  • 结合建构主义学习、电子纺织品和现场角色扮演（LARP）的教育模式被证明能够纵向增强技术学习的包容性。
  • 前期研究证明，电子纺织品及协作式学习在增强女性对技术技能的自信中有显著效果。

解决方案

• 提出的解决方案：

  • 作者提出了“社交可穿戴Edu-LARP”（Social Wearable Edu-LARP）课程，在角色扮演的叙事背景下，结合电子纺织品制作和编程任务来增强参与者对STEAM的兴趣。
  • 课程设计为一个为期五天的夏令营，名为“Anywear Academy”，其核心是角色扮演、协作式问题解决和可穿戴技术设计。

• 创新之处：

  • 将LARP融入STEAM教育，通过叙事驱动任务增强课程的吸引力。
  • 利用电子纺织品及手工艺链接STEAM技术与学生已有技能（如手工制作），降低技术门槛。
  • 通过角色扮演赋予学生身份转变的机会（如从观望者到设计者），从而激发兴趣与信心。

• 实施步骤与关键技术：

  1. 设计一个跨越幻想、现代超级英雄和科幻主题的叙事框架，创造沉浸式学习体验。
  2. 使用BBC Micro:Bit微控制器及可编程硬件（LED、伺服电机）用于穿戴式设备的设计。
  3. 训练辅导员协助实施课程，通过角色扮演建立一个支持性学习社区。
  4. 通过叙事任务将学术概念（如传感器使用、迭代设计）与动手制作相结合。

研究成果

• 具体成果：

  • 在四次夏令营中，45名参加者（以10-14岁女生为主）自我报告的STEAM兴趣、自信和技术能力提升显著。
  • 调查结果显示，参与者对未来从事编程相关职业的兴趣显著提高。
  • 营地有效促进了社群感和协作能力，并观察到更强的团队联系和社会支持。

• 与现有解决方案相比的优势：

  • 提供了比传统STEAM教育更具吸引力和包容性的教学形式。
  • 将手工艺与技术结合，使STEAM技能的获取更具文化亲和力和创造性。
  • LARP的加入有效激发了学员的动机，同时为实验和失败创造了安全的环境。

• 实验或评估结果：

  • 调查数据中，参加者的自信评分从营前的平均2.73分提升至营后的3.27分（满分5分），具有统计显著性 (p<0.001)。
  • 反映兴趣的其他指标也显著提高，如后续学习技术的计划等。
  • 采访和观察显示，参与者在过程中形成密切的社区联系，学习协作技巧，并共享资源与支持。

• 局限性与未来方向：

  • 局限性：
    1. 由于COVID-19限制，设计过程必须远程进行，导致对空间和人员的假设不完全适用。
    2. 女孩与非特定性别学生的混合组有时会干扰社区形成。
    3. 数据收集方法需要适应，不允许全程录像或更密集的采访。
  • 未来方向：
    • 开发“Camp-in-a-box”模块，使课程能够被更多教育工作者独立实施。
    • 优化辅导员的培训材料，降低对实施者的技能要求。
    • 扩展至更广泛的性别和文化群体，以实现更全面的包容性。

总结

通过将社交可穿戴设备的制作、编程和LARP融入STEAM教育，“社交可穿戴Edu-LARP”课程展现了通过叙事和手工活动增强STEAM兴趣的潜力。迭代设计方法帮助作者优化了课程结构并提升了教育效果。这一研究不仅为STEAM教育提出了一种新的可能性，也为在多样化学习群体中构建包容性社区提供了实践方法。