Улучшение результатов STEM для детей младшего возраста с нарушениями языкового обучения

В этом исследовании исследователи сосредотачиваются на подмножестве учащихся из группы риска, которые считают, что язык науки является препятствием для изучения науки. Это почти 3 миллиона детей в США с нарушением обучаемости, называемым специфическим нарушением речи (SLI). У детей с SLI наблюдается дефицит разговорной грамматики и словарного запаса, и у них в 3,9–8,1 раза больше шансов иметь дефицит чтения, чем у детей в общей популяции.

Конкретная цель № 1: определить, улучшает ли научно значимое языковое вмешательство усвоение научных понятий у маленьких детей с SLI.

Конкретная цель № 2: определить, способствует ли научно значимое языковое вмешательство обобщению научных концепций и практик у маленьких детей с SLI.

В нем примут участие 54 ребенка в возрасте от 4 до 7 лет, которые еще не пошли в первый класс, говорят по-английски на одном языке и имеют SLI. Исследователи примут план рандомизированного контролируемого испытания, случайным образом распределяя участников по трем условиям вмешательства: наука + практика фонологического восприятия (контрольная группа), наука + поддержка словарного запаса и наука + поддержка грамматики, после чего следует короткая фаза отмены, в которой все три условия группы получают только научные инструкции. Предварительные и последующие меры покажут степень обучения в каждом состоянии, а сравнения между условиями покажут, способствуют ли грамматика и словарный запас улучшенному обучению.

Гипотеза состоит в том, что язык и изучение науки неразрывно связаны. Таким образом, исследователи будут использовать языковые вмешательства, основанные на фактических данных, для улучшения языковых навыков детей, имеющих отношение к науке, с прогнозом, что это приведет к изменениям в усвоении научных концепций и практик:

1. Дети в условиях вмешательства «наука + язык» продемонстрируют больший прогресс в преподаваемых научных концепциях после 4-недельного периода вмешательства, чем дети в контрольной группе.
2. Польза от научного + языкового вмешательства сохранится после отмены языковой поддержки, то есть дети в условиях научного + языкового вмешательства продемонстрируют больший прогресс в изучении научных концепций в течение недели отмены, чем дети в контрольной группе.
3. Дети в условиях вмешательства «наука + язык» продемонстрируют больший прогресс от предварительного к итоговому тесту по показателям обобщенных научных концепций и практики, чем дети в контрольной группе.
4. Дети, демонстрирующие наибольшие улучшения в использовании языковых целей, также продемонстрируют наибольшие улучшения в преподаваемых понятиях, обобщенных понятиях и обобщенных практических знаниях.
5. Детям будет полезна языковая поддержка, направленная на расширение словарного запаса, а также поддержка, направленная на грамматику, но эта поддержка может по-разному приносить пользу процессу изучения естественных наук.

Первым шагом является документирование того, что вмешательства, поддерживаемые языком, привели к улучшению языковых способностей, путем сравнения результатов тестов грамматики и словарного запаса на посттесте с результатами до теста. Ожиданиями являются значительные изменения в словарном знании для условия вмешательства в словарь по сравнению с двумя другими условиями и значительные изменения в использовании дополнительных предложений для условия вмешательства в грамматику по сравнению с двумя другими условиями. Следующим шагом является проверка прогнозов, связанных с конкретными целями, с помощью серии биномиальных смешанных моделей. Смешанные модели подходят для планов с несбалансированными размерами ячеек из-за отсутствия данных (из-за отсутствия ответов и выпадения). Будет одна модель для результатов целевой научной концепции с условием (контрольная группа, наука + словарный запас, наука + грамматика), языковой поддержкой (присутствует, изъято) и условием x языковая поддержка в качестве независимых переменных (прогнозы 1 и 2). Если построение графика данных предполагает, что эффекты специфичны для типа изучаемых понятий (например, физика или биология), то мы построим вторую модель для изучения различий, связанных с типом понятий. Также будет по одной модели для обобщенных концепций и обобщенных практических результатов с условием (контрольная группа, наука + словарный запас, наука + грамматика) и временем (предтест и посттест) в качестве независимых переменных (прогноз 3). Корреляция внутри субъекта будет учитываться случайными эффектами субъекта. Дополнительные случайные эффекты будут определяться путем выбора модели с наилучшей подгонкой модели (наименьшее значение AIC). В каждой из трех моделей также ожидается, что количество улучшений в грамматике и словарном запасе будет модераторами между результатом и другими факторами (прогноз 4). Для оценки этого прогноза результаты языковых тестов будут включены как ковариаты. Ожидается, что результаты языковых тестов после обучения будут важным предиктором изучения естественных наук, и что включение результатов языковых тестов в качестве ковариации устранит влияние условия, поскольку языковые результаты будут основным фактором, предсказывающим результаты научных исследований. Эти модели также позволяют сравнивать эффективность условий, поддерживаемых грамматикой и словарем (прогноз 5).