Melhorando os resultados STEM para crianças pequenas com deficiências de aprendizado de idiomas

Neste estudo, os investigadores se concentram em um subconjunto de alunos em risco que consideram a linguagem da ciência uma barreira para o aprendizado da ciência. Estas são as quase 3 milhões de crianças nos EUA que têm uma deficiência de aprendizagem chamada de distúrbio específico de linguagem (DEL). Crianças com DEL apresentam déficits na gramática falada e no vocabulário e são 3,9 a 8,1 vezes mais propensas a ter déficits de leitura do que crianças da população em geral.

Objetivo específico nº 1: determinar se a intervenção de linguagem relevante para a ciência melhora o aprendizado de conceitos científicos em crianças pequenas com DEL.

Objetivo Específico #2: Determinar se a intervenção de linguagem relevante para a ciência facilita a generalização de conceitos e práticas científicas em crianças pequenas com DEL.

Cinquenta e quatro crianças de 4 a 7 anos que ainda não começaram a 1ª série, que são falantes monolíngues de inglês e que têm SLI participarão. Os investigadores adotarão um projeto de ensaio controlado randomizado, atribuindo aleatoriamente os participantes a três condições de intervenção: prática de ciência + consciência fonológica (o braço de controle), suporte de ciência + vocabulário e suporte de ciência + gramática, seguido por uma breve fase de retirada em que todos os três os grupos recebem apenas instrução científica. Pré e pós-medidas revelarão a extensão do aprendizado em cada condição e as comparações entre as condições revelarão se a gramática e o vocabulário suportam o aprendizado aprimorado.

A hipótese é que a linguagem e o aprendizado das ciências estão integralmente relacionados. Portanto, os investigadores usarão intervenções de linguagem baseadas em evidências para melhorar as habilidades de linguagem relevantes para a ciência das crianças, com a previsão de que isso resultará em mudanças na aquisição de conceitos e práticas científicas:

1. As crianças nas condições de intervenção de ciência + linguagem mostrarão maiores ganhos nos conceitos de ciências ensinados após o período de intervenção de 4 semanas do que as crianças no braço de controle.
2. O benefício das intervenções de ciência + linguagem permanecerá após a retirada dos suportes de linguagem, ou seja, as crianças nas condições de intervenção de ciência + linguagem mostrarão maiores ganhos nos conceitos de ciências ensinados durante a semana de retirada do que as crianças no braço de controle.
3. As crianças nas condições de intervenção de ciência + linguagem mostrarão maiores ganhos do pré-teste ao pós-teste em medidas de conceitos e práticas de ciências generalizadas do que as crianças no braço de controle.
4. As crianças que demonstram a maior melhoria no uso dos alvos de linguagem também demonstrarão as maiores melhorias nos conceitos ensinados, conceitos generalizados e conhecimento da prática generalizada.
5. As crianças se beneficiarão de suportes de linguagem direcionados ao vocabulário, bem como aqueles direcionados à gramática, mas esses suportes podem beneficiar de forma diferente o processo de aprendizagem de ciências.

A primeira etapa é documentar que as intervenções com suporte de linguagem resultaram em habilidades de linguagem aprimoradas, comparando o desempenho nas provas de gramática e vocabulário no pós-teste com o desempenho no pré-teste. As expectativas são mudanças significativas no conhecimento de vocabulário para a condição de intervenção de vocabulário em comparação com as outras duas condições e mudanças significativas no uso de cláusulas de complemento para a condição de intervenção gramatical em comparação com as outras duas condições. O próximo passo é testar as previsões associadas aos objetivos específicos por meio de uma série de modelos mistos binomiais. Os modelos mistos são apropriados para projetos com tamanhos de células desequilibrados devido a dados ausentes (devido a não resposta e desistência). Haverá um modelo para resultados de conceito de ciência direcionados com condição (braço de controle, ciência + vocabulário, ciência + gramática), suporte de linguagem (presente, retirado) e suporte de condição x suporte de linguagem como variáveis ​​independentes (Previsões 1 e 2). Se a plotagem de dados sugerir que os efeitos são específicos para o tipo de conceito que está sendo ensinado (por exemplo, ciência física versus ciência biológica), então construiremos um segundo modelo para explorar as diferenças relacionadas ao tipo de conceito. Haverá também um modelo para conceitos generalizados e resultados de prática generalizada com condição (braço de controle, ciência + vocabulário, ciência + gramática) e tempo (pré-teste e pós-teste) como variáveis ​​independentes (Previsão 3). A correlação dentro do sujeito será contabilizada com efeitos aleatórios do sujeito. Efeitos aleatórios adicionais serão determinados selecionando o modelo com o melhor ajuste de modelo (menor valor de AIC). Em cada um dos três modelos, espera-se ainda que a quantidade de melhora na gramática e no vocabulário sejam moderadores entre o resultado e os outros fatores (Previsão 4). Para avaliar essa previsão, o desempenho nos testes de linguagem será incluído como covariáveis. A expectativa é que o desempenho nas provas de linguagem após a instrução seja um preditor significativo do aprendizado de ciências e que a inclusão do desempenho nas provas de linguagem como uma covariável elimine o efeito da condição porque o desempenho da linguagem será o principal fator preditivo do desempenho em ciências. Esses modelos também permitem a comparação da eficácia das condições suportadas por gramática e vocabulário (Previsão 5).